Устройство для центробежной обработки шариков

Совэ СоветскихСоциалкстическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 899329(51) М. Кл.з В 24 В 11/02 Государственный комитет. СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения И.П. филонов и П,Н. Киреев Белорусский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институтФ ю(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОБРАБОТКИШАРИКОВ Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано в подшипниковой, авиационной, автотракторной промышленности.Известны устройства для абразивной центробежной обработки во вращающемся барабане деталей, получающих дополнительное перемещение посредством воздушных сопел, установленных тангенциально к цилиндрической поверхности барабана 11 .Недостатком этого устройства является то, что обработка деталей происходит в условиях скольжения, соударений и точность размеров, качество обработанной поверхности в таких условиях не соответствует требованиям подшипниковой промышленности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обработки шариков при обкатывании их па рабочим поверхностям инструмента под действием среды под давлением, причем внутренние поверхности двух колец, образующих рабочую ячейку, выполнены коническими 2) .Обработка шариков с помощью такого устройства сохраняет их размер,но точность формы невелика. Отсутствие возможности контактированиявсей обрабатываемой поверхности шарика с инструментом за время одногооборота его вокруг оси инструментаприводит к появлению гранности, овальности. Изменение положения опорныхточек на обрабатываемой поверхностиобеспечивается за счет относительногоизменения положения в осевом направлении двух колец. Траектория центрашарика при этом не меняется. Нанесение следов инструмента на обрабатываемую сферическую поверхностьпроисходит по двум кольцевым зонам.,перекрытие которых происходит поддействием случайных факторов, при повороте шарика вокруг касательной ктраектории центра.Цель изобретения - повышение качества обработки.Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено связанным сприводом барабаном, несущим рабочие 25 ячейки и установленным с возможностьювращения вокруг осей, параллельной иперпендикулярной оси симметрии внутренней рабочей поверхности ячеек.На фиг.1 изображено предложенное 30 устройство, общий вид; на фиг.2, 30нчу масс кат разрез А-А на Фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.Устройство для центробежной обработки шариков состоит из станины 1.,на которой установлен барабан 2 своэможностью вращения в подшипни;ках 3 вокруг оси параллельной егодиаметру. В гнездах барабана установлены ячейки-инструменты 4 с внутренней торовой рабочей поверхностью.Инструменты 4 фиксируются в осевом )Онаправлении фиксаторами 5 с пружинами 6, регулируемыми винтами 7. Соосно с рабочими ячейками 4 на барабане 2 установлена камера 8 с тангенциальными соплами 9, в которыечерез отверстия 10 и 11, патрубок 12и отверстие 13 подается сжатый воздух из сети, под действием которогоприводятся во вращение обрабатываемЫе шарики 14. Привод барабана 2,для вращения его вокруг оси 1-1перпендикулярной оси симметрии 11-11рабочей поверхности инструмента 4,состоит из электродвигателя 15, муфты 16, шкивов 17 и 18 и ременнойпередачи 19, шестерен 20 и 21, связанной с полым валом 22 связанным скорпусом 23.Привод барабана 2 для вращенияего вокруг собственной оси симметрии 111-111 параллельной оси 11-11,состоит из шестерен 24 и 25, соединеных неподвижно с валом 26, вращающимся в подшипнике 27, установленномв станине 1 и подшипнике 28, расположенным в корпусе 23, На валу 26 35закреплена коническая шестерня 29,сцепляющаяся с шестерней 30, установленной в подшипнике 32, корпуса 23.Шестерня 30 соединяется с барабаном 2 с помощью шлицевого соединения и Фиксируется гайкой 32.Устройство работает следующимобразом,Ячейки-инструменты 4 с заполненными обрабатываемыми шариками 14устанавливаются в гнезда барабана 2и фиксируются в осевом положении фиксаторами 5. Воздух (среда под давлением) подается из сети по отверстию 13 вала 26 и через патрубок 12отверстие 10 и 11 поступает в камеру 8, из которой попадает в рабо юзону через сопло 9. В рабочей зонеобразуется вихревой поток, обеспечивающий обкатывание шариков 14 порабочим поверхностям инструментов 4,при этом шарики 14 прижимаются квнутренним поверхностям инструментов4 под действием центробежйой силы,вызванной вращением их вокруг осисимметрии 11-11 со скоростью о 3. При 60равномерном их вращении величинаэтой силы определяется из выражения.