Установка для мойки деталей и узлов машин

 

Изобретение относится к устройству для чистки изделий с использованием механических колебаний и предназначено для мойки деталей и узлов машин. Установка включает ванну со сформированными в ней дугообразными каналами, снабженными регулируемыми окнами, перфорированный контейнер, расположенный внутри каналов и снабженный двумя раструбами, соединенными с контейнером по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу, соединенную с контейнером своим нижним концом. Два ограничителя движения скобы соединены с краями ванны и выполнены в виде упругих пластин. Фиксатор крайнего положения скобы выполнен в виде механической защелки и соединен с одним из краев ванны. Двигатель выполнен асинхронным и однофазным, рабочая обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а вал соединен с верхним концом скобы, выполненной упругой. В установке используется асинхронный и однофазный двигатель без пусковой схемы и отсутствует кривошипно-шатунный механизм, что обуславливает упрощение конструкции, а также происходит улучшение энергетических показателей ее работы. 2 ил.

Изобретение относится к устройству для чистки изделий с использованием механических колебаний и предназначено для мойки деталей и узлов машин.

Известна установка для мойки двигателей, узлов и агрегатов, включающая ванну с сформированными в ней дугообразными каналами с регулируемыми окнами, внутри которых расположен перфорированный контейнер, снабженный двумя раструбами, соединенными с контейнером по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу, нижним концом соединенную с контейнером, а верхним - с выходным валом кривошипно-шатунного механизма, выходной вал которого соединен с двигателем (A.c. RU №2037340, МКИ 6 В 08 В 3/10, 1991, A.c. RU №2001106079/20, МКИ 7 В 08 В 3/04, 3/12, 2001; A.c. RU №2000107400/12, МКИ 7 В 08 В 3/10, 2000).

Недостатками известной установки являются низкие энергетические показатели из-за использования кривошипно-шатунного механизма для преобразования вращательного движения в колебательное.

Целью изобретения является улучшения технико-экономических показателей (снижение стоимости и габаритов привода, повышение надежности машины, уменьшение потребления электроэнергии).

Поставленная цель достигается тем, что установка для мойки деталей и узлов машин, включающая ванну с сформированными в ней дугообразными каналами, снабженными регулируемыми окнами, перфорированный контейнер, расположенный внутри каналов и снабженный двумя раструбами, соединенными с контейнером по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу, нижним концом соединенную с контейнером, и двигатель, согласно изобретению дополнительно включает два ограничителя движения скобы, выполненные в виде упругих пластин, каждая из которых соединена с краем ванны, фиксатор крайнего положения скобы, соединенный с одним из краев ванны, причем двигатель выполнен асинхронным и однофазным, рабочая обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а вал двигателя соединен с верхним концом скобы, выполненной упругой.

Благодаря тому что в установке для мойки деталей и узлов машин используется привод в виде однофазного асинхронного двигателя без кривошипно-шатунного механизма, происходит улучшение энергетических показателей.

На фиг.1 и фиг.2 представлены чертежи установки для мойки деталей и узлов машин с диаграммами скоростей, приведенной к точке упругого удара.

Сущность изобретения поясняется схемами, представленными на фиг.1 и фиг.2. Установка для мойки деталей и узлов машин содержит ванну 1 с сформированными в ней дугообразными каналами 2, снабженными регулируемыми окнами 5, перфорированный контейнер 4, расположенный внутри каналов 2 и снабженный двумя раструбами 3, соединенными с контейнером 4 по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу 6, нижним концом соединенную с контейнером 4, и двигатель 7. В установку введены два ограничителя движения скобы 9, выполненные в виде упругих пластин, каждая из которых соединена с краем ванны 1, фиксатор крайнего положения скобы 10, соединенный с одним из краев ванны, причем двигатель 7 выполнен асинхронным и однофазным, рабочая обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а вал 8 соединен с верхним концом скобы 6, выполненной упругой.

Установка для очистки деталей и узлов машин работает следующим образом.

Загрязненные изделия помещаются в контейнер перфорированный 4, имеющий раструбы 3, приводимый в движение посредством освобождения скобы 6 из механического фиксатора 10, выполненного в виде защелки. Однофазный асинхронный двигатель 7 вследствие того что на вал 8, скобу 6 и перфорированный контейнер 4 с загрязненными деталями воздействует активный момент сопротивления от приведенной силы тяжести Р, начинает движение. Двигатель 7 выходит на установившуюся скорость, и контейнер перемещается до нового крайнего положения. В крайних точках траектории движения контейнера 4 скоба ударяется об ограничители движения 9. В результате удара о неподвижный ограничитель часть кинетической энергии подвижной части установки (перфорированного контейнера с загрязненными деталями 4, скобы 6, вала 8 двигателя 7 и раструбов 3) рассеивается в виде тепла, а часть остается у подвижной части узлов установки, при этом угловая скорость движения этой подвижной части меняет знак. Скольжение однофазного асинхронного двигателя 7 становится меньше единицы, и на его вал действует результирующий момент, направленный в противоположную сторону от ограничителя движения, о который произошел удар. Двигатель начинает вращаться в обратную сторону, выходит на установившуюся скорость, и контейнер 4 перемещается до своего нового крайнего положения. Происходит новый удар, и цикл работы установки повторяется. Вал двигателя 8, скоба 6, контейнер перфорированный 4 с загрязненными деталями и раструбы 3 совершают колебательное движение от одного ограничителя движения скобы до другого. Контейнер 4 движется по дугообразному каналу 2 как поршень. При движении контейнера 4 основная часть моющей жидкости принудительно направляется через диффузор, образованный одним из раструбов 3 и контейнером 4. Частицы загрязнения проваливаются через перфорацию контейнера на дно ванны и не загрязняют верхние слои моющего раствора.

