Устройство для подачи твердого смазочного материала на шлифовальный круг


 


Владельцы патента RU 2401190:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения. Технический результат - повышение качества поверхностей деталей и уменьшение затрат. Устройство для подачи твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг (ШК) содержит бачок для ТСМ, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка, устройство регулирования температуры ТСМ, связанное с бачком и тепловым элементом, смеситель с питающей трубкой для подвода ТСМ, установленный в верхней части бачка. Устройство также содержит сопло, электрически изолированное от бачка и смесителя и включенное в электрическую цепь, устройство подготовки сжатого воздуха, систему трубопроводов и пускорегулирующую аппаратуру. В качестве пускорегулирующей аппаратуры использованы реле времени и нормально-закрытый трехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с прямым электромагнитным управлением. Благодаря этому стабилизируется содержание расплавленного ТСМ в факеле воздушно-капельной смеси, что позволяет наносить расплавленный ТСМ на рабочую поверхность ШК кратковременными импульсами (небольшими дозами) при каждом его выходе (перебеге) за торец обрабатываемой заготовки, когда ШК лишь частично выводится из обрабатываемого отверстия. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к обработке заготовок деталей машин резанием с применением шлифовальных кругов (ШК), твердых и пластичных смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).

Известно устройство для нанесения твердого смазочного материала (ТСМ) на ШК (см. Веткасов Н.И. Шлифование с нанесением ТСМ в расплавленном состоянии на рабочую поверхность ШК / Н.И.Веткасов, А.В.Хазов // Вестник УлГТУ. - Ульяновск, 2008. - №2. - С.46, рис. 1), включающее бачок для ТСМ, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка, устройство регулирования температуры ТСМ, связанное с бачком и тепловым элементом, смеситель с питающей трубкой для подвода ТСМ, установленный в верхней части бачка, устройство подготовки сжатого воздуха, пускорегулирующую аппаратуру и систему трубопроводов.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что известное устройство при внутреннем шлифовании (ВШ) не позволяет стабильно наносить ТСМ на рабочую поверхность ШК, так как в этом устройстве в смеситель поступает сжатый воздух, имеющий температуру окружающей среды (в производственных условиях t=18…20°C), смеситель находится снаружи теплоизолированного бачка. ТСМ, нагретый в бачке ТСМ до температуры плавления (например, для парафина tплавл=54°С, см. Кухлинг X. Справочник по физике. - М.: Мир, 1983. - С.465), переходит в жидкое агрегатное состояние и, попадая в смеситель, смешивается с более холодным сжатым воздухом, подаваемым под давлением 0,26…0,46 МПа из рабочей пневмосети. В результате смешивания большая часть расплавленного ТСМ застывает в самом смесителе, и лишь незначительная его доля в виде воздушно-капельной смеси транспортируется напором сжатого воздуха к соплу, имеющему вид конического диффузора, которое направляет его на поверхность ШК. С течением времени нарост застывшего ТСМ в смесителе увеличивается, доля эффективно используемого для нанесения на ШК расплавленного ТСМ уменьшается и может наступить момент, когда нарост из застывшего ТСМ полностью перекроет выход сжатого воздуха из смесителя, в результате чего на рабочую поверхность ШК будет нанесено недостаточное количество ТСМ или же смазочный слой будет отсутствовать вообще, вследствие чего шлифование будет осуществляться всухую. Это приведет к повышению теплосиловой напряженности шлифования, что негативно скажется на качестве обработанных деталей. Используемая пускорегулирующая аппаратура (пневмораспределитель) не обладает необходимым быстродействием и, следовательно, не позволяет стабильно наносить ТСМ на рабочую поверхность ШК кратковременными импульсами (небольшими дозами); после закрытия клапана в пневмораспределителе происходит непродолжительное неконтролируемое распыление ТСМ на ШК в виде отдельных фрагментов смазки, представляющих собой парафиновые нити и капли, вызванное наличием избыточного давления в трубопроводе. Наличие утечки сжатого воздуха из смесителя в бачок через отверстие для установки питающей трубки приводит к распространению на рабочем месте испарений из бачка.

