RU2166385C1

RU2166385C1 - Rotary machine for machining inner surfaces of vessels

Info

Publication number: RU2166385C1
Application number: RU2000103836A
Authority: RU
Inventors: В.П. Шишкин; И.В. Сахаров; С.Л. Кронов; О.Е. Белозерова
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: proposed machine is designed for machining inner surfaces of vessels of complex shape and narrow neck. Machine has rotor with horizontal rotary axle and drive and clamping device for machine vessel. Neck of machined vessel is connected with receiver for tools, and horizontal rotary axle is arranged in zone of vessel neck square to or close to this position relative to vessel axis. EFFECT: improved quality of machining and production efficiency, increased capacity. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке внутренних поверхностей сосудов, преимущественно сложной геометрической формы и узкой горловиной, с целью уменьшения шероховатости, очистки или мойки поверхностей. The invention relates to the processing of the inner surfaces of vessels, mainly of complex geometric shape and a narrow neck, in order to reduce roughness, cleaning or washing surfaces.

В промышленности существует достаточно серьезная проблема по обработке внутренних поверхностей сосудов, особенно при значительной разнице диаметров самого сосуда и его горловины. Причем на поверхности сосудов часто выполняются ребра жесткости, которые тем более затрудняют обработку щетками или вообще исключают применение жесткого инструмента. In industry, there is a rather serious problem in processing the inner surfaces of vessels, especially with a significant difference in the diameters of the vessel itself and its neck. Moreover, stiffening ribs are often performed on the surface of the vessels, which make it more difficult to brush or completely eliminate the use of a rigid tool.

Известны устройства, в которых обработка как наружных, так и внутренних поверхностей производится абразивными или металлическими частицами (гранулы или дробь), которые представляют собой сыпучую среду. Именно такой инструмент наиболее близко "копирует" форму обрабатываемой поверхности, и в этом случае достигается наибольшая эффективность обработки. Known devices in which the processing of both external and internal surfaces is carried out with abrasive or metal particles (granules or shot), which are a granular medium. It is such a tool that most closely "copies" the shape of the surface being treated, and in this case the greatest processing efficiency is achieved.

В процессе обработки образуется шлам, состоящий из продуктов разрушения инструмента и поверхности, который необходимо удалять. В известных устройствах для обработки внутренних поверхностей загрузка и выгрузка инструмента, его очистка выполняется вне самого устройства и чаще всего вручную. During processing, a sludge is formed, consisting of the destruction products of the tool and the surface, which must be removed. In known devices for processing internal surfaces, the loading and unloading of a tool, its cleaning is performed outside the device itself and most often manually.

В качестве прототипа выбрано устройство для очистки внутренней поверхности емкости по авторскому свидетельству RU 2066247 C1, 6 B 08 B 9/38, 5/00, 7/00, 1993 года, поскольку оно является устройством того же назначения и характеризуется совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения. As a prototype, a device was selected for cleaning the inner surface of the tank according to the copyright certificate RU 2066247 C1, 6 B 08 B 9/38, 5/00, 7/00, 1993, since it is a device of the same purpose and is characterized by a combination of essential features of the claimed technical solutions.

