ПЛАНЕТАРНО-ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Изобретение относится к области машинострое-ния и может быть использовано при объемной обработке деталей.
Установка содержит ротор, смонтированный на оси и приводящий в движение планшайбу. На планшайбе установлены барабаны с вставленными в них на осях вращения контейнеры, в которые загружена рабочая смесь. Дно контейнеров выполнены в виде усеченного конуса, в цилиндрической части которых вставлены втулки с абразивным покрытием. Ось симметрии контейнера расположена эксцентричноотносительно его оси вращения.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при объем-ной обработке деталей.
Известна установка для центробежно-планетарной абразивной обработки деталей [1], имеющая рабочие камеры, в которые загружаются необработанные детали и рабочую смесь. Устройство выполнено в виде неподвижной обе-чайки и вращающегося дна, на которой смонтирован ротор с рабочими камерами, установленными с возможностью обкатывания по обечайке. Рабочая камера получает сложное движение- одновременное вращение вокруг своей оси и вокруг оси вращающегося дна.
Недостатком данного устройства является отсутствие стабильности показателей качества поверхности по обрабатываемому профилю, а особенно на труднодоступных участках, таких как пазы, углубления, внутренние полости. При-этом значительная часть объема рабочей за-грузки оказывается в зоне относительного покоя, в которой перемещение гранул шлифовального материала и поверхностей деталей или отсутствует полностью, или интенсивность этих перемещений очень мала. Таким образом, в партии одновременно обрабатываемых деталей будет иметь место нестабильность качества обработки.
Известна также установка для центробежной абразивной обработки в контейнерах, совершающих планетарное движение от механизма, выполненного в виде ротора, внутри которого размещены зубчатые колеса, закрепленные на валах, передающих вращение контейнерам. В данном устройстве валы, несущие контейнера, выполнены составными из частей, соединенных между собой шаровыми опорами. Контейнерам в дополнение планетарного движения, также со-общается возвратно-поступательное движение вдоль оси вращение.
Недостатками данного устройства являютсясложность конструкции, а также недостаточная интенсивность обработки и нестабильность качества обработки.
В качестве прототипа принято устройство [3], содержит ротор, смонтированный на оси и приводящий в движение планшайбу, на которой установлены барабаны. В барабанах на осях вращения вставлены контейнеры, в которые загружают рабочую смесь (заготовки и шлифовальный гранулированный материал), которым сообщают планетарное движение.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и как следствие недостаточная надежность. Кроме того вращательные движения с небольшой частотой недостаточны для интенсивного равномерного смещения рабочей смеси, поэтому показатели качества обработки нестабильны.
Целью является повышение производительности процесса объемной центробежной обработки деталей в контейнерах с планетарным вращением и создание условий для формирования однородных качественных характеристик поверхности обрабатываемых деталей.
Поставленная цель достигается тем, что дно контейнера выполнено в виде усеченного конуса, кроме того в цилиндрической части контейнера вставляется втулка с абразивным покрытием и ось симметрии контейнера расположена эксцентрично относительно его оси вращения.
Механизм поясняется следующими графическими изображениями:
На Фиг. 1 изображен общий вид (в разрезе) устройства; на Фиг. 2-действия сил в различных зонах контейнера; на Фиг. 3-процесс циркуляции загруженной в контейнер массы в вертикальной плоскости.
Устройство состоит из съемных контейнеров 1, вставленных в барабаны 3. Внутри кон-тейнеров1, загруженных рабочей смесью 2, в цилиндрической части вставлены втулки 14 с абразивным покрытием, что способствует дополнительному съему материала с поверхности заготовок и интенсификации процесса обработки. Дно контейнера 1 выполнено в виде усечен-ного конуса. Ось симметрии контейнера О3 рас-положена эксцентрично относительно своей оси симметрии О2.Барабан 3вмонтированна ось 5, установленном в корпусе 6 с подшипниками (на чертеже не показаны).Корпус 6 установлен в гнезде планшайбы 4. В нижней части оси 5 установлена шестерня 7, входящая в зацепление с центральным неподвижным зубчатым колесом 8. Зубчатое колесо 8 и шестерни 7 выполнены съемные, что позволяет менять соотношение частоты вращение планшайбы 4 (переносное вращение) и контейнеров (относительное вращение). Планшайба 4 посажена на центральную ось 9(О1) посредством шпоночного соединения. На ось 9 посажены радиальные подшипники 10 и упорный подшипник 11.Ось9 с подшипниками удерживается в вертикальном положении посредством корпуса 12, установленного в плите 13. В нижней части оси 9 посажено шкив 15.
Устройство работает следующим образом:
В контейнер 1 (Фиг.1) загружают рабочую смесь 2 (абразивную суспензию и заготовки). Контейнер 1 выполнен съемным и вставлен в барабан 3.Центральная ось 9 получает вращательное движение от электродвигателя посредством ременной передачи (на чертеже не показаны) и шкива 15.Посредством оси 9 приводится во вращение планшайба 4. Вращение оси 9 передается от электродвигателя посредством ременной передачи и шкива 15. При вращении планшайбы 4 контейнеры 1 получают плане-тарное движение и одновременно вращательные движения вокруг осей О1 и О2. Ввиду того, что ось О3 рас-положена эксцентрично относительно оси сим-метрии контейнера 1 (О3) рабочей массе 2 сообщается вибрационное движение в радиальном направлении. Внутренняя нижняя полость контейнера 1 имеет конусность, что способствует циркуляции рабочей массы 2 в вертикальной плоскости.
На Фиг.2 показано действия сил, где:
Feωn-переносная центробежная сила инерции;
Frωr- относительная центробежная сила инерции;
Fк- кориолисова сила инерции;
Vr-относительный скорость перемещения;
ωe-переносная угловая скорость (угловая скорость вращения вокруг оси планшайбы 4);
ωr-относительная угловая скорость вращения (угловая скорость вращения вокруг оси контейнера 1).
На Фиг. 3 показан процесс циркуляции за-груженной в контейнер 1массы в вертикальной плоскости, где:
α-угол наклона образующей части конуса;
FкI = FкxCosα – проекция кориолисова сила в направление образующей конусной части;
FкII = FкxSinα- проекция кориолисовой силы в направлении нормали к образующей конусной части;
FrωrI=FrωrxCosα- проекция относительной силы инерции силы в направлении образующей конусной части;
FrωrII =FrωrxSinα- проекция относительной силы инерции силы в направлении нормали к образующей конусной части;
FeωnI=FeωnxCosα- проекция переносной силы инерции силы в направлении образующей конусной части;
FeωnII=FeωnxSinα- проекции переносной силы инерции силы в направлении нормали к образующей конусной части;
Циркуляция в вертикальной плоскости способствует интенсификации смешивания загружен-ной в контейнер 1 рабочей массы 2 и улучшает качество обрабатываемых заготовок.