Способ испытания режущих узлов деревообрабатывающих станков и нагрузочное устройство для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано для проведения программных испытаний деревообрабатывающих станков. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем воспроизведения всего спектра нагрузок, возникающих при обработке древесины, полной автоматизации процесса испытания, упрощения управления нагрузочным устройством и повышение стабильности воспроизведенных нагрузок, при этом тормозной момент воспроизводится фрикционным тормозом, радиальная нагрузка воспроизводится грузами, развивающими центробежную составляющую, и аэростатическим нагружателем, воспроизводящим радиальную нагрузку от срезания древесины, осевая нагрузка воспроизводится отдельным пневмоприводом. Фрикционный тормоз состоит из закрепленного на валу диска, который под действием пневмопривода зажимается между стойкой и щекой. Центробежная нагрузка имитируется путем установки в муфту груза, масса которого предварительно рассчитывается. Аэростатический нагружатель имитирует как радиальную нагрузку, возникающую при резании ножом древесины, так следующие за этим паузы. Для создания осевой нагрузки нагружатель устанавливается на направляющие, по которым он перемещается под действием пневмопривода. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к деревообрабатывающему оборудованию, в частности к проведению испытаний деревообрабатывающего оборудования.

Известно устройство для имитации сил резания на токарном станке [1] (аналог), содержащее раму, механизмы создания тормозного момента и осевого усилия.

Наиболее близким по технической сущности является нагрузочное устройство для испытания узлов деревообрабатывающих станков [2] содержащее основание, механизм создания осевого усилия и имеющее муфту, которая снабжена грузами для создания центробежной радиальной нагрузки.

К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что нагрузочное устройство не имитирует радиальную силу, возникающую при резании древесины ножами с последующими паузами, когда нож выходит из древесины, регулировка величины осевой нагрузки является сложной и для ее изменения необходимо прекращать испытания и производить регулировку, отсутствует охлаждение тормозного диска, что приводит к изменению величины коэффициента трения, а следовательно и тормозного момента.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем воспроизведения всего спектра нагрузок, возникающих при обработке древесины, полной автоматизации процесса испытания, упрощение управления нагрузочным устройством и повышения стабильности воспроизводимых нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее основание, механизм создания тормозного момента, осевого усилия и грузы для создания центробежной нагрузки, введены аэростатический нагружатель, позволяющий имитировать радиальную силу при резании древесины и паузы, когда нож выходит из древесины; пневмоавтоматика, позволяющая полностью автоматизировать испытания; внутри каждого не вращающегося фрикционного элемента выполнены полости объемного гидроохлаждения; и механизм создания осевого нагружения выполнен независимым и легко управляемым.

Полученное новое качество от одной совокупности признаков ранее не было известно и достигается только в данном устройстве.

На фиг. 1 изображен общий вид нагрузочного устройства; на фиг. 2 - нагружатель; на фиг. 3 аэростатический нагружатель; на фиг. 4 объемное гидроохлаждение; на фиг. 5 осевой нагружатель; на фиг. 6 пневматическая система нагрузочного устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) пневмоблок подготовки воздуха 1, пневмосистему, в состав которой входят два пневмоклапана выдержки времени 2 и пневмораспределитель 3, нагружатель 4 и пневмоцилиндр осевого нагружения 16 (фиг. 6). Нагружатель 4 (фиг. 1) имеет основание, на котором закреплены две стойки 7 (фиг. 2), в которых установлены передняя крышка 8 и задняя крышка 9. В обеих крышках установлены радиально-упорные шариковые подшипники, в которых вращается вал нагружателя 10. С левой стороны на вал 10 одета полумуфта 1, которая при помощи пальцевых резиновых колец соединяется с полумуфтой 12. Вал 10 в средней части имеет шлицы, на которые одет диск 13. Стойки 7 соединены между собой четырьмя шпильками, на которые одета щека 14, имеющая возможность свободно перемещаться в осевом направлении. В крышке 9 располагается крестовина 15, которая под давлением пневмопривода нагружателя 16 перемещает четыре толкателя 17. Полумуфта 12 имеет резьбовые отверстия, в которые устанавливаются грузы 18 (фиг. 3). На полумуфту 12 снизу воздействует аэростатический нагружатель, который состоит из подушки 19, опирающейся на шарик 20 и регулировочный винт 21. К подушке 19 подводится сжатый воздух, а его расход регулируется дросселем 22. Так как при работе фрикционного тормоза выделяется значительное количество тепла, то в стойке 7 и щеке 14 выполнены полости объемного гидроохлаждения 23 (фиг. 4).

Для создания осевого нагружения нагружатель 4 (фиг. 5) устанавливается на направляющие 24, по которым он перемещается под воздействием пневмопривода осевого нагружения 5.

Пневматическая система включает (фиг. 6) блок подготовки воздуха 1, два пневмопривода 5, 16, два пневмоклапана выдержки времени 2, пневмораспределитель 3, регулируемый дроссель 22 аэростатического нагружателя 19 и три редукционных клапана 25, 26, 27. Регулировка времени действия нагрузки и времени пауз осуществляется двумя винтами 28 (фиг. 1), а имитация пауз при радиальном нагружении осуществляется за счет канавок 29 (фиг. 3).