Известное устройство для очистки внутренней поверхности емкости содержит раму (ротор) с горизонтальным расположением оси вращения, привод вращения относительно этой оси и зажимное устройство для обрабатываемых емкостей. Однако загрузка и выгрузка сыпучего инструмента, его очистка от шлама производится вне устройства. Эффективность обработки на сочетаниях сложных внутренних поверхностей (например, кольцевые ребра жесткости сосуда) при вращательном движении только ротора достаточно мала. The known device for cleaning the inner surface of the tank contains a frame (rotor) with a horizontal axis of rotation, a rotation drive relative to this axis and a clamping device for the containers to be processed. However, loading and unloading of a loose tool, its cleaning from sludge is performed outside the device. The processing efficiency on combinations of complex internal surfaces (for example, annular stiffening ribs of a vessel) during rotational motion of only the rotor is quite small.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества обработки (очистка, уменьшения шероховатости или мойки внутренних поверхностей) сосудов с малым диаметром горловины, повышение производительности труда и культуры производства. The objective of the proposed technical solution is to improve the quality of processing (cleaning, reducing the roughness or washing of the internal surfaces) of vessels with a small neck diameter, increasing labor productivity and production culture.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в отличии от прототипа горловина обрабатываемого сосуда соединена с приемником (емкостью) для сыпучего инструмента, а горизонтальная ось вращения ротора расположена в зоне горловины сосуда перпендикулярно или близко к этому по отношению к оси сосуда. Кроме этого, устройство оснащается приводом вращательного движения сосуда относительно его оси. Для повышения качества обработки устройство содержит раздельные подводы подачи моющей или рабочей жидкости и жидкости для вывода инструмента в приемник и его промывки. The solution to this problem is achieved by the fact that, in contrast to the prototype, the neck of the treated vessel is connected to a receiver (capacity) for a free-flowing tool, and the horizontal axis of rotation of the rotor is located in the neck of the vessel perpendicular to or close to this with respect to the axis of the vessel. In addition, the device is equipped with a drive rotational movement of the vessel relative to its axis. To improve the quality of processing, the device contains separate supply lines for washing or working fluid and liquid for withdrawing the instrument to the receiver and washing it.

Оснащение устройства приемником для инструмента позволяет автоматически производить загрузку инструмента через горловину в обрабатываемый сосуд и осуществлять разгрузку инструмента через горловину в приемник при завершении обработки сосуда за один оборот ротора. Equipping the device with a receiver for the tool allows you to automatically load the tool through the neck into the workpiece and unload the tool through the neck into the receiver when the processing of the vessel is completed in one revolution of the rotor.

Расположение горизонтальной оси вращения ротора в зоне горловины позволяет компоновать многошпиндельную схему обработки, в том числе с автоматической загрузкой и разгрузкой обрабатываемых сосудов. The location of the horizontal axis of rotation of the rotor in the neck area allows you to compose a multi-spindle processing scheme, including with automatic loading and unloading of the treated vessels.

Вращательное движение обрабатываемого сосуда и соединенного с ним приемника для инструмента позволяет осуществлять обработку всей внутренней поверхности. При загрузке и выгрузке инструмента вращение исключает образование свода сыпучих частиц при прохождении ими горловины. При обработке, за счет совместного вращения ротора и сосуда, частицы инструмента обрабатывают первоначально дно, затем боковые поверхности и при разгрузке инструмента - сопряжение боковых поверхностей и горловины. The rotational movement of the treated vessel and the receiver for the tool connected to it allows processing of the entire inner surface. When loading and unloading a tool, rotation eliminates the formation of an arch of loose particles as they pass through the neck. During processing, due to the joint rotation of the rotor and the vessel, the particles of the tool initially process the bottom, then the side surfaces and, when unloading the tool, the pairing of the side surfaces and the neck.

Моющая или рабочая жидкость при совместном ее действии с частицами инструмента интенсифицируют процесс обработки. Подача такой жидкости должна производиться через приемник при загрузке сыпучей среды, и также как вращение сосуда она способствует заполнению частицами инструмента обрабатываемого сосуда. Второй подвод жидкости осуществляется через приемник, но непосредственно в обрабатываемый сосуд. Подача жидкости производится на стадии разгрузки инструмента в приемник. При этом первоначально поток жидкости смывает частицы шлама с обработанной поверхности, способствует перетеканию инструмента из сосуда в приемник и промывает частицы инструмента в приемнике. Выход жидкости из приемника происходит через отверстия малого диаметра в корпусе приемника. Оба потока за один цикл обработки работают периодически. The washing or working fluid, when combined with the particles of the tool, intensifies the processing process. The supply of such a liquid should be carried out through the receiver when loading the granular medium, and as well as the rotation of the vessel, it contributes to the filling of the processed vessel with the particles of the instrument. The second fluid supply is through the receiver, but directly into the treated vessel. The fluid is supplied at the stage of unloading the instrument into the receiver. In this case, initially, the liquid flow flushes the particles of sludge from the treated surface, facilitates the flow of the instrument from the vessel to the receiver, and flushes the particles of the instrument in the receiver. The liquid exits the receiver through small-diameter holes in the receiver body. Both threads in one processing cycle operate periodically.

