Устройство для безопилочного резания материалов с низкой теплопроводностью

Устройство для безопилочного резания материалов с низкой теплопроводностью

Реферат

 

Использование: обработка деталей преимущественно из древесных материалов и пластмасс. Цель: повышение качества реза при снижении энергозатрат. Сущность изобретения: механизмы устройства расположены внутри корпуса, представляющего собой жесткую коробку, состоящую из двух щек, которые совместно со статором и монтажной площадкой смонтированы в единое целое. Дисковой нож выполнен из материала с высоким омическим сопротивлением в виде плоского колеса с четырьмя спицами, попарно соединенными с расположенными коаксиально с двух сторон диска половинками ступицы, контактирующей с наружной стороны с токоподводящими втулками. Приводной механизм выполнен в виде пневмодвигателя со статором и ротором, представляющим собой цилиндр с внутренними лопатками, на наружной поверхности которого через электроизоляцию смонтированы с фиксацией от проворота ступицы дискового ножа. 6 ил.

Изобретение относится к области обработки материалов с низкой теплопроводностью, а точнее к прямолинейной резке деталей преимущественно из древесных материалов и пластмасс.

Известны способ и устройство для безопилочной резки материалов с помощью разогретой проволоки [1, 2] Известные способ и устройство применяются преимущественно для криволинейной резки деталей из древесных материалов, а для прямолинейной резки неоптимальны.

Известно также устройство для безопилочного резания материалов с низкой теплопроводностью, содержащее корпус и приводной механизм, связанный с дисковым ножом [3] Это устройство совместно с механизмом взаимоперемещения с объектом обработки обеспечивает прямолинейную резку древесных материалов и пластмасс относительно небольших толщин. Недостатком этого устройства является снижение качества реза при увеличении толщины разрезаемого материала.

Цель изобретения повышение качества реза при снижении энергозатрат.

Поставленная цель достигается за счет того, что известное устройство, содержащее корпус и приводной механизм, связанный с дисковым ножом, снабжено системой подвода тока к дисковому ножу, а последний выполнен в виде кольцеобразной режущей части с четырьмя радиальными спицами с расположением осей соседних спиц перпендикулярно друг другу, при этом противоположные спицы соединены с расположенными коаксиально с двух его сторон половинками ступицы ножа системы подвода тока, установленными в контакте их наружных сторон с втулками токоподвода, при этом приводной механизм выполнен в виде пневмодвигателя, на вращающейся цилиндрической части которого через электроизоляционный слой жестко зафиксирована ступица дискового ножа.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения является то, что устройство снабжено системой подвода тока к дисковому ножу, а последний выполнен в виде кольцеобразной режущей части с четырьмя радиальными спицами с расположением осей соседних спиц перпендикулярно друг другу, при этом противоположные спицы соединены с расположенными коаксиально с двух его сторон половинками ступицы ножа системы подвода тока, установленными в контакте их наружных сторон с втулками токоподвода, при этом приводной механизм выполнен в виде пневмодвигателя, на вращающейся цилиндрической части которого через электроизоляционный слой жестко зафиксирована ступица дискового ножа.

Совокупность отличительных признаков предлагаемого технического решения обеспечивает получение положительного эффекта, а именно снабжение устройства токоподводом к дисковому ножу в комплексе с конструктивным оформлением дискового ножа с возможностью разогрева электрическим током его кольцеобразной режущей части обеспечивает резку со сжиганием материала в зоне резки, что позволяет полу-чать минимальную ширину реза, минимальные силовые воздействия на разрезаемый материал с исключением возможности сдвига, скалывания и др. и тем самым обеспечения высоких качеств и точности реза материалов с низкой теплопроводностью независимо от толщины. Энергозатраты на производство реза снижаются за счет использования тепла, выделяющегося при сгорании материала в зоне реза, для поддержания рабочей температуры диска.

Применение в качестве механизма привода дискового ножа пневматического двигателя позволяет обеспечивать интенсивное воздушное охлаждение зон скользящего контакта, что несомненно способствует повышению эксплуатационной надежности предлагаемого устройства.

На фиг. 1 показано устройство, вид спереди; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел I на фиг. 2; на фиг. 4 дисковый нож, вид сбоку; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 показана схема подвода и протекания электрического тока по кольцеобразной режущей части диска.

