RU2073596C1

RU2073596C1 - Device for vibration treatment

Info

Publication number: RU2073596C1
Application number: RU94027922A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Алексейчук; И.Ф. Гончаревич; А.А. Бекасов
Original assignee: Московский вечерний металлургический институт
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1997-02-20
Also published as: RU94027922A

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device comprises vertical cylindrical working container 1 mounted on frame 3 via springs 2. Mandrel 5 with the vanes of turbine 6 to be treated is secured to flexible bottom 4 of the container. Support 7 is provided at the bottom of the mandrel. Shafts 8 and 9 with unbalances turned by 180° are set on the support for permitting rotation. Pins 10 and 11, which are eccentrically mounted on the unbalances, are connected with flexible connecting rods 12 and 13 mounted on eccentrics 14 and 15 mounted on shaft 16 of the drive. Shaft 16 is set in bearing 17. The ends of flexible connecting rods 12 and 13 are connected with the walls of the container via springs 18 and 19 and levers 20 and 21 mounted on supports 22 and 23 secured to the walls of the container. The top end of the mandrel is secured to the container by flexible members 24. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационным устройствам для абразивной и упрочняющей обработки изделий, преимущественно лопастей турбины, но может быть использовано и для обработки других изделий и деталей, в том числе крупногабаритных. The invention relates to vibration devices for abrasive and hardening processing of products, mainly turbine blades, but can be used for processing other products and parts, including large ones.

Известны устройства для вибрационной обработки деталей. В устройстве по авт.св. СССР N 709342 (БИ N 2, 1980 г.) обработка деталей производится в тороидальном контейнере. Вынос обработанных деталей с одновременной сепарацией производится съемным винтовым сепаратором, устанавливаемым внутрь контейнера по окончании процесса обработки деталей. Данное устройство не предназначено для виброобъемной обработки таких крупных деталей, как лопасти турбин. Лопасти турбин в процессе обработки желательно крепить на специальной оправке во избежание их соударений между собой, так как обработка одной лопасти в контейнере является неэффективной и малопроизводительной. Целесообразным при этом является обработка лопастей в цилиндрических контейнерах. Known devices for vibration processing of parts. In the device by auto USSR N 709342 (BI N 2, 1980) processing of parts is carried out in a toroidal container. The removal of the processed parts with simultaneous separation is carried out by a removable screw separator installed inside the container at the end of the processing of parts. This device is not intended for the vibromassage treatment of such large parts as turbine blades. It is desirable to attach the turbine blades during processing to a special mandrel in order to avoid their collisions with each other, since processing one blade in a container is inefficient and inefficient. In this case, it is expedient to treat the blades in cylindrical containers.

Известно устройство по авт. св. СССР N 1006182 (БИ N 11, 1983 г.), в котором обработка деталей производится в цилиндрическом контейнере на вибрационном столе, совершающем колебания по винтовой траектории. Данное устройство является неэффективным для вибрационной обработки лопастей турбин, закрепленных на оправке по оси контейнера, так как циркуляция обрабатывающей среды в данном устройстве происходит преимущественно у стенок контейнера. A device according to ed. St. USSR N 1006182 (BI N 11, 1983), in which the processing of parts is carried out in a cylindrical container on a vibration table, oscillating along a helical path. This device is ineffective for vibration processing of turbine blades mounted on a mandrel along the axis of the container, since the circulation of the processing medium in this device occurs mainly at the walls of the container.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, описанное в авт. св. СССР N 584045 (БИ N 46, 1977 г.) "Способ вибрационной обработки изделий", в котором обрабатываемые детали крепятся на барабане (оправке), устанавливаемом с помощью упругих элементов в контейнер. Контейнер установлен на раме также через упругую систему и приводится в колебательное движение инерционным вибровозбудителем. Подбором собственных частот упругих систем и возмущающей силы обеспечивается сдвиг по фазе в колебаниях барабана и контейнера, что интенсифицирует процесс виброоъбемной обработки. Недостатком описанного устройства является то обстоятельство, что барабану (оправке), на котором закреплены обрабатываемые изделия, передается реактивная возмущающая сила, величина которой зависит от сопротивлений в рабочей среде; при больших сопротивлениях барабан может не колебаться совсем. Closest to the proposed is the device described in ed. St. USSR N 584045 (BI N 46, 1977) "Method of vibration processing of products", in which the workpiece is attached to a drum (mandrel), installed using elastic elements in a container. The container is also mounted on the frame through an elastic system and is driven into oscillatory motion by an inertial vibration exciter. The selection of the natural frequencies of the elastic systems and the disturbing force provides a phase shift in the vibrations of the drum and the container, which intensifies the process of vibro-volumetric processing. The disadvantage of the described device is the fact that the drum (mandrel) on which the workpiece is fixed, is transmitted reactive disturbing force, the magnitude of which depends on the resistances in the working environment; at high resistances, the drum may not oscillate at all.

