PL249353B1 - Układ redukcji drgań mechanicznych - Google Patents

Abstract

Układ redukcji drgań mechanicznych charakteryzuje się tym, że gumowy pierścień (S) wyposażony jest w uformowany wewnątrz kanalik powietrzny (K), który połączony jest rurką (Z), z wyjściem gazowym kompresora powietrza (A), z wejściem gazowym czujnika ciśnienia (C) oraz z wejściem gazowym hermetycznego mikrofonu (I), a wejście zasilające kompresora powietrza (A), połączone jest ze sterowanym wyjściem zasilającym sterownika (N), którego port komunikacyjny połączony jest z portem komunikacyjnym czujnika ciśnienia (C) oraz wyjście sygnałowe hermetycznego mikrofonu (I) połączone jest z wejściem sygnałowym sterownika (N).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ redukcji drgań mechanicznych przeznaczony do poprawiania dokładności procesu obróbki frezowanych powierzchni w sterowanych numerycznie frezarkach.

Znany jest ze zgłoszenia patentowego CN209551283U Structure for reducing mechanical vibration during numerical control engraving and milling spindle machining z 29 października 2019 układ redukcji drgań mechanicznych, w którym w uchwycie wrzeciona umieszczono wał wrzeciona. Uchwyt wrzeciona uformowany jest w kształcie podłużnego cylindra z przymocowanymi wzdłużnie na zewnętrznej powierzchni walca naprzeciwległymi płaskownikami mocującymi, zawierającymi otwory montażowe. Pierwszy koniec uchwytu wrzeciona posiada powierzchnię czołową w kształcie płaskiego pierścienia, która zawiera rozmieszczone symetrycznie nagwintowane otwory oraz uformowany od strony wewnętrznej pierścieniowy rowek z umieszczonym w nim gumowym pierścieniem. Gumowy pierścień styka się wewnętrzną powierzchnią z powierzchnią boczną wału wrzeciona. Nad gumowym pierścieniem znajduje się pierścieniowa płyta dociskowa z rozmieszczonymi symetrycznie otworami montażowymi. Płyta dociskowa zamocowana jest do powierzchni pierwszego końca uchwytu wrzeciona za pomocą śrub przechodzących przez otwory montażowe płytki dociskowej i wkręconych w nagwintowane otwory.

Znany układ redukcji drgań mechanicznych wprawdzie tłumi drgania wału wrzeciona jednak zdolność ich tłumienia bez dodatkowych czynności serwisowych szybko maleje, w czasie dłuższej eksploatacji układu.

Istota układu redukcji drgań mechanicznych według wynalazku polega na tym, że gumowy pierścień wyposażony jest w uformowany wewnątrz kanalik powietrzny, który połączony jest rurką z wyjściem gazowym kompresora powietrza, z wejściem gazowym czujnika ciśnienia oraz z wejściem gazowym hermetycznego mikrofonu. Wejście zasilające kompresora powietrza, połączone jest ze sterowanym wyjściem zasilającym sterownika, którego port komunikacyjny połączony jest z portem komunikacyjnym czujnika ciśnienia. Wyjście sygnałowe hermetycznego mikrofonu połączone jest z wejściem sygnałowym sterownika.

Układ redukcji drgań mechanicznych według wynalazku dzięki zastosowaniu gumowego pierścienia, wyposażonego w uformowany wewnątrz kanalik powietrzny, połączony rurką z kompresorem powietrza, umożliwia adaptację siły docisku gumowego pierścienia do wału wrzeciona, redukując drgania wału wrzeciona. Pozwala to osiągnąć większą precyzję frezowanych powierzchni podczas procesu obróbki w sterowanych numerycznie frezarkach, w których układ według wynalazku jest stosowany. Zastosowanie czujnika ciśnienia monitorującego optymalny zakres ciśnienia w gumowym pierścieniu, z mikrofonem rejestrującym w szerokim zakresie częstotliwości, drgania powietrza powstające w gumowym pierścieniu, oraz sterownika, pozwala na bieżące i automatyczne wyznaczanie optymalnych parametrów adaptacji siły docisku do wału wrzeciona.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku przedstawiającym schemat budowy układ redukcji drgań mechanicznych. W uchwycie wrzeciona U umieszczono wał wrzeciona W. Uchwyt wrzeciona U uformowany jest w kształcie podłużnego cylindra z przymocowanymi wzdłużnie na zewnętrznej powierzchni walca naprzeciwległymi płaskownikami mocującymi P, zawierającymi otwory montażowe uchwytu M. Pierwszy koniec uchwytu wrzeciona U posiada powierzchnię czołową w kształcie płaskiego pierścienia, która zawiera rozmieszczone symetrycznie nagwintowane otwory G oraz uformowany od strony wewnętrznej pierścieniowy rowek R z umieszczonym w nim gumowym pierścieniem S z uformowanym wewnątrz kanalikiem powietrznym K. Gumowy pierścień S styka się wewnętrzną powierzchnią z powierzchnią boczną wału wrzeciona W. Nad gumowym pierścieniem S znajduje się pierścieniowa płyta dociskowa D z rozmieszczonymi symetrycznie otworami montażowymi płytki O. Płyta dociskowa D zamocowana jest do powierzchni pierwszego końca uchwytu wrzeciona U za pomocą śrub B przechodzących przez otwory montażowe płytki O i wkręconych w nagwintowane otwory G. Kanalik powietrzny K gumowego pierścienia S połączony jest rurką Z z wyjściem gazowym kompresora powietrza A, z wejściem gazowym czujnika ciśnienia C oraz z wejściem gazowym hermetycznego mikrofonu I. Wejście zasilające kompresora powietrza A, połączone jest ze sterowanym wyjściem zasilającym sterownika N, którego port komunikacyjny połączony jest z portem komunikacyjnym czujnika ciśnienia C. Wyjście sygnałowe hermetycznego mikrofonu I połączone jest z wejściem sygnałowym sterownika N.

