Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий

ШЛИФОВАЛЬНО-ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК с ПРЯМОУГОЛЬНЫМ столом

Станок (фиг. 227) состоит из станины 1, на которой смонтирован стол 2. На зеркале стола укладывается и закрепляется лист стекла.

Стол, совершая возвратно-поступательное движение, перемещает лист стекла под вращающимся шлифовальником или полировальником 3.

Шлифовка стекла осуществляется смесью абразивных порошков с водой (пульпой), подаваемой из питателя 4 или 5 в центральную чашу 6 вращаю­щегося чугунного шлифовальника. При полировке из тех же питателей подается крокусная суспензия в чашу 6 полировальника.

Величина удельного давления шлифовальника или полировальника на обрабатываемое стекло регулируется изменением давления воздуха, подаваемого в пневмоцилиндр шпиндельной головки 7.

На фиг. 228 дана, кинематическая схема станка (/, 5,8 — электродвига­тели; 2 — питатель правый; 3 — полировальник; 4 — шлифовальник; 6,7 — насосы).

Основной частью станка является шпиндельная головка. Корпус головки (фиг. 229) состоит из трех чугунных отливок. Средняя часть 1 корпуса является пневматическим цилиндром, в котором перемещается поршень 2, предохраняемый от проворачивания шпонкой 3, врезанной в верхнем конце втулки 4 поршня 2. Шпонка скользит в пазе стержня 5.

В нижней части 6 корпуса установлена шлицевая втулка 7 с насажен­ной на ней конической шестерней 8. Втулка с шестерней приводится во вра­щение от индивидуального электродвигателя 9 через редуктор 10.

Внутри шлицевой втулки проходит шпиндель 11, подвешенный на упор­ных шарикоподшипниках 12 на поршне 2. Шпиндель получает вращательное движение от шлицевой втулки, а осевое перемещение от поршня.

Подавая сжатый воздух в пневмоцилиндр, регулируют величину удель­ного давления шлифовальника (или полировальника) на стекло.

На нижнем конце шпинделя насажена зубчатая втулка 13 со сферической верхней поверхностью, что обеспечивает возможность самоустановки шли­фовальника (полировальника) в плоскости обрабатываемого стекла.

В верхней части шлифовальной головки крепится пневматический цилиндр 14, поршень которого перемещает в горизонтальной плоскости

скобу 15. Когда поршень 2 достигает верхнего положения, в цилиндр 14 автоматически подается сжатый воздух и скоба 15 заходит в заплечик 16 втулки 4, чем обеспечивается запирание шпинделя в верхнем положении. Смазка подшипников качения, зубчатых передач, редуктора и плоскостей трения головки шпинделя осуществляется циркуляционной системой смазки. Масло от насоса поступает в коллектор 17, откуда по трубкам подается к местам смазки. Обратный слив масла в бачок насоса происходит по труб­кам 18 и 19.

Шлифовальник (фиг. 230) является рабочим инструментом при шлифовке стекла. Шлифовальник состоит из шлифовальной шайбы 1, диска 2 и чаши 3.

Шлифовальная шайба выполнена в виде кольца, с нижней стороны кото­рого четырьмя концентрическими кругами расположены 64 выступа 4 (каб­лука) высотой по 90 мм.

Диск 2 имеет в нижней части выступ для центрирования установки шайбы, а в верхней — выточку для установки чаши 3. Чаша служит для подвеши­вания шлифовальника на зубчатую обойму 5 шпинделя 6 и является емкостью для приема абразивной пульпы, которая далее поступает по каналу 7 в цен­тральное отверстие шлифовальной шайбы. При вращении шайбы пульпа распределяется по окружности, для чего служит отражатель 8. Далее пульпа поступает под каблуки шайбы.

Резиновый сильфон 9 защищает сферическую поверхность шпинделя от попадания абразива.

Полировальник (фиг. 231) состоит из корпуса 1, трех полировальных дисков 2 и чаши 3.

В корпусе по окружности равномерно расположено три отверстия для установки вертикальных валиков 4, на которых подвешиваются полироваль­ные диски 2.

Каждый полировальный диск состоит из крышки 5, верхняя часть кото­рой сферическая, корпуса 6 и нижнего диска 7, к которому приклеивается войлочный круг 8 толщиной 25 мм и диаметром 475 мм.

Конструкция полировальника обеспечивает возможность полироваль­ным дискам совершать круговое движение по окружности диаметром 575 мм, вращаться вокруг собственной оси и самоустанавливаться в плоскости полируемого стекла (осевое давление при этом равномерно распределяется между полировальными дисками).

Крокусная суспензия, подаваемая в чашу 3, далее по трем отводам 9 направляется на стекло под полировальник.

В центре корпуса 1 укладывается зубчатая обойма 10, передающая кру­тящий момент от шпинделя полировальнику. Упор 11 воспринимает осевое давление, передаваемое шпинделем.

Сильфон 12 предохраняет шпиндель от загрязнения.

Гидропривод служит для сообщения столу возвратно-поступательного движения, а также для циркуляционной смазки направляющих станины.

Гидропривод (фиг. 232) состоит из насосной установки 1, двух гидро- цилиндров 2 и 3, панели управления 4 с реверсивной коробкой.

Насосная установка включает в себя электродвигатель 5, сдвоенный лопастной насос 6 и систему маслопроводов. Насос низкого давления обеспе­чивает смазку направляющих станин, а высокого •— производит передви­жение стола.