Задача изобретения заключается в эффективной виброобъемной обработке крупногабаритных изделий, преимущественно лопастей турбин, за счет обеспечения циркуляции обрабатывающей среды от середины к стенке цилиндрического контейнера и противофазном перемещении оправки и рабочего контейнера. The objective of the invention is to effectively vibrate the processing of large-sized products, mainly turbine blades, by ensuring the circulation of the processing medium from the middle to the wall of the cylindrical container and the antiphase movement of the mandrel and the working container.

Задача решается следующим образом: в устройстве для вибрационной обработки изделий, например лопастей турбин, включающем цилиндрический рабочий контейнер, установленный на раме на упругих элементах, оправку для крепления изделий, установленную внутри контейнера упруго, и вибровозбудитель, согласно изобретению, оправка соединена с упругим шатуном вибровозбудителя через упругое дно контейнера, а упругие шатуны вибровозбудителя снабжены дебалансами, закрепленными на пальцах шатунов со смещением, причем опоры вращения дебалансов установлены на оправке, и рычагами, одним плечом соединенными с упругими шатунами, а другим, через пружину, со стенками контейнера и имеющими опору качания на стенках контейнера. The problem is solved as follows: in a device for vibration processing of products, for example, turbine blades, including a cylindrical working container mounted on a frame on elastic elements, a mandrel for fastening products mounted elastically inside the container, and a vibration exciter, according to the invention, the mandrel is connected to an elastic vibration exciter connecting rod through the elastic bottom of the container, and the elastic connecting rods of the vibration exciter are equipped with unbalances fixed to the fingers of the connecting rods with offset, and the bearings of rotation of the unbalances are installed claimed mandrel, and levers, one arm connected to the resilient rods and the other, through the spring, with the walls of the container and having a swing bearing at the container walls.

Устройство промышленно применимо, так как все используемые в устройстве элементы проверены на практике и надежны в эксплуатации. The device is industrially applicable, since all the elements used in the device are tested in practice and reliable in operation.

На фиг. 1 изображен схематически общий вид устройства для вибрационной обработки изделий, на фиг. 2 разрез А А (вид на вибровозбудитель сверху). In FIG. 1 shows a schematic general view of a device for vibration processing of products; FIG. 2 section A A (view of the vibration exciter from above).

