RU206543U1

RU206543U1 - Magnetic Tumbling Machine

Info

Publication number: RU206543U1
Application number: RU2021108390U
Authority: RU
Inventors: Елена Ивановна Яцун; Дмитрий Андреевич Железняков; Василий Владимирович Пономарев
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2021-09-15

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использована для суперфинишной обработки резанием - шлифования, полирования, очищения и обезжиривания поверхностей. Магнитная галтовочная машина, содержит чашу, зубчатое колесо, шестерни и постоянные магниты, причем она имеет планетарный редуктор, состоящий из цилиндрического корпуса, солнечного колеса и трех сателлитов. В солнечном колесе и в каждом из сателлитов смонтированы по четыре постоянных магнита, солнечное колесо соединено с электродвигателем через муфту, а корпус планетарного редуктора соединен с чашей. Предложенное техническое решение позволяет увеличить зоны полезного действия индукции магнитов и повысить качество поверхностей обрабатываемых деталей. 5 ил.The proposed utility model relates to the field of mechanical engineering and instrument making and can be used for superfinishing by cutting - grinding, polishing, cleaning and degreasing surfaces. The magnetic tumbling machine contains a bowl, a gear wheel, gears and permanent magnets, and it has a planetary gearbox consisting of a cylindrical body, a sun wheel and three satellites. Four permanent magnets are mounted in the sun wheel and in each of the satellites, the sun wheel is connected to the electric motor through a clutch, and the planetary gear housing is connected to the bowl. The proposed technical solution makes it possible to increase the zone of effective action of the induction of the magnets and to improve the quality of the surfaces of the workpieces. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использована для суперфинишной обработки резанием - шлифования, полирования, очищения и обезжиривания поверхностей.The utility model relates to the field of mechanical engineering and instrument making and can be used for superfinishing by cutting - grinding, polishing, cleaning and degreasing surfaces.

Известны устройства для магнито-абразивного полирования (Барон Ю.М. Магнито-абразивная обработка изделий и режущих инструментов. - Л.: Машиностоение, 1986. - 176 с., Барон Ю.М. Технология абразивной обработки в магнитном поле. - Л.:Машиностоение, 1975. - 128 с.), в которых абразивный порошок помещается в замкнутый контейнер, переменное магнитное поле, наведенное извне, заставляет перемещаться частицы абразивной массы внутри контейнера. Частицы перемещаясь, сталкиваются с поверхностью детали или скользят по ней, осуществляя полирование.Known devices for magnetic-abrasive polishing (Baron YM Magneto-abrasive processing of products and cutting tools. - L .: Mashinostoenie, 1986. - 176 pp., Baron YM Technology of abrasive processing in a magnetic field. - L. : Mashinostoenie, 1975. - 128 p.), In which the abrasive powder is placed in a closed container, an alternating magnetic field, induced from the outside, forces the particles of the abrasive mass to move inside the container. Particles moving, collide with the surface of the part or slide along it, carrying out polishing.

Недостатком этих устройств является возможность обработки только одной детали, при этом обрабатываемую деталь требуется закреплять и вращать в контейнере, что усложняет кинематическую схему оборудования.The disadvantage of these devices is the ability to process only one part, while the workpiece needs to be fixed and rotated in the container, which complicates the kinematic diagram of the equipment.

Известно устройство для магнитно-абразивной обработки (Manuale istruzioni - uso e manutenzione. Brillantatore magnetiko - Mod. MG/15. - Pag.22), в котором используется вращающееся магнитное поле для создания движения магнитно-абразивного наполнителя в жидкой смазочно-охлаждающей среде. Магнитное поле создают постоянные магниты, расположенные на вращающемся диске под рабочей камерой. На неподвижном диске установлен контейнер, в котором производится магнитная галтовка.Known device for magnetic abrasive processing (Manuale istruzioni - uso e manutenzione. Brillantatore magnetiko - Mod. MG / 15. - Pag.22), which uses a rotating magnetic field to create the movement of a magnetic abrasive filler in a liquid lubricant-cooling medium. The magnetic field is created by permanent magnets located on a rotating disc under the working chamber. A container is installed on the stationary disk, in which magnetic tumbling is performed.

Недостатком этого устройства является малая величина магнитной индукции в зоне обработки и у вертикальной стенки контейнера, куда обрабатываемые изделия и абразивные частицы относит центробежная сила.The disadvantage of this device is the small value of the magnetic induction in the processing zone and at the vertical wall of the container, where the processed products and abrasive particles are carried by the centrifugal force.