и = 2 щ")ФВ (2) Суммарная сила, действующая на шарик 14 в этом положении определяется из выражения угловая скорость вращения2 вокруг оси 1-1, перпенй оси 11-11 симметрии внутбочей поверхности ячейкигде Юебарабанадикулярненней р р и рум ила нст ента.С Кориолиса направлена п лельно оси вращения шарика 14 носительно инструмента 4, т.е.оси 111-111 симметрии барабана поэтому она заставляет изменят кторию центра (фиг.2). Шарики этом положении обкатываются по рабочей поверхности инструмента 4 в продольном сечении.В диаметрально противоположном положении на шарик 14 действует сил Кориолиса, направленная в противоположную сторону (фиг,2), траектори его центра искривляется в другом направлении и шарик обкатывается по рабочей поверхности инструмента 4 в продольном сечении в противоположную сторону.Когда вектор скорости центра шарика 14 станет параллельным вектору угловой скорости вращения барабана 2 сила Кориолиса станет равной нулю, но суммарная сила, прижимаюшая его к рабочей поверхности инструмента 4 определитоя исходя из дву вращений: относительно оси симметри инструмента и оси вращения барабана 2 вокруг оси 1-1. Суммарная сила в этом случае арал- отвдоль г, ь трае в Ръ Г+Г -а(а.сд) (В-г) (4) При совпадении оси 111-111 враще ния барабана 2 с плоскостью симметрии торовой поверхности инструмента 4, суммарная сила точно равна арифметической сумме составляющих с инерции от двух вращений. Н - наибольший радиус рабочейповерхности инструмента;г - радиус обрабатываемых шариков.При включении электродвигателя 15 через муфту 16, ременную передачу 17, 18 и 19, шестерни 20 и 21 передается вращение полому валу 22, который приводит во вращение барабан 2, вокруг оси 1 - 1 перпендикулярной оси вращения шарика относительно инструмента, В случае перпендикулярности вектора скорости центра шарика 14 и вектора угловой скорости барабана 2 вокруг оси 1-1 на шарик действует так же максимальная сила Кориолиса (это положение изображено на фиг.2) .Таким образом, каждый обрабатываемый шарик 14 за время одного оборота вокруг оси инструмента 4 находится под действием сил инерции переменных по модулю и по направлению, Причем они изменяются плавно четыре раза за каждые 90 поворота шарика 14вокруг оси инструмента 4.Следует отметить, что при наличиивращения барабана 2 вокруг оси 1-1,перпендикулярной оси симметрии 11-11,рабочей поверхности инструмента, силыинерции, действующие на обрабатываемые шарики 14, во всех четырех голожениях будут значительно больше чемпри 0 =0. Так из формул (1), (3) и(4) видно, что 15ь йГ, Ри РР,Для обеспечения равномерного износа рабочих поверхностей инструмента 4 барабан 2 вращается вместе с 20ним вокруг оси своей симметрии 111 - 111Это также приводит к дополнительному изменению траектории центров обрабатываемых шариков 14 относительнорабочих поверхностей инструмента 4,что способствует интенсификации процесса обработки. Вращение барабана 2вокруг своей оси симметрии происходит одновременно при его вращениивокруг оси 1-1. При этом вращениеот шестерни 24 передается шестерне25, а от нее валу 26, вращающемусяв подшипнике 27, установленному встанине 1, и подшипнике 28, установленном в корпусе 23. Вместе с валом26 вращается жестко связанная с нимконическая шестерня 29, которая передает вращение шестерне 30, жесткосвязанной с барабаном 2 и имеющей сним общую ось вращения. После окончания обработки ячейки-инструмента 4 заменяют новыми с загруженными в них обрабатываемыми шариками 14 при отсутствии вращения барабана 2.Таким образом, предложенное устройство обеспечивает интенсификацию процесса обработки шариков как за счет гарантированного многоосного вращения их в зоне обработки, так н за счет увеличения прижимного усилия при отсутствии проскальзывания в зонах контакта, что приводит к равномерному нанесению следов инструмента на обрабатываемую поверхность и улучшению качества обработан ной поверхности.формула изобретенияУстройство для центробежной обработки шариков, содержащее привод,ячейку с внутренней рабочей поверхностью и соосно расположенную внутринее камеру с тангенциальными сопловыми отверстиями, соединенную с магистралью подачи рабочей среды поддавлением, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения качества обработки, устройство снабженосвязанным с приводом барабаном, несущим рабочие ячейки и установленным с возможностью вращения вокругосей, параллельной и перпендикулярной оси симметрии внутренней рабочей поверхности ячеек.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США 9 2734317,ул. 51-73, 1956,2. Авторское свидетельство СССРР 617245, кл. В 24 В 11/02, 1976..4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная иЗ сетиу"иг. 8 Тираж 881СПИ Государственного ком по делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Рауис Птета Срытийая наб