Известно устройство для подачи смазки на ШК (патент РФ №2238842 С1, МПК7 В24В 55/02, опубл. 27.10.04. в БИ №30), включающее бачок для ТСМ, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка, устройство регулирования температуры ТСМ, связанное с бачком и тепловым элементом, смеситель с питающей трубкой для подвода ТСМ, установленный в верхней части бачка, сопло, электрически изолированное от бачка и смесителя и включенное в электрическую цепь, устройство подготовки сжатого воздуха, пускорегулирующую аппаратуру и систему трубопроводов, принятое за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство при ВШ не позволяет стабильно наносить ТСМ на рабочую поверхность ШК кратковременными импульсами (небольшими дозами) при каждом выходе (перебеге) ШК за торец обрабатываемой заготовки, когда ШК лишь частично выводится из обрабатываемого отверстия, так как используемая пускорегулирующая аппаратура (пневмораспределитель) не обладает необходимым быстродействием; радиальный подвод ТСМ в смеситель, через питающую трубку, не позволяет перемещать трубку в осевом направлении относительно сопла, и тем самым регулировать толщину наносимого слоя ТСМ на ШК; после закрытия клапана в пневмораспределителе происходит непродолжительное неконтролируемое распыление ТСМ на рабочую поверхность ШК в виде отдельных фрагментов смазки, представляющих собой парафиновые нити и капли, вызванное наличием избыточного давления в трубопроводе.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Резкое повышение в последнее время требований к конкурентоспособности продукции машиностроения сделало особенно актуальной проблему повышения качества поверхностей обрабатываемых заготовок деталей машин на операциях шлифования. Одним из путей решения указанной проблемы является рационализация применения СОТС.

Технический результат - повышение качества поверхностей деталей машин и уменьшение доли затрат на СОТС в себестоимости продукции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство, как и известное устройство, принятое за прототип, состоит из бачка для ТСМ, теплового элемента, установленного в нижней части бачка, устройства регулирования температуры ТСМ, связанного с бачком для ТСМ и тепловым элементом, смесителя с питающей трубкой для подвода ТСМ, установленного в верхней части бачка, сопла, электрически изолированного от бачка для ТСМ и смесителя и включенного в электрическую цепь, устройства подготовки сжатого воздуха, пускорегулирующей аппаратуры и системы трубопроводов.

Особенность заключается в следующем: пускорегулирующая аппаратура установлена после устройства подготовки сжатого воздуха, что позволяет установить эту аппаратуру вблизи смесителя и тем самым обеспечить нанесение ТСМ на рабочую поверхность ШК кратковременными импульсами (небольшими дозами); радиальный подвод питающей трубки к смесителю с уплотнением отверстия для подвода при помощи манжеты позволяет переналаживать устройство путем осевого перемещения питающей трубки; в качестве пускорегулирующей аппаратуры использовали реле времени и нормально-закрытый трехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с прямым электромагнитным управлением, что позволяет повысить быстродействие пускорегулирующей аппаратуры и при отсутствии управляющего сигнала сбрасывать в атмосферу сжатый воздух из трубопровода, находящегося между трехлинейным двухпозиционным пневмораспределителем с прямым электромагнитным управлением и соплом, тем самым предотвращая непродолжительное неконтролируемое распыление ТСМ на рабочую поверхность ШК в виде отдельных фрагментов смазки, представляющих собой парафиновые нити и капли.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

На чертеже представлена схема устройства для подачи ТСМ на ШК.