Известно «Устройство для магнитно-абразивной галтовки» (Патент РФ №40940, МПК В24В 31/10, 2004 г.), состоящее из вращающегося диска с индукторами на постоянных магнитах, неподвижного диска с установленным на нем контейнером, на вертикальном борту неподвижного диска закреплены индукторы на постоянных магнитах.It is known "Device for magnetic abrasive tumbling" (RF Patent No. 40940, IPC В24В 31/10, 2004), consisting of a rotating disk with permanent magnet inductors, a stationary disk with a container installed on it, on the vertical board of the stationary disk are fixed permanent magnet inductors.

Недостатком этого устройства является малое полезное действие индукции магнитов, расположенных на вертикальном борту, вследствие воздействия тормозящего эффекта, возникающего при взаимодействии полей подвижных и неподвижных индукторов, на абразивные зерна.The disadvantage of this device is the small useful effect of the induction of magnets located on the vertical board, due to the effect of the inhibitory effect arising from the interaction of the fields of movable and stationary inductors on abrasive grains.

Известно «Устройство для магнитно-абразивной галтовки» (Патент № 97670 (20.09.2010), выбранное в качестве прототипа, содержащее подвижный диск с закрепленными на нем индукторами на постоянных магнитах, установленный с возможностью вращения, неподвижный диск с вертикальным бортом и установленным на нем контейнером, снабжено цилиндрическим корпусом с горизонтальной перегородкой, на которой установлена система обратного вращения, включающая подшипники, зубчатое колесо с внешним зацеплением, шестерни и зубчатое колесо с внутренним зацеплением, обод которого по внешнему радиусу снабжен вертикальным кольцевым бортом, на внутренней поверхности которого установлены дополнительные индукторы на постоянных магнитах, причем подвижный диск и вертикальный кольцевой борт зубчатого колеса выполнены из немагнитного материала.It is known "Device for magnetic abrasive tumbling" (Patent No. 97670 (20.09.2010), selected as a prototype, containing a movable disk with permanent magnet inductors fixed on it, mounted with the possibility of rotation, a stationary disk with a vertical side and mounted on it container, equipped with a cylindrical body with a horizontal partition, on which a reverse rotation system is installed, including bearings, an external gearwheel, gears and an internal gearwheel, the rim of which along the outer radius is equipped with a vertical annular bead, on the inner surface of which additional inductors are installed on permanent magnets, and the movable disk and the vertical annular bead of the gear wheel are made of a non-magnetic material.

Недостатком является сложность конструкции. Движение магнитов осуществляется по простой траектории - окружности, независимо от расположения магнитов, поэтому интенсивность смены траекторий движения наполнителя после установившегося режима будет снижаться, что при обработке деталей сложного профиля может привести к ограниченной обработке некоторых зон детали.The disadvantage is the complexity of the design. The movement of the magnets is carried out along a simple trajectory - a circle, regardless of the location of the magnets, therefore, the intensity of the change in the trajectories of the filler after a steady state will decrease, which, when processing parts of a complex profile, can lead to limited processing of some zones of the part.

Технической задачей заявляемой полезной модели является увеличение коэффициента полезного действия индукции магнитов и качества поверхностей обрабатываемых деталей за счет изменения траекторий движения иголок наполнителя по всей зоне обработки, в т.ч. и у вертикальной стенки чаши, куда обрабатываемые изделия и абразивные частицы относит центробежная сила.The technical task of the claimed utility model is to increase the efficiency of the induction of magnets and the quality of the surfaces of the processed parts by changing the trajectories of the filler needles throughout the processing area, incl. and at the vertical wall of the bowl, where the workpieces and abrasive particles are driven by centrifugal force.

Поставленная техническая задача достигается тем, что магнитная галтовочная машина, состоящая из чашы, зубчатого колеса, шестерни и постоянных магнитов, дополнительно имеет планетарный редуктор, состоящий из цилиндрического корпуса, солнечного колеса и трех сателлитов и в каждом из сателлитов смонтированы по четыре постоянных магнита, причем солнечное колесо соединено с электродвигателем через муфту, а корпус планетарного редуктора соединен с чашей.The technical problem posed is achieved by the fact that the magnetic tumbling machine, consisting of a bowl, a gear wheel, a gear wheel and permanent magnets, additionally has a planetary gearbox, consisting of a cylindrical body, a sun wheel and three satellites, and four permanent magnets are mounted in each of the satellites, and the sun wheel is connected to the electric motor through a clutch, and the planetary gear housing is connected to the bowl.

Солнечное колесо соединено с электродвигателем 4 через муфту 7. Корпус 1 редуктора соединен с чашей 5 и установлен на основании 6. Электродвигатель 4 находится внутри основания 6.The sun wheel is connected to the electric motor 4 through the clutch 7. The housing 1 of the gearbox is connected to the bowl 5 and is installed on the base 6. The electric motor 4 is located inside the base 6.

Фиг. 1. Показана 3D модель магнитной галтовочной машины.FIG. 1. Shown is a 3D model of a magnetic tumbling machine.

