RU2578991C1

RU2578991C1 - Magnetic impact engraving head

Info

Publication number: RU2578991C1
Application number: RU2014141033/12A
Authority: RU
Inventors: Таймасхан Амиралиевич Арсланов
Original assignee: Таймасхан Амиралиевич Арсланов
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and is intended for solid flat surface processing, mostly during painting or decorative works. Magnetic impact engraving head comprises body, core with engraving needle, electromagnetic coil, permanent magnet, alternating current source, wherein electromagnetic coil is wound on magnetic conductor, which is equipped with poles, in gap between poles of magnetic conductor is core from non-magnetic composite material, along which permanent magnets are located, wherein poles of constant magnets are oriented so that if one of two magnetic poles of any permanent magnet in row is directed into certain direction, then homonymous magnetic pole of following next in row permanent magnet is directed to opposite side, core with engraving needle is attached to housing of engraving head using mechanical resonator and load-carrying rod, wherein core makes reciprocal movements at interaction of alternating magnetic fields formed around poles of magnetic conductor with alternating current flows through winding coil and magnetic fields of permanent magnets.

EFFECT: technical result is faster operation of engraving head.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для обработки твердой плоской поверхности, преимущественно при выполнении художественных или декоративных работ.The invention relates to machine tool and is intended for the treatment of a solid flat surface, mainly when performing art or decorative work.

Известно гравировальное устройство по патенту RU 2429139, которое можно принять за прототип. Устройство содержит двигатель, который выступает в роли возбудителя колебаний ,и постоянные магниты. На валу установлено коромысло с рабочим инструментом (иглой), которое совершает угловые колебательные движения в вертикальной плоскости. Для регулирования амплитуды колебаний рабочего инструмента в соответствии с параметрами точек гравируемого изображения гравировальное устройство снабжено электромагнитной катушкой с сердечником, жестко соединенным с коромыслом.Known engraving device according to patent RU 2429139, which can be taken as a prototype. The device contains an engine that acts as a pathogen, and permanent magnets. A rocker with a working tool (needle) is installed on the shaft, which makes angular oscillatory movements in a vertical plane. To regulate the amplitude of oscillations of the working tool in accordance with the parameters of the points of the engraved image, the engraving device is equipped with an electromagnetic coil with a core rigidly connected to the beam.

Недостаток указанной гравировальной головки заключается в его инерционности, а значит, влияет и на быстродействие головки, характеризуемое количеством ударов гравировальной иглы в единицу времени. Быстродействие, в свою очередь, напрямую зависит от массы сердечника, совершающего знакопеременные колебания.The disadvantage of this engraving head is its inertia, and therefore affects the speed of the head, characterized by the number of strokes of the engraving needle per unit time. The speed, in turn, directly depends on the mass of the core, which performs alternating oscillations.

Техническая задача направлена на повышение быстродействия гравировальной головки.The technical problem is aimed at increasing the speed of the engraving head.

Техническое решение реализовано следующим образом:The technical solution is implemented as follows:

Обмотка электромагнитной катушки намотана на магнитопроводе. Магнитопровод снабжен полюсами. В зазоре между полюсами магнитопровода подвижно размещен сердечник из немагнитного композитного материала. Вдоль сердечника установлены постоянные магниты. Полюса постоянных магнитов ориентированы таким образом, что если один из двух магнитных полюсов любого в ряду постоянного магнита направлен в определенную сторону, то одноименный магнитный полюс следующего в ряду постоянного магнита направлен в противоположную сторону. Сердечник с гравировальной иглой при помощи механического резонатора и несущего стержня прикреплен к корпусу гравировальной головки. При этом сердечник совершает возвратно-поступательные движения при взаимодействии переменных магнитных полей, образованных вокруг полюсов магнитопровода при протекании переменного тока через обмотку электромагнитной катушки и магнитных полей постоянных магнитов.The coil of the electromagnetic coil is wound on the magnetic circuit. The magnetic circuit is equipped with poles. In the gap between the poles of the magnetic circuit, the core of a non-magnetic composite material is movably placed. Permanent magnets are installed along the core. The poles of the permanent magnets are oriented in such a way that if one of the two magnetic poles of any one in the row of the permanent magnet is directed in a certain direction, then the same-name magnetic pole of the next in the row of the permanent magnet is directed in the opposite direction. A core with an engraving needle is attached to the body of the engraving head using a mechanical resonator and a supporting rod. In this case, the core makes reciprocating movements in the interaction of alternating magnetic fields formed around the poles of the magnetic circuit during the flow of alternating current through the winding of the electromagnetic coil and magnetic fields of permanent magnets.

Конструкция магнитной головки приведена на чертежах.The design of the magnetic head is shown in the drawings.

На Фиг. 1 приведен общий вид гравировальной головки.In FIG. 1 shows a General view of the engraving head.

На Фиг. 2 приведена конструкция сердечника.In FIG. 2 shows the core design.