Устройство для подачи ТСМ на ШК содержит устройство подготовки сжатого воздуха, включающее кран (вентиль) 1; фильтр-влагоотделитель 2; редукционный клапан 3 с манометром; систему трубопроводов 4; питающее устройство, состоящее из потенциометра 5, бачка для ТСМ, состоящего из внешнего 6 и внутреннего 7 корпусов и слоя 8 теплоизоляционного материала (далее позиции 6, 7 и 8 объединены под общим наименованием «бачок»); смеситель 9; манжет 10; болт 11; трубку 12 для подвода к смесителю расплавленного ТСМ с установленным на ее заборном конце обратным клапаном 13; тепловой элемент 14 и сопло 15, защищенные оболочкой из теплоизоляционного влагонепроницаемого материала 16. Тепловой элемент изолирован от смесителя 9 диэлектрической втулкой 17 (далее позиции 14, 15, 16 и 17 объединены под общим названием «сменное сопло»). Между сменным соплом и смесителем 9 установлена прокладка 18, в свою очередь, смеситель 9 расположен в бачке для ТСМ и крепится к нему гайкой 19. Тепловой элемент 20 установлен в нижней части бачка и связан с потенциометром 5, который, в свою очередь, соединен с датчиком температуры, установленным в тепловом элементе 20. Пускорегулирующая аппаратура состоит из нормально-закрытого трехлинейного двухпозиционного пневмораспределителя 21 с прямым электромагнитным управлением, реле времени 22, соединительного кабеля 23 и концевого включателя 24.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Перед началом работы на шлифовальном станке оператор устанавливает сменное сопло и путем осевого перемещения трубки 12 устанавливает расчетное расстояние между торцами сопла 15 и трубки 12. Затем в бачок закладывают ТСМ (например, парафин) и расплавляют его, переводя ТСМ в жидкое агрегатное состояние, и поддерживают его температуру выше пороговой температуры остывания. После перехода ТСМ в жидкое агрегатное состояние подают напряжение на нагревательный элемент 14, находящийся в сменном сопле, в результате чего оно нагревается до температуры, несколько превышающей температуру плавления используемого ТСМ. Из заводской пневмосети под давлением 0,46…0,6 МПа подают сжатый воздух, который, пройдя устройство подготовки сжатого воздуха (поз. 1, 2, 3 и 4), подается в полость Р трехлинейного двухпозиционного пневмораспределителя 21 с прямым электромагнитным управлением. Затем на реле времени 22 задается выдержка управляющего сигнала и подается на него питающее напряжение. Далее при замыкании концевого включателя 24, когда ШК 25, вращающийся с окружной скоростью Vк, выведен из обрабатываемого отверстия заготовки 27, вращающейся с окружной скоростью Vз, на длину его перебега, подается управляющий сигнал с реле времени 22 через кабель 23 на трехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель 21 с прямым электромагнитным управлением. Сжатый воздух из полости Р подается в полость А, и далее по трубопроводу 4 в смеситель 9; при этом, проходя через расплавленный ТСМ, воздух нагревается до температуры расплавленного ТСМ и, продолжая двигаться по смесителю 9, перед сменным соплом смешивается с расплавленным ТСМ, поступающим в смеситель 9 через обратный клапан 13 по трубке 12 из бачка для ТСМ. При смешивании нагретого воздуха с находящимся в жидком агрегатном состоянии расплавленным ТСМ образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме (без образования в смесителе 9 нароста из ТСМ) транспортируется через нагретое для предотвращения застывания смеси сменное сопло на рабочую поверхность вращающегося ШК 25 и создает на ней равномерный слой ТСМ 26. Продолжительность нанесения и соответственно толщина слоя ТСМ 26 на ШК 25 определяется конкретными условиями шлифования. Слой ТСМ 26, нанесенный на рабочую поверхность ШК 25, надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки 27. Это способствует уменьшению трения, а значит и теплосиловой напряженности ВШ, в результате чего улучшается качество поверхностей деталей машин и создаются предпосылки для повышения производительности обработки за счет форсирования режима ВШ.

После отключения управляющего сигнала в трехлинейном двухпозиционном пневмораспределителе 21 с прямым электромагнитным управлением полость А соединяется с полость R и происходит сброс в атмосферу избыточного давления в трубопроводе 4, располагающемся за трехлинейным двухпозиционным пневмораспределителем 21 с прямым электромагнитным управлением. Тем самым предотвращается непродолжительное неконтролируемое распыление ТСМ на рабочую поверхность ШК в виде отдельных фрагментов смазки, представляющих собой парафиновые нити и капли.

Устройство для подачи твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг, содержащее бачок для ТСМ, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка, устройство регулирования температуры ТСМ, связанное с бачком и тепловым элементом, смеситель с питающей трубкой для подвода ТСМ, установленный в верхней части бачка, сопло, электрически изолированное от бачка и смесителя и включенное в электрическую цепь, устройство подготовки сжатого воздуха, пускорегулирующую аппаратуру и систему трубопроводов, отличающееся тем, что пускорегулирующая аппаратура выполнена в виде реле времени и нормально-закрытого трехлинейного двухпозиционного пневмораспределителя с прямым электромагнитным управлением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при плоском торцовом шлифовании для подачи СОЖ. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при внутреннем шлифовании заготовок из различных материалов с подачей смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано на операциях шлифования заготовок для подачи СОЖ в зону внутреннего шлифования. .

