RU2383431C1

RU2383431C1 - Device for supply of solid lubricant onto grinding stone

Info

Publication number: RU2383431C1
Application number: RU2008137685/02A
Authority: RU
Inventors: Леонид Викторович Худобин (RU); Леонид Викторович Худобин; Александр Васильевич Рудецкий (RU); Александр Васильевич Рудецкий
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-03-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: device consists of case with nozzle, of nozzle feeding facility including devices for conditioning compressed air and melted solid lubricant (SL), of control device and of system of pipelines. The nozzle is made with a flexible heat insulated sprayer and is located at angle to axis of rotating working surface of the grinding stone. The flexible heat insulating sprayer consists of a flexible tube for supply of melted SL; this tube is coaxially installed inside an external flexible tube made out of dielectric. Inside the latter there is placed a heating element protected with a shell made out of heat insulated moist-proof material and included into electrical circuit for heating the flexible heat insulated sprayer to temperature exceeding temperature of SL melting.

EFFECT: upgraded quality of treated surfaces of parts of machines and decreased expenditure for SL in production prime cost.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к обработке заготовок деталей машин резанием с применением шлифовальных кругов (ШК), твердых и пластичных 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 (HK), solid and plastic lubricating-cooling technological means (SOTS).

Известна форсунка для распыления вязких жидкостей (а.с. №417121 СССР, МПК B05B 7/12, опубл. 25.05.75, БИ №19), содержащая корпус, сопло, трубки подвода смазки и сжатого воздуха, дополнительную трубку и инжектор. Благодаря наличию перепада давления воздуха в корпусе форсунки и наличию дополнительной трубки, соединяющей трубки подвода смазки и воздуха, смазка вытесняется из питающей трубки к соплу и, захваченная потоком сжатого воздуха, выходящего из инжектора, распыляется на смазываемую поверхность. Устройство работает следующим образом: смазка от дозирующего питателя подается в корпус, заполняя полость между внутренними стенками корпуса и инжектором, затем в заданный момент времени подается сжатый воздух от компрессора по каналам в инжектор и в дополнительную трубку, вытесняя смазку в корпус к соплу. Захваченная потоком воздуха, выходящим из инжектора, смазка распыляется, при этом поступающий через дополнительную трубку сжатый воздух позволяет регулировать подачу смазки в распыленном виде, например, в зону резания.Known nozzle for spraying viscous liquids (AS No. 417121 USSR, IPC B05B 7/12, publ. 05.25.75, BI No. 19), comprising a housing, a nozzle, tubes for supplying lubricant and compressed air, an additional tube and an injector. Due to the presence of an air pressure drop in the nozzle body and the presence of an additional tube connecting the lubricant and air supply pipes, the lubricant is displaced from the supply pipe to the nozzle and, captured by the stream of compressed air leaving the injector, is sprayed onto the lubricated surface. The device operates as follows: the lubricant from the metering feeder is fed into the housing, filling the cavity between the inner walls of the housing and the injector, then at a given point in time compressed air is supplied from the compressor through the channels to the injector and into an additional tube, forcing the lubricant into the housing to the nozzle. Captured by the air stream leaving the injector, the lubricant is sprayed, while the compressed air coming through an additional tube allows you to control the flow of lubricant in atomized form, for example, into the cutting zone.

