Машина для вибрационной обработки деталей

 

пц 566715

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.06.72 (21) 1801494/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 25.08.77 (51) М. Кл.2 В 24В 31/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.048.6,04 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы, изобретения

В. А. Повидайло, В. А. Щигель и Б. Н. Картышев

Львовский ордена Ленина политехнический инс итут (. (71) Заявитель

1„ (54) МАШИНА ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение касается механизации процессов отделочной обработки и может быть использовано в машиностроении.

Известны устройства для вибрационной обработки деталей, имеющие контейнер, состоящий из нескольких жестко связанных между собой секций, а в качестве привода используется электромагнитный вибратор. Каждая секция контейнера присоединяется к раме через плоские стержневые пружины, середина которых закреплена на секции контейнера, а концы на раме. Электромагниты каждой секции установлены на раме, а якорь — на секциях .(1).

Околорезонансный режим работы позволяет получить значительные амплитуды колебаний при малых габаритах бтривода, однако точки контейнера совершают прямолинейные колебания, тогда как наибольший эффект при виброобработке достигается в случае круговых или эллиптических траекторий. Кроме того, в такой машине значительные колебания передаются и на раму.

Известны также устройства для вибрационной обработки деталей, содержащие упруго установленный на раме контейнер, состоящий из нескольких секций, соединенных между собой упругими элементами, и приводимый в колебательное движение вибраторами (21.

Цель изобретения — снижение нагрузок на подшипники вибраторов и устранение эффекта возрастания амплитуды при пуске и выбеге путем осуществления работы машины в околорезонансном режиме, что вызывает необходимость искать решения в усилении и упрочнении соответствующих узлов и механизмов машины.

Для этого предлагаемая машина снабжена стержневыми пружинами, расположенными

>0 снаружи вдоль оси контейнера, так что их средняя часть и концы тсрепятся соответственно .к средней и крайним секциям контейнера.

Таким образом, колеблющаяся масса машины устанавливается на неподвижное основа15 ние через стержневые пружины, имеющие опоры на стойках в неподвижных точках, что устраняет передачу колебаний на основание.

Кроме того, с целью получения траектории точек контейнера в виде эллипса стержневые

20 пружины имеют прямоугольное сечение.

1а фиг. 1 схематично показана описываемая машина; на фиг, 2 — разрез по А — А на фиг. 1, вариант крепления пружин к стойке; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 1, ва25 риант присоединения пружин к секциям контейнера; на фиг. 4 — 8 — сечение по  — В на фиг, 1, примеры форм сечения пружин и соответствующие им траектории движения точек контейнера при данном положении сече30 ния пружин; на фиг. 9 схематично показано

566715

3 устройство со смещенными секциями и деформированными упругими элементами.

Машина для вибрационной обработки имеет контейнер, который состоит из трех последовательно соединенных между собой секций

1, 2 и 3. Секции имеют фланцы 4, посредством которых присоединяются друг к другу через упругий элемент 5. Кроме того, секции контейнера соединены между собой посредством трех или более стержневых пружин 6, расположенных снаружи контейнера и параллельно его продольной оси, Средняя часть и концы пру>кин жестко крепятся соответственно на средней 2 и крайних 1 и 3 секциях контейнера. В поаеречном сечении стержневые пружины могут быть выполнены различными, например иметь форму круга (см. фиг. 4), квадрата (см. фиг. 5) или прямоугольника, сечение которого может быть расположено вертикально (см. фиг. 6), горизонтально (см. фиг. 7) и наклонно (см. фиг. 8), но одинаково для всех пружин.

Контейнер присоединяется к стойкам 7 через стержневые пружины 6, которые крепятся к стойкам в тех точках своего сечения, где колебания отсутствуют. Стойки устанавливаются на основании 8.

Контейнер приводится в колебательное движение двумя соосно расположенными по торцам контейнера вибраторами 9, каждый из которых приводится во вращение отдельным электродвигателем 10.

Работает машина следующим образом.

В контейнер загружаются обрабатывающие тела и обрабатываемые детали. При включении электродвигателя вибраторы приводят в колебательное движение контейнер. Эти колебания передаются загруженным в контейнер телам и деталям, за счет чего и происходит виброобработка.

Поскольку двигатели и дебалансы вибраторов выполнены одинаковыми и динамически связаны через подвижные части контейнера, то и вращение их происходит синхронно за счет эффекта самосинхронизации. При этом динамические параметры системы подбирают так, чтобы синхронное вращение дебалансов вибратора протекало в одной фазе.

