RU2238842C1

RU2238842C1 - Device for supplying lubricant to grinding disk

Info

Publication number: RU2238842C1
Application number: RU2003118087/02A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин (RU); Л.В. Худобин; Н.И. Веткасов (RU); Н.И. Веткасов; О.Г. Крупенников (RU); О.Г. Крупенников
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2004-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: solid lubricant is melted with a heating member mounted in the bottom part of the vessel. The compressed air is supplied to the mixer. The heated air is mixed with melted lubricant, and the mixture is supplied to the grinding disk through the nozzle.

EFFECT: improved quality of grinding.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к обработке заготовок деталей машин резанием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).The invention relates to the field of engineering, namely to the processing of workpieces of machine parts by cutting using grinding wheels and cutting lubricants (SOTS).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для подачи смазки на шлифовальный круг (патент РФ №2115535 С1, МПК6 В 24 В 55/02, опубл. 20.07.98, БИ №20), включающее бачок для смазки, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка для смазки, устройство регулирования температуры смазки, связанное с бачком для смазки и тепловым элементом, смеситель, сопло, электрически изолированное от бачка и смесителя и включенное в электрическую цепь, устройство подготовки сжатого воздуха, устройство управления и систему трубопроводов и принятое за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a device for supplying lubricant to the grinding wheel (RF patent No. 211 5535 C1, MPK6 V 24 V 55/02, publ. 20.07.98, BI No. 20), including a lubricant reservoir , a thermal element installed in the lower part of the lubricant tank, a lubricant temperature control device associated with the lubricant tank and a thermal element, a mixer, a nozzle electrically isolated from the tank and mixer and included in an electric circuit, a compressed air preparation device , The control unit and piping system and taken as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве в смеситель поступает сжатый воздух, имеющий температуру окружающей среды (в производственных условиях t=18-20°С). Твердая смазка, нагретая в бачке для смазки до температуры плавления (например, для парафина t_плавл=54°С, см. Кухлинг X. Справочник по физике. - М.: Мир, 1983. С.465), переходит в жидкое агрегатное состояние и, попадая в смеситель, смешивается с более холодным сжатым воздухом. В результате смешивания большая часть расплавленной смазки застывает в самом смесителе и лишь незначительная ее доля в виде воздушно-капельной смеси транспортируется напором сжатого воздуха к соплу, которое за счет электрического нагрева не дает смазке остыть в канале сопла и направляет ее на поверхность шлифовального круга. С течением времени нарост застывшей твердой смазки в смесителе увеличивается, доля эффективно используемой для нанесения на шлифовальный круг расплавленной смазки уменьшается и может наступить момент, когда нарост из застывшей твердой смазки полностью перекроет выход сжатому воздуху из смесителя, в результате чего на рабочую поверхность шлифовального круга будет нанесено недостаточное количество твердой смазки или же смазочный слой будет отсутствовать вообще. Это приведет к повышению теплосиловой напряженности в зоне обработки, что негативно скажется на качестве обработанных деталей.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted as a prototype, the compressed air having ambient temperature enters the mixer in the known device (under production conditions t = 18-20 ° C). A solid lubricant heated in a lubricant tank to a melting point (for example, for paraffin _tmelt = 54 ° C, see Kuhling X. Physics Handbook. - M .: Mir, 1983. P.465), passes into a liquid state of aggregation and getting into the mixer, mixes with colder compressed air. As a result of mixing, most of the molten lubricant solidifies in the mixer itself and only a small fraction of it in the form of an air-drop mixture is transported by the pressure of compressed air to the nozzle, which prevents the lubricant from cooling in the nozzle channel and directs it to the surface of the grinding wheel. Over time, the build-up of solidified solid lubricant in the mixer increases, the proportion of molten lubricant used effectively for applying to the grinding wheel decreases and there may come a time when the build-up of solidified solid lubricant completely blocks the output of compressed air from the mixer, resulting in a grinding wheel working surface insufficient solid lubricant is applied or there will be no lubricant layer at all. This will lead to an increase in heat power tension in the processing zone, which will negatively affect the quality of the processed parts.

Сущность изобретения заключается в следующем. Резкое повышение в последнее время требований к конкурентоспособности продукции машиностроения сделало особенно актуальной проблему повышения качества поверхности обрабатываемых заготовок деталей машин на операциях шлифования. Одним из путей решения указанной проблемы является рационализация применения СОТС.The invention consists in the following. The recent sharp increase in the requirements for the competitiveness of engineering products has made the problem of improving the surface quality of workpieces of machine parts processed during grinding operations especially urgent. One way to solve this problem is to rationalize the use of SOTS.