На Фиг. 3 приведена схема размещения постоянных магнитов на стержне и их взаимодействие с полюсами магнитопровода.In FIG. Figure 3 shows the arrangement of permanent magnets on the rod and their interaction with the poles of the magnetic circuit.

Магнитная ударная гравировальная головка содержит корпус 1, магнитопровод 2 и сердечник 3. Магнитопровод выполнен с зазором 4 и содержит полюса 5, направленные друг к другу. Магнитопровод снабжены обмоткой 6 электромагнитной катушки, питаемой от источника переменного тока. Между полюсами магнитопровода, не касаясь их, установлен сердечник 3 из композитного немагнитного материала. Вдоль сердечника равномерно размещены окна 7. В окнах установлены постоянные магниты 8. Полюса постоянных магнитов ориентированы таким образом, что если один из двух магнитных полюсов любого в ряду постоянного магнита направлен в определенную сторону, то одноименный магнитный полюс следующего в ряду постоянного магнита направлен в противоположную сторону. Количество постоянных магнитов и полюсов магнитопровода может быть 1 и более, в зависимости от необходимой мошности удара гравировальной иглы. Сердечник при помощи механического резонатора 9 (демпфера, выполненного из упругого материала) и несущего стержня 10 прикреплен к корпусу 1 гравировальной головки. Стержень снабжен гравировальной иглой 11.Magnetic shock engraving head contains a housing 1, a magnetic circuit 2 and a core 3. The magnetic circuit is made with a gap 4 and contains poles 5 directed towards each other. The magnetic circuit is equipped with a winding 6 of an electromagnetic coil, powered by an AC source. Between the poles of the magnetic circuit, without touching them, a core 3 of composite non-magnetic material is installed. Windows 7 are evenly spaced along the core. Permanent magnets are installed in the windows 8. The poles of the permanent magnets are oriented in such a way that if one of the two magnetic poles of any one in the row of the permanent magnet is directed in a certain direction, then the same pole of the next permanent magnet in the row is directed in the opposite direction side. The number of permanent magnets and poles of the magnetic circuit can be 1 or more, depending on the required impact power of the engraving needle. The core using a mechanical resonator 9 (damper made of elastic material) and a bearing rod 10 is attached to the housing 1 of the engraving head. The rod is equipped with an engraving needle 11.

Магнитная ударная гравировальная головка работает следующим образом: Переменный ток, протекая по обмотке 6 электромагнитной катушки, создает переменное магнитное поле в магнитопроводе 2, знакопеременно поляризуя полюсы 5. Возникшее переменное магнитное поле в зазоре между полюсами 5 и магнитное поле постоянных магнитов 8, установленных в окнах 7, принуждает сердечник 3 совершать колебательные движения (вверх-вниз). Механический резонатор 9 в силу своей упругости возвращает сердечник в исходное (нейтральное) положение. Частота колебаний сердечника 3 соответствует частоте источника переменного тока.The magnetic impact engraving head works as follows: An alternating current flowing through the winding 6 of the electromagnetic coil creates an alternating magnetic field in the magnetic circuit 2, alternately polarizing the poles 5. The alternating magnetic field in the gap between the poles 5 and the magnetic field of the permanent magnets 8 installed in the windows 7, forces the core 3 to oscillate (up and down). The mechanical resonator 9, by virtue of its elasticity, returns the core to its original (neutral) position. The oscillation frequency of the core 3 corresponds to the frequency of the AC source.

Описанная выше конструкция способствует синхронизации колебаний электрической и механической частей гравировальной головки и позволяет существенно сократить вес сердечника, а значит, и время реакции на одиночный импульс. Предложенная конструкция ударной головки позволяет получить не только высокую частоту колебаний, но и сохранить амплитуду колебаний сердечника в диапазоне, не выходящем за пределы разрушения иглы. Сохраняется стабильный зазор между иглой и обрабатываемой поверхностью.The design described above helps to synchronize the oscillations of the electrical and mechanical parts of the engraving head and can significantly reduce the weight of the core, and hence the reaction time to a single pulse. The proposed design of the shock head allows you to get not only a high frequency of oscillations, but also to maintain the amplitude of oscillations of the core in a range that does not go beyond the destruction of the needle. A stable gap is maintained between the needle and the workpiece.

Claims

A magnetic shock engraving head comprising a housing, a core with an engraving needle, an electromagnetic coil, a permanent magnet, an alternating current source, characterized in that the winding of the electromagnetic coil is wound on a magnetic circuit that is provided with poles, a core made of non-magnetic composite material is movably placed in the gap between the poles of the magnetic circuit along which the permanent magnets are installed, and the poles of the permanent magnets are oriented in such a way that if one of the two magnetic poles is If in the row of the permanent magnet is directed in a certain direction, then the same-named magnetic pole of the next in the row of the permanent magnet is directed in the opposite direction, the core with an engraving needle is attached to the body of the engraving head using a mechanical resonator and a bearing rod, while the core makes reciprocating movements the interaction of alternating magnetic fields formed around the poles of the magnetic circuit during the flow of alternating current through the winding of the electromagnetic coil and itnyh fields of the permanent magnets.