RU2434729C1

RU2434729C1 - Device for vibratory processing of metal articles

Info

Publication number: RU2434729C1
Application number: RU2010125596/02A
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Лбов (RU); Андрей Александрович Лбов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Ультразвуковая техника-ИНЛАБ"
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2011-11-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to devices for vibratory processing of structures and articles. Proposed device comprises motor 1 mounted on support 2. Eccentric weight in protective case 4 is fitted on each of two output shafts 3 and made up of two disks 5 and 6. Each said disk is provided with weight 7 and 8. First disk 5 if locked on shaft 3 by for example key joint. Second disk 6 is coupled with dist 5 via first disk weight 7 by threaded joint, Openings 9 are made equidistant from center of shaft 3 on disks and weights.

EFFECT: increased static moment to up force on processed article.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к разработке вибраторов, которые могут использоваться в технологических процессах стабилизирующей виброобработки металлических конструкций и изделий для стабилизации их геометрических размеров после сварки, литья, ковки, прокатки, механической обработки, термических операций нормализации и т.п.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to the development of vibrators that can be used in technological processes of stabilizing vibration processing of metal structures and products to stabilize their geometric dimensions after welding, casting, forging, rolling, machining, thermal normalization operations, etc.

Устройства для вибрационной обработки используются для вибрационного старения деталей и конструкций и снятия остаточных напряжений для повышения их размерной стабильности. По воздействию на металл вибрационный метод эквивалентен длительному естественному старению. Во многих случаях он может заменить дорогостоющую термическую обработку, требующую сложного оборудования.Devices for vibration processing are used for vibrational aging of parts and structures and relieving residual stresses to increase their dimensional stability. In terms of its effect on metal, the vibration method is equivalent to prolonged natural aging. In many cases, it can replace expensive heat treatment that requires sophisticated equipment.

Известно устройство для вибрационной обработки (патент РФ №2355546, МПК B23P 25/00), которое содержит вибровозбудитель, имеющий ротор с выступами, и упорные ролики. Ротор с выступами выполнен в виде кулачков с многогранным профилем, установленных относительно заготовки в местах, соответствующих зонам образования пучностей гармоник в заготовке, упорные ролики подпружинены к кулачкам.A device for vibration processing is known (RF patent No. 2355546, IPC B23P 25/00), which contains a vibration exciter having a rotor with protrusions, and thrust rollers. The rotor with protrusions is made in the form of cams with a multifaceted profile, mounted relative to the workpiece in places corresponding to the zones of formation of harmonics in the workpiece, the thrust rollers are spring-loaded to the cams.

Недостатком рассматриваемого устройства является ограниченная область его использования - он предназначен для виброобработки только вращающихся изделий, таких как валы. При вращении вала ролики перемещаются по поверхности установленных на валу кулачков со сложной поверхностью и за счет этого генерируются колебания вала с частотой kn, где k - число выступов на кулачке, а n -число оборотов в секунду.The disadvantage of this device is the limited scope of its use - it is designed for vibration processing only rotating products, such as shafts. When the shaft rotates, the rollers move along the surface of the cams with a complex surface mounted on the shaft and due to this, oscillations of the shaft with a frequency of kn are generated, where k is the number of protrusions on the cam and n is the number of revolutions per second.

Известно устройство для вибрационной обработки (патент РФ №2043155, МПК B02C 2/04), содержащее электродвигатель и дебаланс, выполненный в виде подшипниковой втулки, насаженной на вал электродвигателя, на втулке закреплены два кольца с буртами, направленными навстречу друг другу, а между ними и втулкой подшипника зажаты два равных по массе груза с направляющими канавками, сопряженными с буртами колец. На грузах выполнены фиксирующие устройства, представляющие собой конические элементы, установленные в канавках грузов с возможностью перемещения с помощью винта. Между грузами установлен секторный вкладыш. Благодаря свободному перемещению грузов по направляющим при освобожденных фиксаторах в рассматриваемой конструкции обеспечивается регулировка статического момента дебаланса. Устройство предназначено для использования в инерционных дробилках в рудоподготовительных работах на обогатительных фабриках, поэтому конструкция дебаланса имеет избыточную металлоемкость для выполнения операций вибрационного старения металлических деталей и конструкций.A device for vibration processing is known (RF patent No. 2043155, IPC B02C 2/04) containing an electric motor and an imbalance made in the form of a bearing sleeve mounted on an electric motor shaft, two rings are fixed on the sleeve with collars directed towards each other, and between them and a bearing sleeve clamps two masses of equal weight with guide grooves associated with collars of rings. Fixing devices are made on the loads, which are conical elements installed in the grooves of the goods with the possibility of movement using a screw. Between the goods installed sector insert. Thanks to the free movement of goods along the guides with the released latches in the structure under consideration, the adjustment of the static moment of unbalance is ensured. The device is intended for use in inertial crushers in ore preparation works at concentration plants, therefore the unbalance design has excess metal consumption for performing vibration aging operations of metal parts and structures.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому устройству является устройство для вибрационной обработки, защищенное патентом РФ №91299 (МПК B02C 2/04). Известное устройство содержит электродвигатель с двумя выходами приводного вала, на каждом из которых установлен дебаланс, закрытый защитным кожухом. Дебаланс состоит из стального цилиндра, двух фланцев и приводного вала, включает как минимум восемь секторов, ограниченных делителями. Сектора внутри дебаланса создают вибрацию при вращении вала.The closest set of essential features to the proposed device is a device for vibration processing, protected by RF patent No. 91299 (IPC B02C 2/04). The known device comprises an electric motor with two outputs of the drive shaft, on each of which there is an unbalance, closed by a protective casing. Unbalance consists of a steel cylinder, two flanges and a drive shaft, includes at least eight sectors limited by dividers. The sectors inside the unbalance create vibration when the shaft rotates.