Технический результат - повышение качества поверхности деталей машин.The technical result is an increase in the surface quality of machine parts.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство, как и известное устройство, состоит из бачка для смазки, теплового элемента, установленного в нижней части бачка для смазки, устройства регулирования температуры смазки, связанного с бачком для смазки и тепловым элементом, смесителя, сопла, электрически изолированного от бачка и смесителя и включенного в электрическую цепь, устройства подготовки сжатого воздуха, устройства управления и системы трубопроводов.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the claimed device, like the known device, consists of a lubricant reservoir, a thermal element installed in the lower part of the lubricant reservoir, a lubricant temperature control device associated with the lubricant reservoir and a thermal element, a mixer nozzles electrically isolated from the tank and the mixer and included in the electrical circuit, compressed air preparation devices, control devices and piping systems.

Особенность заключается в том, что корпус смесителя расположен в бачке для смазки.The peculiarity is that the mixer housing is located in the reservoir for lubrication.

Расположение корпуса смесителя в бачке для смазки позволяет нагревать проходящий через него сжатый воздух до температуры расплавленной смазки, находящейся в бачке. При попадании расплавленной смазки в смеситель она, смешиваясь с нагретым воздухом и оставаясь в жидком агрегатном состоянии, образует воздушно-капельную смесь, которая в полном объеме транспортируется через сопло на рабочую поверхность шлифовального круга и создает на нем равномерный слой твердой смазки. При этом образование в смесителе нароста из застывшей смазки исключается. Слой смазки надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки. Это способствует уменьшению силы трения, а следовательно, и теплонапряженности в зоне обработки, в результате чего повышается качество поверхностей обрабатываемых заготовок деталей машин.The location of the mixer housing in the grease tank allows the compressed air passing through it to be heated to the temperature of the molten grease in the tank. When molten grease enters the mixer, it mixes with heated air and remains in the liquid aggregate state, forming an air-drop mixture, which is fully transported through the nozzle to the working surface of the grinding wheel and creates an even layer of solid lubricant on it. In this case, the formation in the mixer of a buildup from the hardened lubricant is excluded. The lubricant layer reliably protects abrasive grains from direct contact with the material of the workpiece. This helps to reduce the friction force, and consequently, the heat stress in the processing zone, as a result of which the surface quality of the machined workpieces of machine parts increases.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue made it possible to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существующими признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art as determined by the applicant for the specialist, the effect of the transformations provided for by the existing features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида.The described invention is not based on a change in a quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship or a change in its form.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже представлена схема устройства для подачи смазки на шлифовальный круг.The drawing shows a diagram of a device for supplying lubricant to the grinding wheel.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result are as follows.