Устройство состоит из вертикального цилиндрического рабочего контейнера 1, установленного с помощью упругих элементов (пружин) 2 на раме 3. В дне контейнера на упругом элементе 4 закреплена оправка 5, на которой крепятся обрабатываемые изделия (лопасти турбин) 6. На конце оправки, выходящем наружу из рабочего контейнера, снизу жестко закреплена опора 7, в которой с возможностью вращения смонтированы валы 8 и 9 с дебалансами, развернутыми на 180^o. Эксцентрично установленные на дебалансах пальцы 10 и 11 соединены с возможностью поворота с упругими шатунами 12 и 13, установленными на эксцентриках 14 и 15, закрепленныхв свою очередь, на валу 16 привода, смонтированного в опоре 17 на раме 3. Свободные концы упругих шатунов 12 и 13 соединены также пружинами 18 и 19 со стенками рабочего контейнера. Это соединение осуществляется через рычаги 20 и 21, установленные с возможностью поворота в опорах 22 и 23. Опоры 22 и 23 крепятся на стенках контейнера. Свободный верхний конец оправки 5 с помощью упругого элемента 24 закреплен в крышке рабочего контейнера.The device consists of a vertical cylindrical working container 1, mounted using elastic elements (springs) 2 on the frame 3. In the bottom of the container on the elastic element 4 is fixed mandrel 5, on which the workpieces (turbine blades) are attached 6. At the end of the mandrel facing out from the working container, a support 7 is rigidly fixed from below, in which shafts 8 and 9 are mounted rotatably with unbalances rotated 180 ^o . The fingers 10 and 11, eccentrically mounted on unbalances, are rotatably connected with elastic connecting rods 12 and 13 mounted on eccentrics 14 and 15, which are mounted in turn on the drive shaft 16 mounted in the support 17 on the frame 3. Free ends of the elastic connecting rods 12 and 13 also connected by springs 18 and 19 with the walls of the working container. This connection is made through levers 20 and 21, mounted with the possibility of rotation in the supports 22 and 23. Supports 22 and 23 are mounted on the walls of the container. The free upper end of the mandrel 5 by means of an elastic element 24 is fixed in the lid of the working container.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При вращении двигателем вала 16 с эксцентриками 14 и 15 концы упругих шатунов 12 и 13, совершая возвратно-поступательные перемещения, сообщают через пальцы 10 и 11 вращение валам 8 и 9 с дебалансами в противоположные стороны. При их вращении на опору 7 передается в вертикальном направлении возмущающая сила. При этом оправка 5 с закрепленными на ней лопастями турбин 6 совершает прямолинейные колебания вдоль оси цилиндрического рабочего контейнера. Движением рычагов 20 и 21 через опоры 22 и 23 и пружины 18 и 19 сообщаются рабочему контейнеру также колебания в вертикальном направлении, которые в зависимости от кинетического момента дебалансов и жесткости упругих систем получают определенный сдвиг по фазе по отношению к колебаниям оправки 5. When the motor rotates the shaft 16 with the eccentrics 14 and 15, the ends of the elastic connecting rods 12 and 13, making reciprocating movements, communicate through the fingers 10 and 11 the rotation of the shafts 8 and 9 with unbalances in opposite directions. When they are rotated, a disturbing force is transmitted in the vertical direction to the support 7. In this case, the mandrel 5 with the blades of the turbines 6 fixed on it performs linear oscillations along the axis of the cylindrical working container. The movement of the levers 20 and 21 through the supports 22 and 23 and the springs 18 and 19 also informs the working container of vibrations in the vertical direction, which, depending on the kinetic moment of the unbalances and the stiffness of the elastic systems, receive a certain phase shift with respect to the vibrations of the mandrel 5.

При противофазных колебаниях рабочего контейнера и оправки, а также за счет формирования прямолинейного возмущающего усилия вибровозбудителем, объединяющим инерционный и эксцентриковый механизмы, обеспечивается циркуляция обрабатывающей среды от середины к стенкам контейнера, увеличивается скорость удара элементов обрабатывающей среды с поверхностью лопастей турбин и как результат повышается качество виброобъемной обработки изделий и одновременно сокращается время обработки изделий и увеличивается производительность. In case of out-of-phase oscillations of the working container and the mandrel, as well as due to the formation of a rectilinear disturbing force by the vibration exciter combining the inertial and eccentric mechanisms, the processing medium is circulated from the middle to the container walls, the impact speed of the processing medium elements with the surface of the turbine blades increases, and the quality of the vibrating volume increases product processing and at the same time product processing time is reduced and productivity is increased.

Claims

A device for vibration processing, comprising a base with a vibration exciter and a cylindrical working container mounted on elastic elements and carrying means for fastening products, elastically mounted inside the container, characterized in that the vibration exciter is made in the form of elastic connecting rods connected to the drive shaft by means of eccentrics and bearing unbalances fixed on the fingers of the connecting rods with offset, and the levers connected with one connecting rod to the connecting rods and the other by means of springs and pivot bearings introduced into the device with the walls of the container, while the means for fastening the products is connected with elastic connecting rods by means of a support inserted into the device with a shaft elastically mounted at the bottom of the container, and unbalances are mounted on the shaft of the support to rotate.