цилиндрическая щетка

Формула изобретения

Цилиндрическая щетка, содержащая расположенный между прижимными фланцами кольцевой пакет проволочного ворса, соединенный со стороны нерабочего торца и с прижимными фланцами сварным соединением, и имеющая заданный коэффициент заполнения проволочного ворса, отличающаяся тем, что заданный коэффициент заполнения проволочного ворса составляет 0,8-0,906 на расстоянии 3-40 мм от сварного соединения в сторону рабочего торца кольцевого пакета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлообрабатывающей промышленности для механической обработки деталей, например, с целью удаления заусенцев, скругления острых кромок, удаления грата и т. д.

Известна цилиндрическая щетка, содержащая установленный на оправке кольцевой пакет проволочного ворса, который крепится к торцовой поверхности оправки гайкой. С двух сторон относительно пакета проволочного ворса установлены фланцы, которые посредством прижимных колец осуществляют зажим проволочного ворса и обеспечивают необходимую жесткость последнего (см. А.С. СССР N 74219, кл. А 46 В 7/10, 1978г) [1]

В результате анализа известной цилиндрической щетки необходимо отметить, что кольцевой пакет проволочного ворса с нерабочего торца ( у основания) скреплен склеиванием или сваркой. Наиболее предпочтительным является сварное соединение, однако в данном случае иглы пакета проволочного ворса на определенную длину от сварного соединения подвержены термическому разупрочнению. И если зона разупрочнения выходит за зону прижимных фланцев и колец, то резко снижается надежность и долговечность цилиндрической щетки.

Известна иглофреза (цилиндрическая щетка), содержащая расположенный между прижимными фланцами кольцевой пакет проволочного ворса, соединенный со стороны нерабочего торца и с прижимными фланцами сварным соединением, при этом на расстоянии 5-10 мм от сварного шва коэффициент заполнения проволочного ворса составляет 0,85-0,9 для повышения надежности и долговечности иглофрезы (см. А.С.СССР N 1134174. кл. А 46 B 13/02. по. 1985г.) [2] В данном техническом решении, как и в конструкции цилиндрической щетки по [1] пакет проволочного ворса с нерабочей стороны скреплен сварным соединением, и в случае выхода зоны термического воздействия (3TВ) за пределы окружности прижимных фланцев снижается надежность и долговечность щетки. Существенное значение для эффективного функционирования щетки оказывает и плотность упаковки проволочного ворса в зоне,подвергаемой сжатию фланцами.

Данное техническое решение принято за прототип.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение повышения надежности и долговечности цилиндрических щеток, у которых пакет проволочного ворса с нерабочей стороны скреплен сварным соединением.

Поставленная задача решается тем, что в цилиндрической щетке, содержащей расположенный между прижимными фланцами кольцевой пакет проволочного ворса, соединенный со стороны нерабочего торца и с прижимными фланцами сварным соединением на расстоянии 3-40 мм от сварного соединения в сторону рабочего торца кольцевого пакета, коэффициент заполнения проволочного ворса составляет 0,8-0,906.

При проведении патентных исследований не обнаружены технические решения, идентичные заявленному, что позволяет считать заявленную конструкцию инструмента новой.

Предложенное решение явным образом не следует для специалистов из уровня техники, и благодаря ему удалось создать инструмент, обладающий высокими надежностью и долговечностью. На основании изложенного считаем, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень.

Предлагаемая цилиндрическая щетка может быть изготовлена и использована в народном хозяйстве, что позволяет считать предложенный инструмент промышленно применим.

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает всеми критериями патентоспособности, предусмотренными законодательством.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен продольный разрез цилиндрической щетки.

Цилиндрическая щетка содержит кольцевой пакет проволочного ворса 1. С двух сторон кольцевой пакет проволочного ворса сжимается прижимными фланцами 2 и 3, внутренние поверхности которых выполнены выпуклыми в сторону проволочного ворса 1. Поверхности прижимных фланцев 2 и 3, контактирующие с проволочным ворсом 1, могут быть описаны ломаной линией, аппроксимирующей кривую, определяющую поверхности прижимных фланцев. С нерабочего торца пакет проволочного ворса и прижимные фланцы 2 и 3 скрепляются сварным соединением 4. Крепление может быть осуществлено любым известным способом, кроме того, оно не является объектом защиты и поэтому в материалах заявки подробно не рассматривается.

Нерабочая часть кольцевого пакета проволочного ворса "А" располагается между поверхностями прижимных фланцев 2 и 3 и в процессе работы цилиндрической иглофрезы не испытывает, в отличии от рабочей части "Б", изгибных нагрузок.

В связи с тем, что в зоне термического воздействия (ЗТВ) "В" сварочного соединения механические свойства проволочного ворса снижены, необходимо, чтобы в процессе работы иглофрезы, данная зона испытывала минимальные нагрузки, особенно изгибные. Для этого фиксация (зажим) кольцевого пакета проволочного ворса прижимными фланцами должна осуществляться по длине 3-40 мм от сварного шва и таким образом, чтобы в этой части (зона "А") коэффициент заполнения находился в пределах 0,8-0,906. Коэффициент заполнения теоретически невозможен для игл цилиндрической формы. При значении коэффициента заполнения меньше 0,8 у отдельных элементов кольцевого пакета в процессе работы щетки не исключена возможность сдвига (перемещения) отдельных игл в кольцевом пакете 1, что не позволяет обеспечить выcoкую надежность и удовлетворительные эксплуатационные характеристики инструмента.

Длина участка, на котором коэффициент заполнения достигает отмеченных выше значений, не может быть менее 3 мм, так как в этом случае ЗТВ игл подвергается значительным нагрузкам в процессе работы цилиндрической щетки, так как не вся ЗТВ может быть перекрыта прижимными фланцами. Величина участка более 40 мм приводит к нерациональному расходу проволочных игл.

Размеры ЗТВ зависят от многих факторов, в том числе от режима и способа сварки, квалификации сварщика и т.д.

Металлографические исследования сварного соединения игл и околошовной зоны показали, что на участке, непосредственно примыкающем к сварному шву, в металле игл появляются хрупкие структуры, приводящие к образованию трещин. Как показали исследования, величина ЗТВ колеблется от 3 до 40 мм.

При циклических напряжениях изгиба, возникающих в процессе работы щетки происходит поломка игл в местах их разупрочнения (т.е. в области ЗТВ), поэтому обязательным является соблюдение условия относительно коэффициента заполнения проволочного ворса 0,8 -0,906 на расстоянии 3-40 мм от сварного соединения кольцевого пакета в сторону его рабочего торца.

При работе заявленного инструмента напряжения изгиба не передаются на разупрочненные участки ворса кольцевого пакета, а обеспечение заданной плотности упаковки позволяет надежно удерживать ворс в пакете при работе щетки.

Применение заявленной конструкции цилиндрической щетки позволит повысить долговечность в 10-100 раз в сравнении с традиционными конструкциями, а также повысить стабильность работы цилиндрических щеток, у которых кольцевой пакет скреплен у основания сварным соединением.