RU2176585C2

RU2176585C2 - Tumbling device

Info

Publication number: RU2176585C2
Application number: RU99123672A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Иванов; А.В. Ляу; Г.В. Серга
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-12-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering, instrumentation engineering, finishing-and-skinning and strengthening treatment of workpieces in freely granulated medium. SUBSTANCE: device contains multisection drum connected with loading and unloading devices. The drum is presented by sections which are made of broken spiral-shape tunnel with polygonal cross-section. Each section consists of two sub- section interconnected by equal sides. The first sub-section is made of large equilateral trapezium and two large scalene triangles. The bases of the triangles are equal and coincides to the sides of the trapezium. The lateral sides of the triangles are equal to the upper base of the trapezium. Second sub-section is made of small equilateral trapezium connecting with its lateral sides to small lateral sides of small triangles. The bases of the small triangles are connected to the first sub-section. The lateral sides of the triangles are equal to the bottom base of the small trapezium and bottom base of the large trapezium forming in such way large outlet opening of the section. The upper base of the small trapezium of the second sub-section is equal to the upper base of the large trapezium and to the lateral sides of the large triangles of the first sub-section forming in such way small inlet opening of the section. Each section is twice as large as previous. EFFECT: enhanced efficiency of treatment, usage of drums with sections of various configuration, sizes and spaces enhances intensity of mixing the medium and workpieces due to breaking down stationary of movement of the workpieces flows. 11 dwg

Description

Изобретение относится к отделочно-зачистной и упрочняющей обработке деталей в свободной гранулированной среде и может быть использовано в машино- и приборостроении, при безразмерной обработке деталей сложной формы. The invention relates to finishing, cleaning and hardening of parts in a free granular medium and can be used in machine and instrument engineering, when dimensionless processing of parts of complex shape.

Известен галтовочный барабан /а. с. СССР N 1310174, кл. B 24 B 31/02, 1987/, содержащий установленный на станине и снабженный приводом вращения барабана со средствами для загрузки и выгрузки деталей, выполненный из секций, оси которых параллельны и совпадают с осью вращения и смонтированы в виде трех многогранников, три грани которых четырехугольники, а две другие треугольники, соединенных боковыми четырехугольными гранями так, что одноименные ребра треугольных граней соседних многоугольников расположены под углом 90^o.Known tumbling drum / a. from. USSR N 1310174, class B 24 B 31/02, 1987 /, comprising a drum mounted on a bed and provided with a drum rotation drive with means for loading and unloading parts, made of sections whose axes are parallel and coincide with the axis of rotation and are mounted in the form of three polyhedra, three faces of which are quadrangles , and two other triangles connected by lateral quadrangular faces so that the same edges of the triangular faces of adjacent polygons are located at an angle of 90 ^o .

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность обработки и ограниченные технологические возможности ввиду недостаточной интенсивности смешивания. A disadvantage of the known device is the lack of processing intensity and limited technological capabilities due to insufficient mixing intensity.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является галтовочное устройство /а. с. СССР N 1743820, кл. B 24 B 31/02, 1992/, содержащее многосекционный барабан, боковая поверхность каждой секции которого выполнена поочередно соединенными прямоугольниками и параллелограммами с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90^o с образованием на поверхности барабана зигзагообразных линий с постоянным по длине барабана шагом и постоянным размером проходного сечения барабана.Closest to the proposed invention is a tumbling device / a. from. USSR N 1743820, class B 24 B 31/02, 1992 /, containing a multi-sectional drum, the side surface of each section of which is made by alternately connected rectangles and parallelograms with the formation of square sections at the ends, while the square of each subsequent section is rotated relative to the previous square by 90 ^° to form on the surface the drum of zigzag lines with a constant step along the length of the drum and a constant size of the passage section of the drum.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность обработки и ограниченные технологические возможности ввиду недостаточной интенсивности смешивания, а также необходимость создания наклона всего устройства от загрузки к выгрузке для перемешивания деталей и рабочих сред в барабане. A disadvantage of the known device is the insufficient processing intensity and limited technological capabilities due to insufficient mixing intensity, as well as the need to create a tilt of the entire device from loading to unloading for mixing parts and working media in the drum.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет образования по периметру барабана прерывистых винтовых линий с увеличением от загрузки к выгрузке не только шага, но и размера площади проходного многоугольного сечения барабана в виде спиральной формы тоннеля. The technical solution to the problem is the expansion of technological capabilities due to the formation of intermittent helical lines along the drum perimeter with an increase in load from unloading not only a step, but also the size of the passage through the polygonal section of the drum in the form of a spiral tunnel shape.