Насос высокого давления засасывает масло через сетчатый фильтр 7 при помощи трубы 8 из ванны в корпусе станины и передает далее масло в перепускной клапан 9. Из перепускного клапана масло, отрегулированное до требуемого давления, подается по трубе 10 в реверсивную коробку панели управления 4. Излишек масла из перепускного клапана сливается обратно в ванну по трубе 11. Из реверсивной коробки мас­ло под давлением подается по трубе 12 в левый гидро­цилиндр 2, а по трубе 13 — в правый 3.

Гидроцилиндры одно­стороннего действия уста­новлены на противополож­ных концах станины стан­ка. Концы штоков порш­ней гидроцилиндров закреплены в специальных кронштейнах снизу стола.

Реверсивная коробка имеет четыре золотника: пусковой, скоростной, управляющий и реверсивный. Управление работой гидропривода осущест­вляется через систему золотников и клапанов.

Пневматическая система работает от общей магистрали цеха и предназна­чена для подъема шпинделя, а также для регулирования удельного давления шлкфэвальника или полировальника на стекло путем соответствующей подачи сжатого воздуха в полость цилиндра шпиндельной головки над поршнем или под поршень.

Давление на стекло складывается из веса шлифовальника (полироваль­ника), веса подвижных деталей шпиндельной головки (шпиндель, пор­шень и др.) с добавлением (при подаче сжатого воздуха над поршнем) или вычетом (при подаче воздуха под поршень) силы давления сжатого воздуха на поршень.

Расчет станка. Мощность электродвигателя, необходимого для работы станка в качестве шлифовального оборудования, определяется следующим образом.

Выделим на поверхности шлифовальника элементарную площадку, огра­ниченную центральным углом da и шириной dq (фиг. 233, а).

Давление йР, оказываемое этой площадкой на стекло, будет равно

dP = pgda dq,

где р — удельное давление на стекло при шлифовке; qd а—длина дуги, ограниченной углом d a;

q — расстояние от центра шлифовальника до элементарной площадки. Элементарная сила трения dT будет равна

Элементарный момент трения

dAM = cITq = pfQ2da dg. (628)

Так как скорость поступательного движения стекла в станке рассматри­ваемого типа равна 1—5 м/мин, а окружная скорость при числе оборотов шпинделя 95,9 в минуту составляет около 300 м/мин, можно без особой по­грешности пренебречь влиянием поступательной скорости движения стекла. Момент трения на элементарном кольце получим, интегрируя выражение

(628) в пределах от 0 до 2я:

2я

АМ = pfqzdq J da = 2npfo2dQ. (629)

о

Полный момент трения на шлифовальнике найдем, интегрируя выражение

(629) в пределах от г до R, где г — радиус центрального отверстия шлифо - вальника, R — радиус шлифовальника:

R

М — j" АМ = ~ npf (R3 — г?) ktkz, (630)

Г

где k-i — коэффициент, учитывающий заполнение каблуками шайбы шлифо­вальника (наличие каналов между каблуками) (ki = 0,65);

k2 — коэффициент, учитывающий, что площадь стекла, перекрываемая шлифовальником, меньше площади шлифовальника.

По фиг. 233, б находим

F = ~{D2 —d2) — 2S, (631)

где F — перекрываемая площадь стекла;

D — диаметр шлифовальника; d — диаметр центрального отверстия;

S — площадь сегмента.

Высота h сегмента согласно фиг. 233, б равна

h = (632)

где В — ширина стекла.

При диаметре шлифовальника D = 1 м и ширине листа стекла 0,73 м (для станка рассматриваемой конструкции модели ШПС-73) получим

. 1—0,73 A1QC

h —------ 2----- = 0,135 м.

По справочнику находим, что для R — 1 м при высоте (стрелке) сегмента, равной 0,135, площадь сегмента будет равна 0,09 м2. В нашем случае R = = 0,5 м, следовательно, площадь одного сегмента равна 0,045 ж2, а двух 0,09 м2, что составляет 11,45% от общей площади шлифовальника. Таким образом, k2 = 0,886.

Мощность электродвигателя будет равна

Определим мощность электродвигателя для шлифовального станка модели ШПС-73.

По формуле (630) имеем

Л1 = -§-яр/(Я3 — г3) А:А. (634)

Принимаем для расчетов р = 300 г/см2 = 3000 кг/м2 и / = 0,12. Подста­вив в формулу (634) цифровые величины, найдем

М = я • 3000 • 0,12 (0,53 —0,173) • 0,65 • 0,886 = 53,5 кгм.

Мощность электродвигателя

Мп 53,5-96 „ 0о

~ 975г) — 975-0,85 “ ’ КвШ'

По паспорту станка ШПС-73 п = 96 об/мин, т) принимаем равным 0,85. Мощность электродвигателя при работе станка как полировального будет равна

N = mk квт' (635)

где М — момент сил трения в кгм;

п — число оборотов шпинделя в минуту;

■»] — к. п. д. привода.

Момент сил трения подсчитывается по формуле

М = nr2nfpR, (636)

где г — радиус полировального диска в м к — количество полировальных дисков;

/ — коэффициент трения; р — удельное давление в кг/м2;

R — радиус окружности центров полировальных дисков в м.

При р = 1200 кг/м2; f = 0,65; г = 0,2375; R = 0,2875; к = 3 и п =

= 96 об/мин, получим

М = я-0.23752-3-0,65-1100*0,2875 = 108,5 кгм;

108,5-96 1ЛС ~ 975-0,85 ~ ’ Квт"