Все перечисленные признаки позволяют решить поставленную задачу, что позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственных связей между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигнутым техническим результатом. All of these signs allow us to solve the problem, which allows us to conclude that there are causal relationships between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Перечисленные признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при проведении патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна". The listed features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when conducting patent research, which allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Анализ уровня техники по доступным источникам информации показал, что заявляемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники и можно сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень". The analysis of the prior art by available sources of information showed that the claimed technical solution does not explicitly follow from the prior art and it can be concluded that it meets the criterion of "inventive step".

Возможность применения подтверждена изготовлением лабораторного образца устройства, который испытан с положительным результатом в производственных условиях. The possibility of use is confirmed by the manufacture of a laboratory sample of the device, which is tested with a positive result in a production environment.

На фиг. 1 представлена одношпиндельная машина для мойки внутренних поверхностей сосудов; на фиг. 2 - циклограммы работы машины при ручной и автоматической загрузке сосуда; на фиг. 3 - внешний вид машины. In FIG. 1 shows a single-spindle machine for washing the inner surfaces of vessels; in FIG. 2 - cyclograms of the operation of the machine with manual and automatic loading of the vessel; in FIG. 3 - appearance of the machine.

Роторная машина (фиг. 1) предназначена для мойки внутренних поверхностей сосудов емкостью 19 литров, изготовленных из пластика. В состав машины входят рама 1, на которой на стойках в подшипниках скольжения посредством цапф установлен ротор 2 с горизонтальным расположением оси и привод 3 вращательного движения ротора относительно этой оси. В роторе перпендикулярно к его оси расположен шпиндель 4, к которому с одной стороны зажимным устройством закрепляется обрабатываемый сосуд 5, а с другой стороны - приемник 6 с сыпучим инструментом. В состав привода 7 шпинделя входят коническая зубчатая передача (внутри ротора), вал привода конического зубчатого колеса (расположен внутри полой цапфы ротора), цепная передача и редуктор с двигателем. Система подвода технологических жидкостей включает в себя распределитель 8, трубу 9 подвода моющей жидкости, расположенную с ней соосно трубу 10 подвода промывочной жидкости и ванну 11. Трубы закреплены неподвижно на кронштейне 12, который жестко связан с ротором. The rotary machine (Fig. 1) is designed for washing the inner surfaces of vessels with a capacity of 19 liters made of plastic. The machine includes a frame 1, on which a rotor 2 with a horizontal axis and an actuator 3 of rotational movement of the rotor relative to this axis are mounted on racks in sliding bearings by means of pins. A spindle 4 is located in the rotor perpendicular to its axis, to which, on the one hand, the workpiece 5 is fixed with a clamping device, and on the other hand, a receiver 6 with a loose tool. The composition of the spindle drive 7 includes a bevel gear (inside the rotor), a bevel gear drive shaft (located inside the hollow journal of the rotor), a chain gear and a gearbox with an engine. The system for supplying process fluids includes a distributor 8, a pipe 9 for supplying a washing liquid, a coaxial pipe 10 for supplying a washing liquid, and a bath 11. The pipes 11 are fixedly mounted on an arm 12, which is rigidly connected to the rotor.

Работа роторной машины осуществляется следующим образом. The operation of the rotary machine is as follows.