Недостатком известного устройства является невозможность его перенастройки по величине силы воздействия на обрабатываемое изделие. При значительном изменении параметров обрабатываемого изделия необходимо использовать обрабатывающее устройство с другими выходными характеристиками.A disadvantage of the known device is the impossibility of reconfiguring it according to the magnitude of the force acting on the workpiece. With a significant change in the parameters of the processed product, it is necessary to use a processing device with other output characteristics.

Задачей, решаемой изобретением, является разработка устройства для вибрационной обработки, в котором возможно оперативно изменять величину прикладываемой нагрузки, создаваемой устройством, воздействующую на обрабатываемое изделие. Это один из важных параметров, от которого зависит эффективность вибрационного старения.The problem solved by the invention is the development of a device for vibration processing, in which it is possible to quickly change the value of the applied load created by the device, affecting the workpiece. This is one of the important parameters on which the effectiveness of vibrational aging depends.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, также как и известное, содержит установленный на опоре электродвигатель с двумя выходами приводного вала, на каждом из которых установлен дебаланс, закрытый защитным кожухом. Но, в отличие от известного, в предлагаемом устройстве дебаланс выполнен в виде двух дисков, на каждом из которых закреплен груз, центр тяжести которого смещен от центра вала, причем первый диск закреплен на валу, в каждом диске и грузе выполнены сквозные отверстия на одинаковом расстоянии от центра, второй диск соединен с первым резьбовым соединением через груз первого.The problem is solved due to the fact that the proposed device, as well as the known one, contains an electric motor mounted on a support with two outputs of the drive shaft, each of which has an unbalance closed by a protective casing. But, unlike the known one, in the proposed device, the unbalance is made in the form of two disks, on each of which a load is fixed, the center of gravity of which is offset from the center of the shaft, the first disk being fixed to the shaft, through holes are made in each disk and load at the same distance from the center, the second disk is connected to the first threaded connection through the load of the first.

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является увеличение диапазона статического момента устройства, вследствие чего увеличивается диапазон силы воздействия на обрабатываемое изделие.The technical result achieved by the invention is to increase the range of the static moment of the device, as a result of which the range of the force acting on the workpiece is increased.

Технический результат достигается за счет того, что в предложенной конструкции реализована возможность смещения второго диска с закрепленным на нем грузом относительно первого, также снабженного грузом, и за счет этого создавать максимальный статический момент и, как следствие, создавать максимальную вынуждающую силу при совпадении центров проекций обоих грузов, а при разнесении центров грузов на 180° относительно друг друга обеспечивать статический момент, равный нулю.The technical result is achieved due to the fact that in the proposed design it is possible to displace the second disk with a load fixed on it relative to the first one, also equipped with a load, and due to this to create maximum static moment and, as a result, create maximum driving force when the projection centers of both cargo, and when the centers of cargo are separated by 180 ° relative to each other, provide a static moment equal to zero.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 приведен пример выполнения устройства для вибрационной обработки, со снятым защитным кожухом с одного из дебалансов, а на фиг.2 показан вид устройства сбоку.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a device for vibration processing, with the protective cover removed from one of the unbalances, and Fig. 2 shows a side view of the device.