Фиг. 2. Гипотрохоиды при различных параметрах.FIG. 2. Hypotrochoids with different parameters.

Фиг. 3. Варианты расположения магнитов на элементах планетарной передачи.FIG. 3. Variants of the arrangement of magnets on the elements of the planetary gear.

Фиг. 4. Схема магнитных полей.FIG. 4. Diagram of magnetic fields.

Фиг 5. Сборочный чертеж магнитной галтовочной машины.Fig 5. An assembly drawing of a magnetic tumbling machine.

Магнитная галтовочная машина имеет в конструкции планетарный редуктор, состоящий из цилиндрического корпуса 1 с внутренним зубчатым венцом, солнечного колеса 2 и трех сателлитов 3. В каждый из сателлитов вмонтированы по четыре постоянных магнита 8. Солнечное колесо соединено с электродвигателем 4 через муфту 7. Корпус редуктора соединен с чашей 5 и установлен на основании 6.The magnetic tumbling machine has a planetary gearbox in its design, consisting of a cylindrical housing 1 with an internal gear rim, a sun wheel 2 and three satellites 3. Each of the satellites has four permanent magnets 8. The sun wheel is connected to an electric motor 4 through a clutch 7. Gearbox housing connected to bowl 5 and installed on base 6.

Устройство работает следующим образом. В чашу 5 (фиг. 5) с наполнителем, соединенную с планетарным редуктором, помещают обрабатываемые изделия. Наполнители - стальные цилиндры для электромагнитной галтовки - «иголки». Материал иголок является ферромагнетиком, а протяженная форма заставляет их поворачиваться по магнитным линиям. При работе машины наиболее сильные магнитные поля будут возникать между магнитами 8, установленными в солнечное колесо 2 и сателлиты 3 между разноименными полюсами магнитов.The device works as follows. In a bowl 5 (Fig. 5) with a filler, connected to a planetary gearbox, the workpieces are placed. Fillers - steel cylinders for electromagnetic tumbling - "needles". The material of the needles is ferromagnetic, and the elongated shape makes them rotate along magnetic lines. During the operation of the machine, the strongest magnetic fields will arise between the magnets 8 installed in the sun wheel 2 and the satellites 3 between the opposite poles of the magnets.

Предлагаемое техническое решение позволяет интенсифицировать турбулентное перемещение магнито-абразивных частиц и обеспечить их разнонаправленное движение по всей зоне обработки.The proposed technical solution makes it possible to intensify the turbulent movement of magneto-abrasive particles and to ensure their multidirectional movement throughout the processing zone.

Таким образом, в предлагаемой модели достигается более высокое полезное действие магнитного поля на магнито-абразивные частицы, вследствие чего обеспечивается стабильное качество поверхностей обрабатываемых деталей за счет сохранения интенсивности магнитной галтовки по всей зоне обработки в течение установившегося режима обработки.Thus, the proposed model achieves a higher beneficial effect of the magnetic field on the magneto-abrasive particles, as a result of which a stable quality of the surfaces of the processed parts is ensured by maintaining the intensity of the magnetic tumbling throughout the entire processing zone during the steady-state processing mode.

Исследование существующих конструкций магнитных абразивных устройств, а также вариантов расположения магнитов привело к следующим выводам:The study of existing designs of magnetic abrasive devices, as well as options for the location of magnets led to the following conclusions:

применение различных вариантов установки магнитов позволяет получать магнитные поля с различной интенсивностью в разных точках рабочего объема;the use of various options for installing magnets allows you to obtain magnetic fields with different intensities at different points of the working volume;

все известные на сегодняшний момент конструкции магнитных галтовочных машин предполагают движение магнитов по простой траектории - окружности, независимо от расположения магнитов.all currently known designs of magnetic tumbling machines assume the movement of magnets along a simple trajectory - a circle, regardless of the location of the magnets.

интенсивность смены траекторий движения иголок наполнителя после установившегося режима снижается, что при обработке деталей сложного профиля может привести к ограниченной обработке некоторых зон детали.the intensity of the change in the trajectories of the filler needles after the steady state is reduced, which, when processing parts of a complex profile, can lead to limited processing of some zones of the part.

От расположения магнитов зависит конфигурация полей взаимодействия и, следовательно, поведение элементов наполнителя при перемешивании. Для изменения характера и траектории движения иголок наполнителя, предлагается вместо простого вращения магнитов вокруг оси применить в устройстве магнитной галтовки планетарную передачу для организации движения магнитов по сложным траекториям - гипотрохоидам (фиг. 2).The configuration of the interaction fields and, consequently, the behavior of the filler elements during stirring depends on the location of the magnets. To change the nature and trajectory of the filler needles, instead of simply rotating the magnets around the axis, it is proposed to use a planetary gear in the magnetic tumbling device to organize the movement of magnets along complex trajectories - hypotrochoids (Fig. 2).