Производится установка обрабатываемого сосуда на шпиндель машины. При этом ось вращения шпинделя располагается горизонтально или близко к горизонтали. Включаются приводы вращательных движений ротора и шпинделя. При повороте ротора примерно на 30^o посредством распределителя включается подача моющей жидкости, которая через цапфу, трубопровод поступает в трубу 9 и, проходя через отверстия последней, перемещает частицы инструмента из вращающихся приемника и шпинделя 4 в обрабатываемый сосуд 5. В близком к вертикальному нижнему положению сосуда загрузка инструмента завершается, и подача жидкости прекращается. Обработка внутренних поверхностей сосуда (дна, стенок, сопряжения стенок с горловиной) производится за следующие примерно 120^o поворота ротора. По завершению обработки моющая жидкость, а вместе с ней и частицы инструмента, переливается в приемник и через отверстия на приемнике сливается в ванну 11. Частицы инструмента остаются в приемнике. Распределитель 8 включает в этот момент подачу промывочной жидкости, которая через другие каналы в цапфе и трубопроводу проходит к трубе 10, омывая затем обработанные поверхности сосуда и смывая оставшиеся частицы инструмента в приемник. При этом частицы инструмента, постоянно перемещающиеся при вращении приемника, промываются от шлама, который с потоком промывочной жидкости уносится в ванну. При близком к верхнему вертикальному положению сосуда подача промывочной жидкости прекращается, и через некоторый угол поворота ротора происходит остановка вращений ротора и шпинделя на позиции загрузки.The processing vessel is installed on the spindle of the machine. In this case, the axis of rotation of the spindle is horizontal or close to horizontal. The drives of rotational movements of the rotor and spindle are turned on. When the rotor rotates about 30 ^o through the distributor, the supply of washing fluid is turned on, which through the pin, the pipeline enters the pipe 9 and, passing through the holes of the latter, moves the particles of the tool from the rotating receiver and spindle 4 into the treated vessel 5. In a close to vertical lower position vessel loading of the tool is completed, and the flow of fluid is stopped. Processing the inner surfaces of the vessel (bottom, walls, mating the walls with the neck) is carried out for the next approximately 120 ^o rotation of the rotor. Upon completion of the treatment, the washing liquid, and with it the particles of the instrument, is poured into the receiver and poured through the openings on the receiver into the bath 11. Particles of the tool remain in the receiver. The distributor 8 includes at this moment a supply of flushing fluid, which passes through the other channels in the journal and the pipe to the pipe 10, then washing the treated surfaces of the vessel and washing off the remaining particles of the instrument into the receiver. In this case, the particles of the instrument, constantly moving during the rotation of the receiver, are washed from the sludge, which is carried away into the bath with the flow of washing liquid. When the vessel is close to the upper vertical position, the supply of washing liquid is stopped, and after a certain angle of rotation of the rotor, the rotations of the rotor and spindle stop at the loading position.

Таким образом осуществляется цикл работы роторной машины при ручной загрузке заготовок. Циклограмма работы такого варианта конструкции машины представлена на фиг. 2а. Thus, the cycle of the rotary machine during manual loading of workpieces is carried out. The operation diagram of such an embodiment of the machine is shown in FIG. 2a.

Внешний вид роторной машины представлен на фиг. 3. The appearance of the rotary machine is shown in FIG. 3.

Возможна разработка конструкции многошпиндельной машины с автоматической загрузкой и выгрузкой обрабатываемых сосудов. Циклограмма работы роторной машины для такого варианта представлена на фиг. 2б. It is possible to design a multi-spindle machine with automatic loading and unloading of processed vessels. The cycle diagram of the operation of the rotary machine for such an embodiment is shown in FIG. 2b.

Таким образом, заявляемая роторная машина для обработки внутренних поверхностей сосудов может применяться в условиях серийного и массового производств. Thus, the inventive rotary machine for processing the inner surfaces of blood vessels can be used in serial and mass production.

Источники информации
1. Мартынов А. Н. Основы метода обработки деталей свободным абразивом, уплотненным инерционными силами. - Изд. Саратовского университета, 1981, 210 с.Sources of information
1. Martynov AN, Fundamentals of the method of processing parts with a free abrasive, compacted by inertial forces. - Ed. Saratov University, 1981, 210 pp.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству "Устройство для очистки внутренних поверхностей емкости", RU N 2066247 C1, 6 В 08 В 9/38, 5/00, 7/00. 2. Description of the invention to the copyright certificate "Device for cleaning the internal surfaces of the tank", RU N 2066247 C1, 6 V 08 V 9/38, 5/00, 7/00.

Claims

1. A device for processing the inner surfaces of the vessel, comprising a rotor mounted with a horizontal axis, having a clamping device for the vessel to be processed and a rotational drive relative to the horizontal axis, characterized in that the neck of the vessel to be processed is connected to the receiver for the granular tool, and the horizontal axis of rotation of the rotor is located in the neck of the vessel is perpendicular or close to this with respect to the axis of the vessel.

2. The device according to p. 1, characterized in that it is made with the possibility of rotational movement of the vessel relative to its axis.

3. The device according to claim 1, characterized in that it contains separate inlets for supplying washing or working fluid and liquid for withdrawing the bulk tool into the receiver and washing it.