Пуск и изменение направления скорости движения контейнера осуществляется без использования сложных кинематических цепей (кривошипно-шатунного механизма). При таком использовании установки для мойки деталей и узлов машин улучшаются энергетические показатели и повышается надежность ее работы.

Однофазный асинхронный двигатель не имеет пускового момента без дополнительной пусковой схемы, но в процессе выполнения технологического цикла мойки, каждый раз при смене знака скорости двигателя, на его валу возникает результирующий приведенный момент, достаточный для продолжения движения.

Пуск осуществляется за счет отпускания механическим фиксатором скобы из крайнего положения состояния покоя и воздействия приведенного к валу двигателя активного момента сопротивления, возникающего от действия силы тяжести скобы, контейнера с деталями и узлами машин (сила Р на фиг.2). Вращающий момент однофазного асинхронного двигателя определяется двумя составляющими, соответствующими токам прямой и обратной последовательности:

где р - число пар полюсов;

ω ₀ - синхронная угловая скорость;

I' ₂₁ и I'₂₂ - вторичные токи прямой и обратной последовательности соответственно;

s=(ω ₀-ω ₁)/ω ₀ - скольжение;

ω ₁ - скорость двигателя;

r'₂ - активное сопротивление ротора.

(Вольдек А.И. Электрические машины. - 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с., ил.).

После пуска установки скорость двигателя ω ₁ растет от нуля, скольжение s становится меньшим единицы, момент двигателя, вызванный током прямой последовательности, возрастает, что, в свою очередь, вызывает дальнейший рост скорости. По завершении пуска скорость двигателя достигает установившегося значения.

При достижении скобы своего второго крайнего положения происходит упругий удар об ограничитель движения. Соударяются ограничитель движения, соединенный с неподвижной ванной, и скоба, соединенная с контейнером, раструбами и двигателем. Линия удара, как общая нормаль к поверхности соударяющихся тел в точке их соприкосновения (нормаль AN на фиг.2), в момент удара параллельна вектору скорости центра тяжести скобы, перфорированного контейнера с загрязненными деталями и раструбов v. Так как скоба, контейнер и раструбами и двигатель имеют только одну степень свободы и все дополнительные составляющие скорости, кроме направленных по линии удара, будут отсутствовать, можно использовать для нахождения мгновенной линейной скорости скобы после удара соотношения, полученные для случая прямого центрального удара:

где v₁ и u₁ - линейные скорости скобы по нормали AN до удара и после него соответственно;

v₂=0 и u₂=0 - линейные скорости ванны по нормали AN до удара и после него соответственно;

m ₁ и m₂=∞ - приведенная к точке удара масса вала двигателя, скобы раструбов и контейнера с загрязненными деталями и масса закрепленной ванны соответственно;

k - коэффициент восстановления.

(Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - 3-е изд., перераб. - М.: Наука, 1965. - 848 с., ил.).

Численные значения начальной и конечной скорости ванны, а также ее массы, объясняются ее жестким креплением. Убыль кинетической энергии тел в результате удара равна:

При любом допустимом значении коэффициента восстановления 0≤k≤1, что соответствует неупругому, упругому и не вполне упругому удару, обеспечиваются условия для дальнейшего движения двигателя. При упругом и не вполне упругом ударе появляется скорость u₂ =-k·ν ₂, что следует из первого и третьего уравнений системы (2) при v₂=0, u₂=0 и m₂=∞. При этом двигатель имеет начальное скольжение, отличное от единицы по величине, и момент со знаком, необходимым для продолжения движения (1). Упругость скобы способствует увеличению начального момента двигателя. В случае неупругого удара (k=0) скоба, контейнер и двигатель остановятся при ударе, но затем движение в этом случае, как и при пуске, будет продолжено в обратную сторону за счет действия активного приведенного момента сопротивления на валу двигателя от действия силы тяжести контейнера с загрязненными деталями, скобы и раструбов.

Таким образом, цикл работы установки начинается с высвобождения скобы из фиксатора крайнего ее положения и продолжается с изменением направления скорости движения скобы, раструбов, контейнера с загрязненными деталями и двигателя после каждого очередного упругого удара скобы об ограничители своего движения, соединенные с краями ванны.

Вследствие того что в приводе отсутствует кривошипно-шатунный механизм, а однофазный асинхронный двигатель не нуждается в пусковой схеме, повышаются технико-экономические показатели установки для мойки деталей и узлов машин (снижаются стоимость и габариты привода, повышается надежность установки).

Формула изобретения

Установка для мойки деталей и узлов машин, содержащая ванну со сформированными в ней дугообразными каналами, снабженными регулируемыми окнами, перфорированный контейнер, расположенный внутри каналов и снабженный двумя раструбами, соединенными с контейнером по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу, cовершающую колебательное движение, нижним концом соединенную с контейнером, и двигатель, при этом в нее дополнительно введены два ограничителя движения скобы, выполненные в виде упругих пластин, каждая из которых соединена с краем ванны, фиксатор крайнего положения скобы, соединенный с одним из краев ванны, причем двигатель выполнен асинхронным и однофазным, рабочая обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а вал соединен с верхним концом скобы, выполненной упругой.

РИСУНКИ