Для определения направления вектора магнитного взаимодействия в системе постоянный магнит - частица галтовочного наполнителя и его модуля, а также траектории движения отдельной частицы в рабочем объеме магнитно-абразивного устройства, объема наполнителя в целом и силы действия наполнителя на обрабатываемую поверхность детали использована методика [Исследование взаимодействия частиц в магнитном поле рабочего пространства магнитно-абразивного устройства / Полетаев В.А., Чернов Л.К. Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2012. № 3. С. 31-35].To determine the direction of the magnetic interaction vector in the system permanent magnet - a particle of a tumbling filler and its module, as well as the trajectory of movement of an individual particle in the working volume of a magnetic-abrasive device, the volume of the filler as a whole and the force of action of the filler on the treated surface of the part, the method [Study of the interaction of particles in the magnetic field of the working space of a magnetic-abrasive device / Poletaev V.A., Chernov L.K. Bulletin of the Ivanovo State Power Engineering University. 2012. No. 3. S. 31-35].

Варианты расположения магнитов на элементах планетарной передачи показаны на фиг. 3. Наиболее сильные магнитные поля будут возникать между магнитами, установленными в солнечное колесо и в сателлиты, и между разноименными полюсами магнитов, сходящихся при работе планетарной передачи. Зоны взаимодействия одинаковых полюсов магнитов в межсателлитном пространстве также обеспечивает разворот иголок наполнителя в пространстве рабочей зоны. Перемешивание и разворот иголок обеспечивается постоянной сменой полярности магнитов в межсателлитном пространстве, а также тем, что в каждой группе магнитов есть два магнита повернутых одноименными полюсами.Variants of the arrangement of magnets on the elements of the planetary gear are shown in Figs. 3. The strongest magnetic fields will occur between the magnets installed in the sun wheel and in the satellites, and between the opposite poles of magnets converging during the planetary gear operation. The zones of interaction of the same poles of magnets in the intersatellite space also provide a turn of the filler needles in the space of the working zone. The stirring and turning of the needles is ensured by a constant change in the polarity of the magnets in the intersatellite space, as well as by the fact that in each group of magnets there are two magnets turned by the same poles.

Постоянное вращение сателлитов и солнечного колеса вокруг собственной оси и по гипотрахоиде будут обеспечивать более интенсивное, чем при простом движении по окружности, перемешивание иголок наполнителя, обеспечивая качественную обработку изделия по всей зоне обработки, в т.ч. и у вертикальной стенки контейнера, куда обрабатываемые изделия и абразивные частицы относит центробежная сила. Зоны взаимодействия одинаковых полюсов магнитов в межсателлитном пространстве также обеспечивают постоянный круговорот иголок наполнителя в пространстве рабочей зоны (фиг. 4). Перемешивание и разворот иголок обеспечивается постоянной сменой полярности магнитов в межсателлитном пространстве.The constant rotation of the satellites and the sun wheel around its own axis and along the hypotrachoid will provide more intensive mixing of the filler needles than with a simple circular movement, ensuring high-quality processing of the product throughout the entire processing zone, incl. and at the vertical wall of the container where the workpieces and abrasive particles are driven by centrifugal force. The zones of interaction of the same poles of magnets in the intersatellite space also provide a constant circulation of the filler needles in the space of the working zone (Fig. 4). The stirring and turning of the needles is ensured by the constant reversal of the polarity of the magnets in the intersatellite space.

Для создания траекторий движения магнитов по сложным траекториям - гипотрохоидам предлагается применить в устройстве магнитной галтовки планетарную передачу.To create trajectories of movement of magnets along complex trajectories - hypotrochoids, it is proposed to use a planetary gear in a magnetic tumbling device.

Известные на сегодняшний день конструкции магнитных галтовочных машин и установок предполагают движение магнитов по простой траектории - окружности, независимо от расположения магнитов. От расположения магнитов зависит конфигурация полей взаимодействия и, следовательно, поведение элементов наполнителя при перемешивании.The designs of magnetic tumbling machines and installations known today imply the movement of magnets along a simple trajectory - a circle, regardless of the location of the magnets. The configuration of the interaction fields and, consequently, the behavior of the filler elements during stirring depends on the location of the magnets.

Claims

A magnetic tumbling machine containing a bowl, a gear wheel, gears and permanent magnets, characterized in that it has a planetary gearbox consisting of a cylindrical body, a sun wheel and three satellites, and four permanent magnets are mounted in the sun wheel and in each of the satellites, the sun wheel is connected to the electric motor through a clutch, and the planetary gear housing is connected to the bowl.