Недостатками аналога является следующее: устройство жестко связано с дозирующим питателем и пневмосетью, поэтому, чтобы наносить СОТС на ШК под требуемым углом к его оси, необходимо поворачивать все устройство на соответствующий угол, что в реальных условиях часто затруднительно и даже невозможно; устройство предназначено только для распыления СОТС, находящихся в пластичном агрегатном состоянии; форсунка не позволяет наносить ТСМ на рабочую поверхность ШК кратковременными импульсами (небольшими дозами).The disadvantages of the analogue are the following: the device is rigidly connected with a metering feeder and a pneumatic network, therefore, in order to apply COTS to the bar at the required angle to its axis, it is necessary to rotate the entire device to the appropriate angle, which in real conditions is often difficult and even impossible; the device is intended only for spraying COTS in a plastic aggregate state; the nozzle does not allow applying TCM to the working surface of the HF with short-term pulses (small doses).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для подачи твердого смазочного материала (ТСМ) на ШК (патент РФ №2238842 С1, МПК⁷ В24В 55/02, опубл. 10.27.04, БИ №30), включающее бачок для ТСМ, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка, устройство регулирования температуры ТСМ, связанное с бачком для ТСМ и тепловым элементом, смеситель, расположенный внутри бачка для ТСМ, трубку для подвода к смесителю расплавленного ТСМ, сопло, электрически изолированное от бачка для ТСМ и смесителя и включенное в электрическую цепь, устройство подготовки сжатого воздуха, устройство управления и систему трубопроводов, принятое за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a device for supplying solid lubricant (TCM) to a barcode (RF patent No. 2238842 C1, IPC ⁷ V24V 55/02, publ. 10.27.04, BI No. 30), including tank for TCM, a thermal element installed in the lower part of the tank, a temperature control device for TCM connected to the tank for TCM and a thermal element, a mixer located inside the tank for TCM, a tube for supplying molten TCM to the mixer, a nozzle electrically isolated from the tank for TS M and the mixer and included in the electrical circuit, a device for the preparation of compressed air, a control device and a piping system, adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не позволяет подавать ТСМ на ШК в стесненных условиях, например при внутреннем шлифовании (ВШ), когда ШК лишь частично выводится из обрабатываемого отверстия на длину перебега или когда технологическое оборудование не позволяет разместить установку для нанесения расплавленного ТСМ в рабочей зоне станка на расчетном расстоянии от ШК и под требуемым углом наклона к его оси.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known device adopted as a prototype include the fact that the known device does not allow FCM to be supplied to the CC in cramped conditions, for example, during internal grinding (VS), when the CC is only partially removed from the machined hole on the run length or when the technological equipment does not allow placing the installation for applying molten FCM in the working area of the machine at the calculated distance from the bar and at the required angle clone to its axis.

Сущность изобретения заключается в следующем. Резкое повышение в последнее время требований к конкурентоспособности продукции машиностроения сделало особенно актуальной проблему повышения качества поверхностей деталей машин, обрабатываемых 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 quality of the surfaces of machine parts processed in grinding operations especially urgent. One way to solve this problem is to rationalize the use of SOTS.

Технический результат - повышение качества поверхностей деталей машин и уменьшение доли затрат на СОТС в себестоимости продукции.The technical result is an increase in the quality of the surfaces of machine parts and a decrease in the share of costs for SOTS in the cost of production.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство, как и известное устройство, состоит из бачка для ТСМ, теплового элемента, установленного в нижней части бачка, устройства регулирования температуры ТСМ, связанного с бачком для ТСМ и тепловым элементом, смесителя, расположенного внутри бачка для ТСМ, трубки для подвода к смесителю расплавленного ТСМ, сопла, электрически изолированного от бачка для ТСМ 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 tank for TCM, a thermal element installed in the lower part of the tank, a temperature control device for TCM connected with the tank for TCM and a thermal element, a mixer located inside the tank for TCM, a tube for supplying a molten TCM to the mixer, a nozzle electrically isolated from the tank for TCM and the mixer and included in the electrical circuit, a compressed air preparation device spirit, control devices and piping systems.