Задача достигается тем, что каждая секция барабана повернута относительно предыдущей на угол 90^o, при этом каждая секция барабана в направлении от загрузки к выгрузке выполнена с увеличением в два раза относительно предыдущей секции размеров площади ее проходного сечения и состоит из двух подсекций, первая из которых выполнена в виде большой равносторонней трапеции, соединенной боковыми сторонами с основаниями двух больших разносторонних треугольников, а вторая подсекция - в виде малой равносторонней трапеции, соединенной боковыми сторонами с меньшими сторонами двух малых разносторонних треугольников, основания которых равны большим боковым сторонам треугольников первой подсекции и соединены с ними, при этом верхние основания трапеций двух подсекций равны друг другу и малым боковым сторонам треугольников первой подсекции и соединены с образованием малого входного отверстия секции, а нижние основания трапеций равны друг другу и большим боковым сторонам треугольников второй подсекции и соединены с образованием большого входного отверстия секции.The task is achieved in that each section of the drum is rotated relative to the previous one by an angle of 90 ^o , while each section of the drum in the direction from loading to unloading is performed with a double increase relative to the previous section of the dimensions of the area of its passage section and consists of two subsections, the first of which made in the form of a large equilateral trapezoid, connected by the sides with the bases of two large different-sided triangles, and the second subsection - in the form of a small equilateral trapezoid, connected by the side with the rons with smaller sides of two small miscellaneous triangles, the bases of which are equal to the large lateral sides of the triangles of the first subsection and are connected with them, while the upper bases of the trapezoid of two subsections are equal to each other and the small lateral sides of the triangles of the first subsection and are connected with the formation of a small inlet section, and the lower bases of the trapezoid are equal to each other and to the large lateral sides of the triangles of the second subsection and are connected to form a large inlet of the section.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление поверхности барабана по периметру позволяет обеспечить не только осевое перемещение деталей и рабочих сред в галтовочном барабане при горизонтальном расположении оси вращения галтовочного барабана, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность обработки за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности барабана прерывистых ломаных винтовых линий с переменным по длине барабана шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения потоков деталей и повышает производительность обработки. The novelty of the invention lies in the fact that such a structural design of the drum surface around the perimeter allows not only the axial movement of parts and media in the tumbling drum with a horizontal axis of rotation of the tumbling drum, to simplify the drive and increase the operational life, but also to increase the processing intensity for due to an increase in miscibility due to the presence on the drum surface of intermittent broken broken helical lines with a step that is variable along the length of the drum, increasing which increases as the flow cross section increases from loading to unloading, which violates the stationary flow of parts and increases processing productivity.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собраны секции барабана, разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность смешивания возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают равные по объему порции рабочих сред и деталей, направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность движения потоков масс в барабане. In addition, the novelty is due to the fact that the elements from which the drum sections are assembled are different in area, size and configuration, therefore the mixing intensity increases, since these elements, working as shelves, capture portions of working media and parts that are equal in volume, direct towards each other, thus violating the stationary motion of the mass flows in the drum.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения спиральной формы тоннеля по длине барабана увеличивается от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, так как нарушает стационарность движения потоков масс, изменяя амплитуду колебаний по мере движения деталей от загрузки к выгрузке. The novelty is that the area and cross-sectional shape of the spiral shape of the tunnel along the length of the drum increases from loading to unloading, which intensifies the mixing process, since it violates the stationary motion of mass flows, changing the amplitude of oscillations as parts move from loading to unloading.

На фиг. 1 изображено галтовочное устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - галтовочный барабан вид спереди; на фиг. 4 - галтовочный барабан, вид сверху на фиг. 3; на фиг. 5 - галтовочный барабан, вид сбоку по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 6 - одна из секций барабана, аксонометрическая проекция; на фиг. 7 - первая подсекция секции барабана, аксонометрическая проекция; на фиг. 8 - вторая подсекция барабана аксонометрическая проекция; на фиг. 9 - схема расположения осей секций галтовочного барабана, вид сверху на фиг. 10; на фиг. 11 - схема расположения осей секций галтовочного барабана, вид сбоку по стрелке В на фиг. 9. In FIG. 1 shows a tumbling device, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - tumbling drum front view; in FIG. 4 - tumbling drum, top view in FIG. 3; in FIG. 5 - tumbling drum, side view along arrow A in FIG. 3; in FIG. 6 - one of the sections of the drum, axonometric projection; in FIG. 7 - the first subsection of the drum section, axonometric projection; in FIG. 8 - second subsection of the drum axonometric projection; in FIG. 9 is a diagram of the arrangement of the axes of the sections of the tumbling drum, a top view of FIG. 10; in FIG. 11 is a diagram of the axes of the sections of the tumbling drum, side view along arrow B in FIG. 9.

Галтовочное устройство содержит раму 1, на которой смонтирован привод 2, разгрузочное приспособление 3, торцевые щеки 4 и 5, между которыми жестко закреплен барабан 6, загрузочное приспособление 7, которое выполнено в виде жестко закрепленной в обечайке 8, снабженной конусом 9, винтовой навивки 10 длиной 0,75 шага витка. Tumbling device includes a frame 1, on which the drive 2 is mounted, an unloading device 3, end cheeks 4 and 5, between which the drum 6 is rigidly fixed, a loading device 7, which is made in the form of a screw winding 10 rigidly fixed in the shell 8 provided with a cone 9 0.75 step pitch.

Барабан 6 смонтирован жестко между щеками 4 и 5 и снабжен опорным кольцом 11, которое опирается на два опорных ролика 12 и 13. Щека 4 присоединена жестко четырьмя стержнями 14 к диску 15 вала привода 2. Щека 4 и диск 15 смонтирован друг от друга на расстоянии 0,45 диаметра щеки для вывода обработанных деталей. The drum 6 is mounted rigidly between the cheeks 4 and 5 and is equipped with a support ring 11, which is supported by two support rollers 12 and 13. The cheek 4 is connected rigidly by four rods 14 to the disk 15 of the drive shaft 2. The cheek 4 and the disk 15 are mounted at a distance from each other 0.45 diameter cheeks for output machined parts.

Стержни 14 расположены от оси вращения на расстоянии, равном 0,45 диаметра щеки 4. Опорные ролики 12 и 13 смонтированы на раме 1. The rods 14 are located from the axis of rotation at a distance equal to 0.45 of the diameter of the cheek 4. The support rollers 12 and 13 are mounted on the frame 1.

Рама 1 подвешена на трех резинокордных пневмобаллонах 16, 17, 18. Два пневмобаллона 16 и 17 смонтированы под загрузочным приспособлением 7, а третий пневмобаллон 18 смонтирован под разгрузочным приспособлением 3 и по оси симметрии рамы 1. Пневмобаллоны 16, 17, 18 закреплены на станине 19. На станине 19 под разгрузочным приспособлением 3 закреплен приемный лоток 20. Frame 1 is suspended from three rubber-cord pneumocylinders 16, 17, 18. Two pneumocylinders 16 and 17 are mounted under loading device 7, and the third pneumocylinder 18 is mounted under unloading device 3 and along the axis of symmetry of frame 1. Pneumocylinders 16, 17, 18 are mounted on frame 19 . On the bed 19 under the unloading device 3 is fixed to the receiving tray 20.

Галтовочный барабан 6 выполнен в виде ломаного, спиральной формы тоннеля с многоугольным проходным сечением, увеличивающимся по длине барабана от загрузки к выгрузке и смонтирован из секций 21 /фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5/. Tumbling drum 6 is made in the form of a broken, spiral-shaped tunnel with a polygonal passage section increasing along the length of the drum from loading to unloading and mounted from sections 21 / Fig. 3, FIG. 4, FIG. 5/.

При монтаже галтовочного барабана 6 каждая секция 21 относительно предыдущей повернута на 90^o. В результате образуются на поверхности барабана прерывистые ломаные винтовые линии 22 - 23 - 24, 26 - 27 - 28 и т.д. с увеличивающимся от загрузки шагом винтовых линий /S₁, S₂ и т.д./.When mounting the tumbling drum 6, each section 21 relative to the previous one is rotated 90 ^o . As a result, discontinuous broken helical lines 22–23–24, 26–27–28, etc., are formed on the drum surface. with increasing from the load step of the helix / S ₁ , S ₂ , etc. /.

Каждая секция 21 барабана /фиг. 6/ в направлении от загрузки к выгрузке выполнена с увеличенными в два раза относительно предыдущей секции размерами площади ее проходного сечения и смонтирована из двух подсекций 29 и 30, соединенных друг с другом равными сторонами 31 и 32. Первая подсекция 29 /фиг. 7/ смонтирована из большой равносторонней трапеции 33, соединенной боковыми сторонами с основаниями двух больших разносторонних треугольников 23 и 24. Боковые стороны 34 и 35 треугольников 23 и 24 равны верхнему основанию 36 трапеции 33 с нижним основанием 37. Вторая подсекция 30 /фиг. 8/ смонтирована из малой равносторонней трапеции 38, соединенной боковыми сторонами с меньшими сторонами двух малых разносторонних треугольников 39 и 40. Основания 41 и 42 треугольников 39 и 40 подсекции 30, по которым присоединяются к подсекции 29, равны сторонам 31 и 32 подсекции 29, а боковые стороны 43 и 44 равны нижнему основанию 45 трапеции 38 и нижнему основанию 37 трапеции 33 с образованием большого входного отверстия секции 21. Each drum section 21 / FIG. 6 / in the direction from loading to unloading, it is made with twice the size of the area of its flow cross section relative to the previous section and is mounted from two subsections 29 and 30 connected to each other by equal sides 31 and 32. The first subsection 29 / Fig. 7 / is mounted from a large equilateral trapezoid 33 connected by the sides with the bases of two large miscellaneous triangles 23 and 24. The sides 34 and 35 of the triangles 23 and 24 are equal to the upper base 36 of the trapezoid 33 with the lower base 37. The second subsection 30 / Fig. 8 / is mounted from a small equilateral trapezoid 38 connected by the lateral sides to the smaller sides of two small miscellaneous triangles 39 and 40. The bases 41 and 42 of the triangles 39 and 40 of the subsection 30 along which they join the subsection 29 are equal to the sides 31 and 32 of the subsection 29, and the sides 43 and 44 are equal to the lower base 45 of the trapezoid 38 and the lower base 37 of the trapezoid 33 with the formation of a large inlet section 21.

Верхнее основание 46 малой трапеции 38 подсекции 30 равно верхнему основанию 36 трапеции 33 и боковым сторонам 34 и 35 треугольников 23 и 24 подсекции 29 с образованием малого входного отверстия секции 21. The upper base 46 of the small trapezoid 38 of the subsection 30 is equal to the upper base 36 of the trapezoid 33 and the sides 34 and 35 of the triangles 23 and 24 of the subsection 29 to form a small inlet section 21.

При монтаже барабана и повороте секции 21 по часовой стрелке образуется барабан с правым направлением прерывистых винтовых линий и правым направлением движения загрузки /на фиг. 9, фиг. 10, фиг. 11/ направление движения загрузки показано стрелками параллельно оси симметрии секции. When the drum is mounted and the section 21 is turned clockwise, a drum is formed with the right direction of discontinuous helical lines and the right direction of the loading movement / in FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11 / loading movement direction is shown by arrows parallel to the symmetry axis of the section.

Оси секций, в том числе ось i₁ - i₁ первой секции /фиг. 9, фиг. 10, фиг. 11/, к которой присоединена вторая секция с осью i₂ - i₂, затем присоединена третья секция с осью i₃ - i₃, потом присоединена четвертая секция с осью i₄ - i₄, затем присоединена пятая секция с осью i₅ - i₅ и шестая секция i₆ - i₆ и так далее, относительно оси вращения О₁ - O₂ скрещивающиеся прямые и они не пересекаются друг с другом.The axis of the sections, including the axis i ₁ - i _{1 of the} first section / Fig. 9, FIG. 10, FIG. 11 /, to which a second section with an axis i ₂ - i ₂ is connected, then a third section with an axis i ₃ - i ₃ is attached, then a fourth section with an axis i ₄ - i ₄ is attached, then a fifth section with an axis i ₅ - i is connected ₅ and the sixth section i ₆ - i ₆ and so on, relative to the axis of rotation O ₁ - O _{2 the} intersecting straight lines and they do not intersect with each other.

Галтовочное устройство работает следующим образом. Рабочая среда и обрабатываемые детали /загрузка/ поступают в загрузочное приспособление 7, из которого с помощью навивки 10 подаются на вход галтовочного барабана 6. Направление вращения барабана 6 противоположно направлению спиральной формы тоннеля. При вращении барабана 6 загрузка внутри барабана совершает пространственное движение, что усугубляется при симметрии движения масс загрузки и возникновении дебаланса. Tumbling device operates as follows. The working medium and the workpieces / loading / enter the loading device 7, from which they are fed to the input of the tumbling drum 6 by winding 10. The direction of rotation of the drum 6 is opposite to the direction of the spiral shape of the tunnel. When the drum 6 rotates, the load inside the drum makes a spatial movement, which is aggravated by the symmetry of the movement of the load masses and the occurrence of unbalance.

В результате не только нарушается стационарность движения масс загрузки многоугольной формы проходного сечения тоннеля, но и возникает дебаланс самой загрузки, за счет удаления осей секций 21 тоннеля i₁ - i₁; i₂ - i₂; i₃ - i₃; i₄ - i₄; i₅ - i₅; i₆ - i₆ от оси вращения барабана O₁ - O₂, увеличивающегося по длине барабана от загрузки к выгрузке, а также их расположение относительно оси барабана и друг друга как скрещивающихся. Этому способствуют и прерывистые ломаные линии 23 - 24 - 25; 26 - 27 - 28 и т.д., шаг которых S₁, S₂ и т.д. увеличивается от загрузки к выгрузке.As a result, not only the stationary motion of the masses of the load of the polygonal shape of the passage section of the tunnel is violated, but also the imbalance of the load itself occurs due to the removal of the axes of the sections of the 21 tunnels i ₁ - i ₁ ; i ₂ - i ₂ ; i ₃ - i ₃ ; i ₄ - i ₄ ; i ₅ - i ₅ ; i ₆ - i ₆ from the axis of rotation of the drum O ₁ - O ₂ , increasing along the length of the drum from loading to unloading, as well as their location relative to the axis of the drum and each other as intersecting. This is facilitated by intermittent broken lines 23 - 24 - 25; 26 - 27 - 28, etc., whose step is S ₁ , S ₂ , etc. increases from loading to unloading.

Детали и рабочая среда перемещается по спиральному тоннелю 6 от загрузочного приспособления 7 к разгрузочному 3 и выгрузке в приемный лоток 20. Так как по длине барабана формы, размеры проходного поперечного сечения барабана 6 меняются, увеличивается от загрузки к выгрузке и меняется его расстояние от оси вращения барабана O₁ - O₂, то имеет место интенсификация смешивания и повышается интенсивность обработки.Parts and the working medium moves along a spiral tunnel 6 from the loading device 7 to the unloading 3 and unloading into the receiving tray 20. Since the length of the mold drum, the dimensions of the cross section of the drum 6 vary, increases from loading to unloading and its distance from the axis of rotation drum O ₁ - O ₂ , there is an intensification of mixing and increases the intensity of processing.

Claims

A tumbling device comprising a multi-sectional drum connected to loading and unloading devices, each section of which is rotated 90 ^° relative to the previous one, characterized in that each drum section in the direction from loading to unloading is made with an area twice its size relative to the previous section sections and consists of two subsections, the first of which is made in the form of a large equilateral trapezoid connected by the sides with the bases of two large differences triangles, and the second subsection - in the form of a small equilateral trapezoid, connected by the sides with the smaller sides of two small miscellaneous triangles, the bases of which are equal to the large lateral sides of the triangles of the first subsection and are connected with them, while the upper bases of the trapezoid of the two subsections are equal to each other and small the lateral sides of the triangles of the first subsection and are connected with the formation of a small inlet section, and the lower bases of the trapezoid are equal to each other and the large lateral sides of the treugo flaxseeds of the second subsection and are connected with the formation of a large inlet section.