Механизмы устройства расположены внутри корпуса, представляющего собой жесткую коробку, состоящую из двух щек 1, 2, которые совместно со статором 3 и монтажной площадкой 4 с помощью болтовых механизмов 5 и вставки 6 смонтированы в единое целое. Дисковый нож 7, изготовленный из материала с высоким омическим сопротивлением, представляет собой плоское колесо с четырьмя спицами 8. Расположенные друг против друга спицы 8 попарно соединены, например, методом сварки с двумя полуступицами 9. На всех спицах 8 выполнен гофр 10 для компенсации тепловых расширений обода диска 7. Полуступицы 9 через электроизоляционную прокладку 11 неподвижно зафиксированы на наружной поверхности ротора 12. На внутренней поверхности цилиндрического ротора 12 смонтированы с возможностью поворота вокруг оси 13 лопатки 14 с пружинами 15. На наружной поверхности полуступиц 9 на смазке с порошком графита монтируются токоподводящие втулки 16 с шинами 17. С заданной величиной эксцентриситета относительно оси статора 3 на внутренней поверхности щек 1, 2 выполнены цилиндрические заглубления 18 для монтажа диска 7 в сборе с механизмами вращения и токоподвода. Через отверстия в щеках 1, 2 выполнен подвод 19 и отвод 20 сжатого воздуха в полость между статором 3 и ротором 12. Вставка 6 фиксирует разворот токоподводящих элементов 16, 17 относительно корпуса. Щеки 1, 2 электроизолированы от ступицы 9 и токоподводящих втулок 16. Фартук 21 из жаропрочной фольги монтируется на токоподводящих втулках 16 с электроизоляцией от них. Патрубок 22 отсоса продуктов сгорания монтируется автономно.

В простейшем варианте для вращения дискового ножа 7 может использоваться стандартный пневмодвигатель. Например, пневмодвигатель с цилиндрическим шипом, выполненным заодно с ротором. В этом случае полуступицы 9 через электроизоляционную прокладку 11 фиксируются на цилиндрической поверхности шипа (на чертежах не показан). В щеках 1, 2 выполняются отверстия для провода цилиндрического шипа, а коробка в целом неподвижно фиксируется относительно пневмодвигателя.

Устройство работает следующим образом.

Устройство размещается на деревообрабатывающем станке, имеющем прямолинейную подачу разрезаемого материала, и используется взамен механического режущего инструмента, например, для производства работ по резке. Устройство, используя монтажную площадку 4, монтируют, например, на продольно-распиливающем станке. При монтаже должно быть обеспечено положение диска 7 в соответствии с тем положением, которое занимала ранее дисковая пила деревообрабатывающего станка. Перед началом резки включают вращение и подогрев диска 7. При включении подогрева электрический ток в каждую из полуволн синусоиды течет по шине 17 к втулке 16, через графитовую смазку, снимается одной из полуступиц 9, от полуступицы 9 через диаметрально противоположные спицы 8 подводится к кольцеобразной режущей части дискового ножа 7, проходит по ней (см. фиг. 6) и по второй паре спиц 8 возвращается во вторую полуступицу 9, а затем через графитовую смазку, токоподводы 16 и шину 17 уходит в обмотку трансформатора. Проверку температуры режущей части диска 7 можно производить, например, с помощью радиационного пирометра. При этом целесообразно выполнить таблицу зависимости температуры ножа от силы тока и в дальнейшем температуру ножа 7 косвенно определять по силе тока. Мощность подогрева подбирается такой, чтобы температура нагрева диска 7 по периметру была в пределах 800.900^оС. Если температура диска в течение 1-2 мин остается неизменной, можно начинать резку. Скорость разделительной резки должна быть максимально возможной, при которой еще исключается заметное силовое воздействие на диск 7, т.е. процесс резки должен идти за счет сгорания материала в зоне реза. При резке обязательно использование отсоса для удаления продуктов сгорания. Энергия для подогрева диска 7 регулируется в зависимости от скорости резки, толщины и наименования материала, влажности его и др. и может быть сведена к минимуму. При малых промежутках по времени между очередными резами вращение и подогрев диска 7 не отключаются до существенного перерыва в работе.

Использование предлагаемого технического решения в производстве позволяет повысить качество обработки деталей, улучшить условия труда за счет существенного снижения шума и снизить энергоемкость производства.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗОПИЛОЧНОГО РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ С НИЗКОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ, содержащее корпус, приводной механизм, связанный с дисковым ножом, отличающееся тем, что оно снабжено системой подвода тока к дисковому ножу, а последний выполнен в виде кольцеобразной режущей части с четырьмя радиальными спицами с расположением осей соседних спиц перпендикулярно друг другу, при этом противоположные спицы соединены с расположенными коаксиально с двух его сторон половинками ступицы ножам системы подвода тока, установленными в контакте их наружных сторон с втулками токопровода, при этом приводной механизм выполнен в виде пневмодвигателя, на вращающейся цилиндрической части которого через электроизоляционный слой жестко зафиксирована ступица дискового ножа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6