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано на операциях шлифования заготовок. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано на операциях плоского шлифования заготовок. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при внутреннем шлифовании заготовок из различных материалов с подачей смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при внутреннем шлифовании заготовок с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке металлов шлифованием с применением смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании поверхностей с применением смазочно-охлаждающих жидкостей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке металлов шлифовальными кругами (ШК) с применением смазочно-охлаждающих технологических средств

Изобретение относится к ручным приводным инструментам. Ручная машина имееет корпус (2) для размещения приводного двигателя (8) и рабочего колеса (9) вентилятора, основное впускное отверстие (4) и воздухопроводящий канал (11), проходящий от основного впускного отверстия (4) мимо приводного двигателя (8) к рабочему колесу (9) вентилятора. Корпус (2) снабжен дополнительным впускным отверстием (6), сообщающимся с воздухопроводящим каналом (11). Дополнительное впускное отверстие (6) расположено на пути движения потока между основным впускным отверстием (4) и рабочим колесом (9) вентилятора и находится в воздухозаборном патрубке (7), возвышающемся над стенкой корпуса и наклоненном в направлении рабочего колеса (12). Технический результат заключается в увеличении срока службы ручной машины. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях с целью оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования. Образец фиксируют и шлифуют с подачей СОЖ на расположенных на магнитной плите плоскошлифовального станка подвижных салазках с прикрепленной силоизмерительной системой для записи тангенциальных составляющих силы шлифования и сведения их в таблицу. Определяют величину эффективности шлифования как отношение сумм тангенциальных составляющих силы шлифования на одном или нескольких проходах с эталонной и испытуемой СОЖ. Об эффективности СОЖ судят по полученной величине эффективности шлифования. Чем больше упомянутая величина, тем выше эффективность СОЖ. В результате повышается точность и уменьшается трудоемкость оценки эффективности СОЖ при шлифовании. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в шлифовальных станках с горизонтальным расположением оси инструмента и с применением смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Устройство содержит кожух и сопла для подачи СОЖ. Кожух выполнен с передней крышкой и с закрепленными на нем боковыми и фронтальными соплами, направленными под прямым или острым углом к обрабатываемой поверхности. Предусмотрена система распределительных трубок с установленными на них кранами для регулирования давления и изменения скорости истечения СОЖ из упомянутых сопел с возможностью образования замкнутого контура из подаваемой СОЖ по периметру зоны резания и создания проточной ванны из СОЖ. В результате обеспечивается защита зоны резания, улучшается экологичность процесса обработки и повышается его производительность. 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на операциях шлифования с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Устройство содержит шлифовальный круг и узлы отвода воздуха от торцов шлифовального круга. Последние установлены на торцах круга и выполнены в виде крыльчаток, изготовленных из легко разрушаемого материала. На торцах круга имеются свободные участки, через которые происходит отсос воздуха из тела круга и создается разрежение в нем. Угол наклона крыльчаток к торцовым поверхностям шлифовального круга уменьшается от его центра к периферийной поверхности, что увеличивает степень разрежения на ближних к центру участках торцовых поверхностей круга и облегчает попадание СОЖ непосредственно в зону обработки. В результате повышается качество обрабатываемых поверхностей. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях с целью оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования. Образец закрепляют в приспособлении, с помощью рычага прикладывают заданные усилия к образцу и шлифуют его абразивным инструментом в среде СОЖ. В качестве критерия оценки эффективности используют отношение величины съема материала ΔМ образца в процессе шлифования к площади F засаленной поверхности абразивного инструмента. В результате повышается точность оценки эффективности СОЖ и уменьшается трудоемкость испытаний. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для плоского периферийного шлифования металлов и сплавов с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Устройство для подачи СОЖ содержит правую и левую крышки с радиальными лопастями, фланцы для крепления шлифовального круга, имеющие наружные цилиндрические поверхности, трубопроводы для подачи СОЖ и защитный кожух. Предусмотрены боковые профильные пластины, закрепленные на передней и задней стенках защитного кожуха с образованием с торцами шлифовального круга полостей, сужающихся в направлении вектора скорости резания в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Крышки выполнены с радиальными отверстиями и жестко установлены на наружной цилиндрической поверхности соответствующего фланца с упором радиальных лопастей каждой крышки в торец фланца. Трубопроводы для подачи СОЖ выполнены в виде обращенных к обрабатываемой заготовке полуцилиндров с отверстиями на периферии. В результате создается высокое и постоянное давление СОЖ по высоте шлифовального круга, что обеспечивает повышение эффективности ее действия в процессе плоского периферийного шлифования. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх