SU1311857A1 - Устройство дл вибрационной обработки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано, при безразмерной отделочно-упрочн ю- щей обработке мелких деталей в вибрирующих резервуарах. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности обработки путем сообщени  тороидальному контейнеру (К) 1 дополнительных прецессионных колебаний. Дл  этого К1 подвешен на реактивной плите 4 посредством упругих стержней 5, прикрепленных верхними концами непосредственно к нижней части К1. Упругие стержни 5 установлены наклонно к центральной колонне 10 так, что точка пересечени  их осей расположена на оси центральной колонны 10 выше К1. Рабочие поверхности электромагнитов вибропривода расположены горизонтально . К1 установлен на виброизолирующем элементе 9 посредством регулируемой по высоте опоры 12. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. е (Л Фиг/

Description

113

Итобретение относитс  к оборудованию дл  вибрационной обработки (шлифованию, полированию, сн тию заусенцев , скруглению острых кромок, очистке, упрочнению) деталей машин и приборов и может быть использовано в MaiJiHHo- и приборостроении.

Цель изобретени  - повышение производительности обработки путем сообщени  контейнеру дополнительных прецессионных колебаний.

На фиг. схематично изображено ycTpoficTBO дл  вибрационной обработки , разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху (частичный разрез по плоскости зазоров между электромагнитами и  кор ми ); на фиг. 3 - разрез А-Л на фиг. 1 (по электромагниту и  корю); на фиг. А - схема работы устройст за в колебательном режиме.

Торовый контейнер 1 (фиг. 1 и 2), в котором размещены обрабатывающа  среда 2 и обрабатываемые детали 3, установлен на реактивной плите 4 с помощью упругих стержней 5. Их верхние концы жестко закреплены на контейнере 1, а нижние - на реактивной плите 4. Стержни 5 установлены с наклоном к оси устройства, а их оси пересекаютс  в одной точке Б (фиг. 4 расположенной выше контейнера. Оси стержней 5, кроме того, равномерно лежат на поверхности кругового конуса , ось которого совмещена с осью устройства, вершиной  вл етс  точка Б на оси устройства, а основанием  вл етс  плоскость точек заделки стер- ж)1ей на реактивной плите 4. На периферии реактивной плиты 4 установл.ен кожух 6, к которому креп тс  шесть равномерно расположенных электромагнитов 7. С зазором по отношению к ним на нижней части контейнера 1 установлены шесть  корей 8. Все зазоры между электромагнитами 7 и  кор ми 8 лежат в одной плоскости, перпендикул рной к оси машины и пересекающей ее в точке В. Длина и ширина  корей в плоскости зазора превышают соответствующие размеры электромагнитов 7 в этой зоне на величину, большую удвоенной амплитуды контейнера 1 относительно реактивной плиты 4 в точке В. Обмотки каждых двух диаметрально противоположно расположенных электромагнитов 7 (число irap таких обмоток при шести электромагнитах равно трем подключены к фазам и нулю трехфазноГт

5

0

5

8572

сети переменного тока стандартной - частоты через двухполупериодный выпр митель . Все устройство опираетс  через виброизолируюш й элемент 9 на

центральную колонну 10, установленную на неподвижном основании 1. Виброизолирующий элемент 9 выполнен из упругого материала, например резины, а его верхний торец смонтирован на опоре 12, ввернутой в верхнюю часть горловины торового контейнера 1 и фиксируемой контргайкой 13. При наполовину ввернутой опоре 12 верхний торец виброизолирующего элемента 9 расположен в точке Г, удаленной на рассто ние f от центра масс контейнера 1, точки 0 (фиг. 4). Реактивна  плита 4 св зана с неподвижным основанием 11 виброизолирующими элементами 14, жбгсткость которых много меньше жесткости виброизолирующего элемента 9, на который опираетс  все устройство. Элементы 14 устран ют чрезмерную подвижность устройства в поперечном направлении. Жесткость стержней 5 выбрана в таком соответствии с инерционными параметрами контейнера 1 и реактивной плиты 4, что- собственна  частота колебательной системы устройства близка, но несколько больше частоты переменного напр жени  сети, т.е. устройство настроено на околорезонансный режим работы.

Устройство работает следующим образом .

При подаче на обмотки электромагнитов 7 напр жени  по ним протекает пульсирующий ток с частотой пульсаций , равной частоте тока в сети. Фаза тока в каждой из обмоток сдвинута по отношению к соседней на 60°. При равномерном расположении электромагнитов 7, т.е. при их пространственном угловом один относительно другого на 60°, это приводит к по влению силы взаимодействи   корей 8 с электромагнитами 7, вращающейс  вокруг оси устройства с частотой сети . Эта сила создает возмущающий кру0

5

0

5

0

т щии момент с плечом гравным

55

рассто нию от серед 1ны зазора между электромагнитом 7 и  корем 8 до оси устройства (фиг. 1). Этот момент вызывает смещение контейнера I относительно реактивной плиты 4. Характер этого смещени  определ етс  тем, что деформации упругих стержней 5 на кон3

цах перпендикул рны к им ос м. Ввиду наклона стержней 5 и пересечение их осей в точке Б смещение контейнера относительно реактивной плиты 4 происходит как его поворот вокруг точ- ки Б, т.е. нар ду с линейным смещением контейнера 1 относительно плиты 4 имеет место и относительное угловое смещение. Околорезонансна  настройка устройства приводит к усилен ным по амплитуде колебани м его контейнера 1 и реактивной плиты 4. Колебани  эти имеют прецессионный характер , означающий, что кажда  из масс совершает круговые поступательные движени  в плоскости, перпендикул рной к оси устройства, и угловые колебани  в любой плоскости, проход щей через ось устройства. Частоты этих колебаний равны частоте возмущающей силы, т.е. частоте сети. Прецессионные колебани  контейнера 1 привод т в колебательное движение частицы обрабатывающей среды 2 и обрабатываемые детали 3, взаимодействием которых и осуществл етс  обработка последних. Кроме колебательного движени  контейнер 1 сообщает обрабатывающей среде 2 и обрабатываемым детал м 3 циркул ционные движени : вдоль круговой оси тора контейнера 1 по стрелке а (фиг. 2) и в поперечном сечении тора контейнера I по стрелкам b (фиг. 1). Циркул ционные движени  обеспечивают равномерность обработки дет.алей, а первое из них, кроме того, используетс  дл  организации отделени  обрабатывающей среды 2 от деталей 3. Угловые колеба ни  контейнера 1 относительно непо- движного ос1 овани  в любой продольной плоскости сечени .характеризуютс  точкой, вокруг которой происхо

Предлагаемое устройство в сравнении с известным при меньшей массе и более простой конструкции обеспечивает большую амплитуду, в частности угловую и вертикальную составл ющие

между точкой Б пересечени  осей пружин 5 и центром масс О, контейнера 1 (фиг. 4) так, что ее рассто ние от последнего

50

дит угловой поворот, т.е. неподвижной точкой Г (фиг. 1 и 4). эта точка 45 амплитуды колебаний центра сечени  всегда расположена на оси устройства контейнера 1 - точки D (фиг. I и 4),

что приводит к интенсивной циркул ции деталей 3 и обрабатывающей среды 2 в поперечном сечении контейнера 1 (по стрелкам Ь). Объ сн етс  это тем, что в предложенном устройстве имеют место два источника угловых колебаний контейнера I и реактивной плиты 4, соединенных наклонными- стержн ми 5 (вс  система установлена на виброизолирующем элементе 9, присоединенном к контейнеру 1): угловые колебани  вызываютс  переменным моментом инерционных сил.

f Н} IiE ± Ilil±ll - ,1г + m(r+)

m

(1)

где m m.j m 2/(m +т„) - приведенна  масса устройства;

55

п

Г

Ii соответственно масса и

центральный момент инерции контейнера;

, О 0

0

5

0

5

т.

Ч 2 , 2 соответственно масса и центральный момент инерции реактивной плиты;

г - рассто ние от точки пересечени  осей стержневых пружин до центра масс контейнера;

Р - рассто ние между центрами масс контейнера и реактивной плиты.

Путем выбора рассто ни  г можно добитьс , чтобы точка Г располагалась в пределах осевого габарита контейнера . Опора контейнера на виброизолирующий элемент 9 в точке Г исключает 5 передачу вибраций на неподвижное основание 11. Если действительно положение точки Г отклон етс  от расчетного , определ емого формулой (1), вследствие неточности изготовлени  деталей и неточности учета их масс и моментов инерции, то вращением опоры 12 ее смещают в нужном направлении и экспериментально фиксируют неподвижную точку по исчезновению передаваемых на основание 11 колебаний. Вследствие угловых колебаний реактивной плиты 4 в продольной плоскости сечени  она также имеет неподвижную точку на оси устройства. Однако эту точку, лежащую ниже центра масс 0л

реактивной плиты 4, не удаетс  расположить в пределах конструкции устройства , не увеличива  ее габаритов. Поэтому точки креплени  виброизолирующих элементов 14 подвижны. Однако вследствие их низкой жесткости, поскольку они не  вл ютс  опорными, передаваемые ими на основание 11 колебани  ничтожно малы.

Предлагаемое устройство в сравнении с известным при меньшей массе и более простой конструкции обеспечивает большую амплитуду, в частности угловую и вертикальную составл ющие

5 амплитуды колебаний центра сечени  контейнера 1 - точки D (фиг. I и 4),

51

приложенных в центрах масс контейнера I р и реактивной плиты 4 угловые колебани  возникают кинематически как результат смещени  контейнера 1 относительно реактивной пли- ты 4. При этом происходит поворот контейнера 1 относительно реактивной плиты 4 вокруг точки Б пересечени  осей наклонных стержней 5 на уголф

Второй источник угловых колебаний более существенен, чем первый. Увеличение амплитуды колебаний объ сн етс  тем, что предложенное расположение электромагнитов 7 и  корей 8 позвол ет уменьшить амплитуду колеба НИИ зазора между ними в сравнении с амплитудой относительных колебаний контейнера в зоне обработки. Динамические расчеты показывают, что амплитуды вертикальных У,, и горизонталь- ных Xjj колебаний центра D поперечного сечени  контейнера 1 и амплитуда его угловых колебаний р , отнесенные к амплитуде колебаний Q, зазора между электромагнитом 7 и  корем 8 в его средней части (фиг. I), дл  устройства соответственно равны

S i 5 iiil±Iji I 1 +1.2

сП . iLl-illliiili

(

m,

niE2 + Ii + Ij

ч r

r,

Q

где m

- n}J I Sli ElIllE + 1

ti. .l lIjillE I mE2 + L + I

I. I , + i2 r,

соответственно масса

Claims (2)

1. Формула из.обрете-ни  1. Устройство дл  вибрационной обработки , содержащее тороидальный кон- 30 тейнер, реактивную плиту, электромагниты и  кори вибропривода, при этом устройство упруго установлено на основании посредством вертикальной центральной колонны с виброизоли- 35 рующим элементом в его верхней части, а реактивна  плита св зана с контейнером посредством упругих стержней, симметрично расположенных вокруг коm

   2

   1 /(m.,+m)

   f 0 О-г

   лоннь, отличающе ес  тем, центральньм момент инер- 40 что, с целью повышени  производитель- ции контейнера 1 и жест- ности обработки, упругие стержни ус- ним эле- тановлены наклонно к центральной колонне так, что точка пересечени  их осей расположена на оси центральной 45 колонны Bbmie контейнера, и прикреплены верхними концами непосредственно к нижней части контейнера, а рабочие поверхности электромагнитов расположены горизонтально. 50
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что контейнер снабжен регулируемой по высоте опорой , предназначенной дл  установки на виброизолирующем элементе.

   ко св занных с ним элементов конструкции устройства;

   соответственно масса и центральный момент инерции реактивной плиты 4 и жестко св занных с ней элементов конструкции устройства;

   приведенна  масса устройства; рассто ние между центра

   5 0

   R -

   , d ми масс контейнера 0., и реактивной плиты.02; радиус расположени  центра сечени  контейнера точки D; рассто ние от точки Б пересечени  осей пружин до центра масс контейнера 0 ; радиус расположени  центральных точек зазоров .между электромагнитами 7 и  кор ми 8 (фиг. );

   рассто ние от центра масс контейнера 0 до точки пересечени  плоскости центров D поперечных сечений контейнера с осью устройства (фиг. 4).

   Сомножитель г/Гд показывает, во сколько раз амплитуда контейнера 1 относительно реактивной плиты 4 в 5 центре масс 0 больше амплитуды колебаний .зазора.

   Формула из.обрете-ни  1. Устройство дл  вибрационной обработки , содержащее тороидальный кон- 0 тейнер, реактивную плиту, электромагниты и  кори вибропривода, при этом устройство упруго установлено на основании посредством вертикальной центральной колонны с виброизоли- 5 рующим элементом в его верхней части, а реактивна  плита св зана с контейнером посредством упругих стержней, симметрично расположенных вокруг коФиг . 2