Устройство содержит двигатель 1, установленный на опоре 2. На двух выходах вала 3 установлены дебалансы, каждый из которых закрыт защитным кожухом 4. Дебаланс выполнен в виде двух дисков 5 и 6, причем первый диск 5 закреплен на валу 3, например, шпоночным соединением. Каждый диск снабжен грузом 7 и 8, который может быть жестко закреплен на нем, например приварен. На дисках и грузах выполнены сквозные отверстия 9 (фиг.2), которые все расположены на равных расстояниях от центра вала 3. Второй диск 6 соединен с диском 5 через груз 7 первого диска с помощью резьбового соединения 10. Соединение через груз 7 обеспечивает необходимую жесткость конструкции.The device comprises an engine 1 mounted on a support 2. At two outputs of the shaft 3, unbalances are installed, each of which is closed by a protective casing 4. The imbalance is made in the form of two disks 5 and 6, and the first disk 5 is mounted on the shaft 3, for example, by keyway connection. Each disk is equipped with a load of 7 and 8, which can be rigidly fixed to it, for example, welded. Through holes 9 are made on the disks and weights (FIG. 2), which are all located at equal distances from the center of the shaft 3. The second disk 6 is connected to the disk 5 through the load 7 of the first disk using a threaded connection 10. The connection through the load 7 provides the necessary rigidity designs.

При проведении процесса вибростарения предварительно выбирают величину вынуждающей силы. Поскольку из двух дисков только первый диск 5 закреплен на валу, то для создания требуемой величины вынуждающей силы необходимо при разобранном резьбовом соединении повернуть диск 6 относительно вала так, чтобы суммарный статический момент обоих грузов обеспечивал эту силу. Затем следует через отверстие 8, которое соответствует требуемому статическому моменту, соединить диск 6 через груз 7 с отверстием в диске 5. В качестве резьбового соединения может быть использовано болтовое.During the process of vibration aging, the magnitude of the driving force is preliminarily selected. Since of the two disks, only the first disk 5 is mounted on the shaft, to create the required magnitude of the driving force, when the threaded connection is disassembled, it is necessary to turn the disk 6 relative to the shaft so that the total static moment of both loads provides this force. Then it follows through the hole 8, which corresponds to the required static moment, to connect the disk 6 through the load 7 with the hole in the disk 5. As a threaded connection can be used bolted.

При работе устройства его устанавливают на плоскость обрабатываемого изделия, при этом изделие устанавливается на резиновых прокладках, которые позволяют отдельным его частям колебаться на резонансных частотах.When the device is in operation, it is installed on the plane of the workpiece, while the product is mounted on rubber gaskets that allow its individual parts to oscillate at resonant frequencies.

После включения двигателя вал начинает вращаться, а вместе с ним начинает вращаться закрепленный на нем ведущий диск 5 с грузом, а поскольку он соединен болтом с диском 6, то вращается весь дебаланс. Дебалансы создают вибрацию, которая через опору 2 передается на обрабатываемое изделие. Эффективность процесса вибрационного старения определяется степенью пластической деформации металла, которая зависит от прикладываемой нагрузки. Из этого следует, чем более точно подобрана нагрузка, тем эффективнее проходит процесс.After the engine is turned on, the shaft starts to rotate, and with it the drive disk 5 mounted on it starts to rotate with a load, and since it is connected by a bolt to the disk 6, the entire unbalance rotates. The imbalances create vibration, which is transmitted through the support 2 to the workpiece. The effectiveness of the vibration aging process is determined by the degree of plastic deformation of the metal, which depends on the applied load. From this it follows that the more accurately the load is selected, the more efficient the process is.

При необходимости изменения вынуждающей силы, например, при изменении материала обрабатываемой конструкции операция смещения грузов относительно друг друга повторяется, но болт пройдет уже через другое отверстие 9 в диске 6, таким образом изменив расстояние между центрами грузов, а следовательно, статический момент дебаланса.If necessary, changes in driving force, for example, when changing the material of the workpiece, the operation of shifting the loads relative to each other is repeated, but the bolt will pass through another hole 9 in the disk 6, thereby changing the distance between the centers of the goods, and therefore the static moment of unbalance.

В данной конструкции при всех операциях смещения грузов относительно друг друга можно использовать только одно отверстие на диске 5 и только в нем одном выполнить резьбу для обеспечения резьбового соединения.In this design, for all operations of shifting the cargo relative to each other, only one hole on the disk 5 can be used and only one thread can be made in it to provide a threaded connection.

Описание конструкции устройства доказывает достижение технического результата - увеличение диапазона силы воздействия на обрабатываемое изделие, которое является следствием расширения диапазона статического момента устройства. Такое решение позволяет эффективно обрабатывать большую номенклатуру металлических конструкций и изделий.The description of the design of the device proves the achievement of the technical result — an increase in the range of the force acting on the workpiece, which is a consequence of the expansion of the range of the static moment of the device. This solution allows you to effectively handle a large range of metal structures and products.

Claims

A device for vibration processing of metal products, containing an electric motor mounted on a support with two outputs of the drive shaft, each of which has an unbalance closed by a protective casing, characterized in that the unbalance is made in the form of two disks, each of which has a load, the center of gravity of which offset from the center of the shaft, the first disk mounted on the shaft, through holes in each disk and cargo at equal distances from the center, and the second disk connected to the first threaded connection through h load secured to the first disk.