Секции 1, 2 и 3 контейнера образуют трехмассовую колебательную систему, в которой каждая из масс-секций может перемещаться относительно другой в плоскости, нормальной оси контейнера без поворота. При этом плоский упругий элемент 5 работает на сдвиг, а стержневые пружины 6 — на изгиб. Такая трехмассовая система имеет две формы свободных колебаний в поперечных плоскостях и две соответствующие им собственные частоты.

Если массы крайних секций 1 и 3, жесткости элементов 5 и пружин 6 и расстояния между центрами масс секций выполнить одинаковыми, то одна из форм свободных колебаний будет соответствовать поперечному движению крайних масс секций в одной фазе и средней в противофазе к ним. Жесткости

05 упругих элементов 5, пружин 6 и массы секций 1, 2 и 3 подбирают такими, чтобы собственная круговая частота, соответствующая описанной форме колебаний, была близка угловой скорости вращения дебалансов или несколько выше ее.

При этом суммарная жесткость упругих элементов 5 и пружин 6 будет определяться по следующей формуле:

С, „.= (1+ 5) — --- — -- m, 1+

m + Шз где О> — угловая скорость синхронного вращения дебалансов;

m, т, тз — массы секций 1, 2 и 3;

6 — малая величина, большая нуля (0,01—

0,10), которая подбирается экспериментально в зависимости от массы загрузки.

В этом случае форма вынужденных колебаний будет близка к форме свободных колебаний.

Размеры стержневых пружин и упругих элементов рассчитываются по известным зависимостям, исходя из условий их прочности н обеспечения С,>М.

При одинаковой жесткости стержневых пружин во всех направлениях, что имеет место при круглом или квадратном их по перечном сечении, получаем круговую траекторию движения точек секций контейнера.

Если поперечное сечение стержневых пружин выполнить прямоугольным, то в зависимости от его располо>кения можно получить траекторию в виде эллипса, растянутого горизонтально, вертикально или наклонно.

Так при вертикальном расположении прямоугольного сечения стрежневых пружин суммарная жесткость элементов по вертикали будет больше, чем:по горизонтали. Поэтому при дорезонансной настройке вибромашины вертикальные колебания будут ближе к резонансу, чем горизонтальные.

Таким образом, варьируя соотношения сторон прямоугольного сечения, можно получить эллиптические траектории с различным соотношением осей эллипса.

Если массы крайних секций контейнера одинаковы и их суммарная масса равна массе средней секции, то все секции контейнера будут колебаться с одинаковой амплитудой,.и условия обработки по всему контейнеру будут одинаковыми.

При одинаковой массе крайних секций, но отличии их суммарной массы от массы средней секции, амплитуды колебаний крайних секций будут одинаковы, но не равны амплитуде средней секции (амплитуды будут обратно пропорциональны соответствующим массам).

Если в этом случае крайние секции отделить от средней перегородками, то можно получить три контейнера с двумя режимами обработкии.

В рассмотренных случаях на рабочих уча566715 стках стержневых пружин всегда имеются точки, в которых колебания отсутствуют. Эти точки делят длины рабочих участков на части обратно пропорциональные массам (m<+m>) итз, т.е. где 1 — длина каждого из крайних рабочих участков стержневых пружин;

4 †дли, каждого из средних рабочих участков.

В этих точках и опираются колеблющиеся массы вибромашины, что и предотвращает передачу колебаний на основание.

Формула изобретения

1. Машина для вибрационной обработки деталей, содержащая упруго установленный на раме контейнер, состоящий из секций, соединенных между собой упругими элементами, и приводимый в колебательное движение виб,раторами, отличающаяся тем, что, с целью снижения нагрузок на подшипники вибраторов и устранения эффекта возрастания амплитуды при пуске и выбеге путем осуществления работы машины в околорезонансном режиме, она снабжена стержневыми пружинами, расположенными снаружи вдоль оси

10,контейнера и имеющими точки крепления с каждой секцией контейнера.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью получения траектории точек контейнера в виде эллипса, стержневые пружины

15 имеют прямоугольное сечение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3643384, кл. 51 — 163, 1972.

20 2. Патент США № 3624970, кл. 51 — 163, 1971.

566715

Фа

Дв 6

Pge. e

Щ/г. Я

Составитель В, Солдатов

Техред М. Семенов Корректор Е. )Каворонкова

Редактор О. Юркова

Заказ 1835/6 Изд. № 638 Тираж 1109 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типо оафия, пр. Сапунова, 2