Особенность заключается в том, что сопло соединено с бачком для ТСМ гибкой трубкой из диэлектрика, находящейся внутри нагревательного элемента, который теплоизолирован от окружающей среды оболочкой из влагонепроницаемого материала; внутри указанной выше трубки соосно располагается гибкая трубка меньшего диаметра, а на конце оболочки установлено сопло. К нагревательному элементу подводится напряжение, и трубка нагревается до температуры, превышающей температуру плавления используемого ТСМ. По внутренней трубке (материальному соплу) поступает расплавленный ТСМ, по наружной трубке (воздушному соплу) поступает нагретый сжатый воздух; на выходе из сопла создается разрежение; расплавленный ТСМ попадает в струю нагретого сжатого воздуха, происходит инжектирование и воздушно-капельная смесь через сопло распыляется на рабочую поверхность ШК и создает на ней равномерный быстро застывающий слой ТСМ. При этом образование в сопле нароста из застывшего ТСМ исключается. Слой ТСМ надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки. Это способствует уменьшению силы трения, а следовательно, и теплосиловой напряженности в зоне обработки, в результате чего повышается качество поверхностей обрабатываемых заготовок деталей машин. Использование гибкого теплоизолированного воздушного и материального сопел обеспечивает возможность устанавливать питающее устройство в удобном для его размещения на столе месте, независимо от угла наклона сопел относительно оси вращающегося ШК.The peculiarity lies in the fact that the nozzle is connected to the tank for TCM with a flexible tube made of a dielectric located inside the heating element, which is thermally insulated from the environment by a shell of waterproof material; a smaller diameter flexible tube is coaxially located inside the above tube, and a nozzle is installed at the end of the shell. Voltage is applied to the heating element, and the tube is heated to a temperature above the melting point of the TCM used. The molten FCM enters the inner tube (material nozzle), heated compressed air enters the outer tube (air nozzle); a vacuum is created at the exit of the nozzle; the molten FCM enters the stream of heated compressed air, injection is performed, and the airborne droplet mixture is sprayed through the nozzle onto the working surface of the barcode and creates a uniform rapidly solidifying FCM layer on it. In this case, the formation in the nozzle of the growth from the frozen TCM is excluded. The TCM 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 intensity in the processing zone, as a result of which the surface quality of the machined workpieces of machine parts increases. The use of flexible heat-insulated air and material nozzles provides the ability to install the feeding device in a place convenient for its placement on the table, regardless of the angle of inclination of the nozzles relative to the axis of the rotating barcode.

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

На чертежах представлены: фиг.1 - схема устройства для подачи ТСМ на шлифовальный круг; фиг.2 - схема нанесения ТСМ при расположении форсунки под углом α к оси вращающегося ШК.The drawings show: FIG. 1 is a diagram of a device for supplying FCM to a grinding wheel; figure 2 - scheme of applying TCM with the location of the nozzle at an angle α to the axis of the rotating barcode.

Гибкое теплоизолированное воздушное и материальное сопла для подачи ТСМ на ШК (см. фиг.1) соединены с питающим устройством 1, включающим устройства подготовки сжатого воздуха и расплавленного ТСМ, устройство управления и системы трубопроводов, через диэлектрическую прокладку 2; гибкая трубка 3 для подвода расплавленного ТСМ соосно располагается внутри внешней гибкой трубки 4 из диэлектрика, находящейся внутри нагревательного элемента 5, защищенного оболочкой из теплоизоляционного влагонепроницаемого материала 6; на конце оболочки 6 установление сопло 7 (далее позиции 3, 4, 5, 6 и 7 объединены под общим названием - гибкая теплоизолированная форсунка); выключатель 8 служит для подачи напряжения на нагревательный элемент 5.Flexible heat-insulated air and material nozzles for supplying FCM to the CC (see FIG. 1) are connected to a supply device 1, including devices for preparing compressed air and molten FCM, a control device and piping systems, through a dielectric strip 2; a flexible tube 3 for supplying molten TCM is coaxially located inside an external flexible tube 4 of a dielectric inside the heating element 5, protected by a shell of heat-insulating moisture-proof material 6; at the end of the shell 6, the nozzle 7 is installed (hereinafter, the positions 3, 4, 5, 6 and 7 are combined under the general name - a flexible heat-insulated nozzle); switch 8 is used to supply voltage to the heating element 5.