Устройство для подачи смазки на шлифовальный круг содержит устройство подготовки сжатого воздуха, включающее кран (вентиль) 1, фильтр - влагоотделитель 2, воздухораспределитель (устройство управления) 3, редукционный клапан 4 и манометр 5; потенциометр 6, бачок для смазки 7, смеситель 8, трубку для подвода к смесителю расплавленной смазки 9, сопло 10, датчик температуры 11, тепловой элемент 12 и систему трубопроводов 13. Тепловой элемент 12 установлен в нижней части бачка 7 и связан с потенциометром 6, который, в свою очередь, соединен с датчиком температуры 11, установленным на корпусе бачка 7. Сопло 10 изолировано от бачка 7 диэлектрической прокладкой 14 и включено в электрическую цепь. Корпус смесителя 8 расположен в бачке для смазки 7.A device for supplying lubricant to the grinding wheel comprises a compressed air preparation device, including a valve (valve) 1, a filter - a moisture separator 2, an air distributor (control device) 3, a pressure reducing valve 4, and a pressure gauge 5; potentiometer 6, lubricant tank 7, mixer 8, tube for supplying molten lubricant 9 to the mixer, nozzle 10, temperature sensor 11, thermal element 12 and piping system 13. Thermal element 12 is installed in the lower part of the tank 7 and connected to potentiometer 6, which, in turn, is connected to a temperature sensor 11 mounted on the housing of the tank 7. The nozzle 10 is isolated from the tank 7 by a dielectric gasket 14 and is included in the electrical circuit. The housing of the mixer 8 is located in the reservoir for lubrication 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Перед началом работы на шлифовальном станке в бачок 7 закладывают твердую смазку (например, парафин), подают напряжение на тепловой элемент 12 и расплавляют твердую смазку, переводя ее в жидкое агрегатное состояние. При достижении заданной температуры (для парафина t_плавл=54°С) потенциометр 6 отключает напряжение на тепловом элементе 12 и в дальнейшем периодически подключает его при понижении температуры расплавленной смазки ниже заданного значения. Контроль температуры осуществляют с помощью датчика 11. После перехода твердой смазки в жидкое агрегатное состояние из заводской пневмосети под давлением (0,2-0,4) МПа подают сжатый воздух, который, пройдя кран 1, фильтр-влагоотделитель 2, воздухораспределитель 3, редукционный клапан 4 и систему трубопроводов 13, поступает в смеситель 8. Так как корпус смесителя 8 расположен внутри бачка со смазкой 7, то сжатый воздух, проходя по смесителю, нагревается до температуры расплавленной смазки и на выходе из корпуса смесителя смешивается с расплавленной смазкой, поступившей в смеситель из бачка 7 по трубке 9. При смешивании нагретого воздуха с находящимся в жидком агрегатном состоянии расплавленной смазкой образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме (без образования в смесителе 8 нароста из твердой смазки) транспортируется через нагретое сопло 10 (также не дающее преждевременно застыть смеси) на рабочую поверхность шлифовального круга 15 и создает на нем равномерный слой твердой смазки. Продолжительность нанесения и соответственно толщина слоя смазки на шлифовальном круге определяется конкретными условиями шлифования. Слой твердой смазки надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки, что способствует уменьшению теплообразования в зоне обработки и повышению качества обработанных поверхностей деталей машин.Before starting work on a grinding machine, a solid lubricant (for example, paraffin) is placed in the tank 7, voltage is applied to the thermal element 12, and the solid lubricant is melted, turning it into a liquid state of aggregation. Upon reaching the set temperature (for paraffin _tmelt = 54 ° С), the potentiometer 6 disconnects the voltage on the thermal element 12 and subsequently periodically connects it when the temperature of the molten lubricant is lower than the set value. Temperature control is carried out using a sensor 11. After the solid lubricant has switched to a liquid state of aggregation from the factory pneumatic network, compressed air is supplied under pressure (0.2-0.4) MPa, which, having passed through valve 1, filter-moisture separator 2, air distributor 3, and reduction valve 4 and the piping system 13 enters mixer 8. Since the mixer body 8 is located inside the lubricant reservoir 7, the compressed air passing through the mixer is heated to the temperature of the molten lubricant and mixed with the molten at the outlet of the mixer housing the lubricant that enters the mixer from the tank 7 through the tube 9. When heated air is mixed with the molten lubricant in a liquid state of aggregation, an air-drop mixture is formed, which is fully transported (without the formation of a solid lubricant build-up in the mixer 8) through the heated nozzle 10 (also not allowing prematurely to harden the mixture) on the working surface of the grinding wheel 15 and creates an even layer of solid lubricant on it. The duration of application and, accordingly, the thickness of the lubricant layer on the grinding wheel is determined by the specific grinding conditions. A layer of solid lubricant reliably protects abrasive grains from direct contact with the material of the workpiece, which helps to reduce heat generation in the processing zone and improve the quality of the machined surfaces of machine parts.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (устройства) следующей совокупности условий.Thus, the above information indicates the fulfillment when using the claimed invention (device) of the following set of conditions.

Средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении, в частности для обработки заготовок деталей машин резанием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).The tool embodying the claimed device in its implementation is intended for use in industry, namely in mechanical engineering, in particular for processing workpieces of machine parts by cutting using grinding wheels and cutting lubricants (COTS).

Для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.For the claimed device in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A device for supplying lubricant to the grinding wheel, consisting of a lubricant reservoir, a thermal element installed in the lower part of the lubricant reservoir, a lubricant temperature control device associated with the lubricant reservoir and a thermal element, a mixer, a nozzle electrically isolated from the reservoir and mixer, and included in the electrical circuit, the device for the preparation of compressed air, control devices and piping systems, characterized in that the mixer housing is located in the tank for lubrication.