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух из магистрали поступает в пневмоблок подготовки воздуха 1 (фиг. 6), после которого он поступает через редукционный клапан 25 и дроссель 22 в подушку 19 аэростатического нагружателя. От пневмоблока подготовки воздуха 1 воздух через редукционный клапан 26 также поступает к пневмораспределителю 3 и далее к пневмоприводу нагружателя 16, который срабатывает и зажимает тормозной диск 13 между стойкой 7 и щекой 14. В то же время воздух по трубопроводу поступает к левому пневмоклапану выдержки времени 2 и вызывает его срабатывание через определенное время, которое регулируется винтом 28 (фиг. 1). При срабатывании левого пневмоклапана выдержки времени 2 (фиг. 6) воздух от него поступает к пневмораспределителю 3 и заставляет передвинуться его золотник. При этом пневмопривод нагружателя 16 соединяется с атмосферой, давление падает, тормозной диск 13 начинает вращаться свободно, тормозной момент не развивается. При срабатывании пневмораспределителя 3 он соединяет трубопровод от редукционного клапана 26 с трубопроводом, подходящим к правому пневмоклапану выдержки времени 2, в результате чего он срабатывает и через определенное время падает воздух к пневмораспределителю 3. Пневмораспределитель 3 срабатывает и цикл повторяется в автоматическом режиме. Таким образом, время нагружения и пауз можно регулировать по желанию испытателя. Пневмопривод нагружателя 16 работает параллельно с пневмоприводом осевого нагружения 5. Давление воздуха, подаваемого в пневмопривод осевого нагружения 5, регулируется своим редукционным клапаном 27.

Известно, что радиальная нагрузка в деревообрабатывающих станках складывается из центробежной нагрузки неуравновешенных масс, составляющих основную часть нагрузки и сил, возникающих при резании древесины. Имитация центробежных сил осуществляется путем установки в полумуфту 12 груза 18 (фиг. 3), масса которого предварительно рассчитывается. Составляющая от сил резания имитируется аэростатическим нагружателем, который работает следующим образом. Сжатый воздух, пройдя дроссель 22 поступает в подушку 19, где он по вертикальному каналу поступает в карман, сделанный на верхней поверхности подушки 19. Так как сжатый воздух не успевает выйти в зазор между полумуфтой 12 и подушкой 19, то в кармане развивается давление, которое нагружает испытываемый узел радиальной нагрузкой. Величина действующей нагрузки регулируется винтом 21, дросселем 22 (фиг. 3) и редукционным клапаном 25 (фиг. 6). Так как радиальная сила при обработке древесины развивается только при снятии стружки очередным ножом, то за ней следует пауза, когда нож выходит из древесины и нагрузка становится равной нулю. Для имитации пауз при радиальном нагружении на полумуфте 12 сделаны канавки 29 (фиг. 3), которые соединяют карман аэростатического нагружателя с атмосферой и тем самым снимают радиальную силу развиваемую им.

Формула изобретения

1. Способ испытания режущих узлов деревообрабатывающих станков, включающий операции создания нагрузочным устройством осевого и радиального усилия на режущий узел и тормозного момента, отличающийся тем, что осевое усилие выбирают с учетом погрешностей нагрузочного устройства, радиальное усилие формируют с учетом суммы инерционной и радиальной составляющей силы резания, а величину тормозного момента устанавливают при объемном гидроохлаждении.

2. Нагрузочное устройство для испытания режущих узлов деревообрабатывающих станков, содержащее основание, механизм создания осевого усилия, механизм создания тормозного момента, выполненный в виде фрикционного дискового тормоза с вращающимися и невращающимися фрикционными элементами, механизм создания радиальной нагрузки, выполненный в виде муфты с грузами, связанной с валом испытываемого режущего узла и с тормозным валом фрикционного дискового тормоза, и пневмопривод, включающий блок подготовки воздуха, два пневмоклапана выдержки времени и закрепленный на одной из опор тормозного вала пневмоцилиндр, шток которого кинематически связан с тормозным валом, отличающееся тем, что оно снабжено пневмораспределителем, тремя редукционными клапанами, дополнительным пневмоцилиндром и радиальным нагружателем, который выполнен в виде аэростатической подушки, установленной на основании посредством шаровой опоры и взаимодействующей с цилиндрической поверхностью муфты, на которой выполнены разгрузочные канавки, причем аэростатическая подушка снабжена пневмодросселем и посредством одного из редукционных клапанов связана с блоком подготовки воздуха, который соединен через другой редукционный клапан с входом пневмораспределителя, связанного с входами каждого пневмоклапана выдержки времени, один из выходов пневмораспределителя связан с поршневой полостью пневмоцилиндра и через третий редукционный клапан с поршневой полостью дополнительного пневмоцилиндра, а также с линией управления одного из пневмоклапанов выдержки времени, выход которого соединен с одной из полостей управления пневмораспределителя, другой выход которого соединен с линией управления второго пневмоклапана выдержки времени, выход которого связан с второй полостью управления пневмораспределителя.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что внутри каждого невращающегося фрикционного элемента выполнены полости объемного гидроохлаждения.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что механизм создания осевого усилия выполнен в виде имеющего направляющие элементы дополнительного основания, на котором закреплен дополнительный пневмоцилиндр, причем шток последнего соединен с основанием, которое имеет возможность осевого перемещения вдоль направляющих элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6