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

Перед началом работы на шлифовальном станке в питающее устройство 1 (см. фиг.1) закладывают ТСМ (например, парафин) и расплавляют его, переводя ТСМ в жидкое агрегатное состояние. После перехода ТСМ в жидкое агрегатное состояние подают напряжение через выключатель 8 на нагревательный элемент 5, и гибкая теплоизолированная форсунка нагревается до температуры, превышающей температуру плавления используемого ТСМ. Затем из заводской пневмосети под давлением 0,2…0,4 МПа подают сжатый воздух в питающее устройство 1; пройдя через систему подготовки воздуха и ТСМ, воздух нагревается до температуры расплавленного ТСМ и далее поступает в гибкую теплоизолированную форсунку. На выходе из гибкой теплоизолированной форсунки, перед соплом 7 воздух смешивается с расплавленным ТСМ, поступающим в гибкую теплоизолированную форсунку по трубке 3 из питающего устройства 1. При смешивании нагретого воздуха с находящимся в жидком агрегатном состоянии расплавленным ТСМ образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме (без образования в сопле 7 нароста из ТСМ) транспортируется через нагретую гибкую теплоизолированную форсунку (предотвращающую также преждевременное застывание воздушно-капельной смеси и расплавленного ТСМ) на рабочую поверхность ШК 9, вращающуюся с окружной скоростью V_K, и создает на ней однородный равномерный слой 10 ТСМ. Продолжительность нанесения и соответственно толщина слоя 10 ТСМ на шлифовальном круге 9 определяется конкретными условиями шлифования. Слой 10 ТСМ 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. Гибкая теплоизолированная форсунка (см. фиг.2) позволяет наносить расплавленный ТСМ на вращающуюся рабочую поверхность ШК 9 под различными углами α к его оси.Before starting work on the grinding machine in the feed device 1 (see figure 1) lay TCM (for example, paraffin) and melt it, translating TCM into a liquid state of aggregation. After the transition of the TCM to the liquid state of aggregation, voltage is applied through the switch 8 to the heating element 5, and the flexible thermally insulated nozzle is heated to a temperature exceeding the melting temperature of the used TCM. Then from the factory pneumatic network under pressure 0.2 ... 0.4 MPa serves compressed air in the feed device 1; After passing through the air preparation system and the TCM, the air is heated to the temperature of the molten TCM and then enters a flexible heat-insulated nozzle. At the outlet of the flexible heat-insulated nozzle, before the nozzle 7, the air is mixed with the molten TCM entering the flexible heat-insulated nozzle through the tube 3 from the feeding device 1. When heated air is mixed with the molten TCM in the liquid state of aggregation, an air-drop mixture is formed, which in full volume (without the build-up of TSM in the nozzle 7) is transported through a heated flexible heat-insulated nozzle (which also prevents premature freezing of the air-drop mixture and ION SCI) on the working surface SK 9 rotating at a circumferential speed V _K, and creates thereon a uniform homogeneous layer 10 SCI. The duration of application and, accordingly, the thickness of the TCM layer 10 on the grinding wheel 9 is determined by the specific grinding conditions. Layer 10 TCM 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. Flexible insulated nozzle (see figure 2) allows you to apply molten TCM on the rotating working surface of the barcode 9 at various angles α to its axis.

Claims

A device for supplying solid lubricant (TCM) to the grinding wheel (CC), comprising a housing with a nozzle, a nozzle supplying device, including devices for preparing compressed air and molten TCM, a control device and a piping system, characterized in that the nozzle is made with a flexible heat-insulated nozzle and is located at an angle α to the axis of the rotating working surface of the barcode, while the flexible insulated nozzle consists of a flexible tube for supplying molten FCM coaxially located inside the outer a tube of a dielectric inside the heating element, protected by a sheath of heat-insulating moisture-proof material and included in the electrical circuit to heat a flexible thermally insulated nozzle to a temperature higher than the melting point of the TCM.