Umieszczony w uchwycie wrzeciona U wał wrzeciona W obraca się zasilając wrzeciono sterowanej numerycznie frezarki, w której jest zainstalowany układ redukcji drgań mechanicznych według wynalazku. Zasilane wrzeciono sterowanej numerycznie frezarki, w kontakcie z obrabianym materiałem drga powodując pogorszenie precyzji obrabianej powierzchni. Drgania przenoszą się na wał wrzeciona W i dalej na gumowy pierścień S z uformowanym wewnątrz kanalikiem powietrznym K, drgania propagują się poprzez powietrze wypełniające kanalik powietrzny K przez połączoną z nim rurkę Z do wyjścia gazowego kompresora powietrza A, do wejścia gazowego czujnika ciśnienia C oraz do wejścia gazowego hermetycznego mikrofonu I, w którym drgania przetwarzane są na sygnał elektryczny przebiegu napięcia. Sygnał elektryczny przebiegu napięcia z wyjścia sygnałowego hermetycznego mikrofonu I, podawane jest do wejścia sygnałowego sterownika N, w którym oprogramowanie sterownika analizuje jego pozi om. Parametr ciśnienia powietrza wypełniającego kanalik powietrzny K i połączoną z nim rurkę Z oraz wejście gazowe czujnika ciśnienia C zamieniany jest w czujniku ciśnienia C na daną cyfrową, która poprzez którego jego port komunikacyjny przesyłana jest do portu komunikacyjnego sterownika N. Oprogramowanie sterownika N implementuje algorytmy decyzyjne, które na podstawie rejestrowanej wartości ciśnienia i poziomu drgań rejestrowanych hermetycznym mikrofonem I decyduje o włączeniu lub wyłączeniu sterowanego wyjścia zasilającego sterownika N. Włączenie sterowanego wyjścia zasilającego sterownika N powoduje zasilenie wejścia zasilającego kompresora powietrza A, i jego włączenie. Włączony kompresor powietrza A, pompuje z zewnątrz układu według wynalazku powietrze, do połączonej z wyjściem gazowym kompresora powietrza A rurki Z powodując wzrost ciśnienia w rurce Z oraz w połączonym z nią kanaliku powietrznym K. Wyłączony kompresor powietrza A, stopniowo wypuszcza powietrze na zewnątrz układu według wynalazku, z połączonej z wyjściem gazowym kompresora powietrza A rurki Z powodując zmniejszenie ciśnienia w rurce Z oraz w połączonym z nią kanaliku powietrznym K. Zwiększone ciśnienie w kanaliku powietrznym K powoduje zwiększenie się objętości gumowego pierścienia S. Zwiększona objętość gumowego pierścienia S powoduje wywieranie większej siły nacisku jego ścianek na powierzchnię boczną wału wrzeciona W, powodując jego usztywnienie w osi obrotu a przez to zmniejszenie amplitudy generowanych drgań powietrza w kanaliku powietrznym K. Zmniejszone ciśnienie w kanaliku powietrznym K powoduje zmniejszenie się objętości gumowego pierścienia S. Zmniejszona objętość gumowego pierścienia S powoduje wywieranie mniejszej siły nacisku jego ścianek na powierzchnię boczną wału wrzeci ona W, powodując jego zluzowanie w osi obrotu, a przez to zwiększenie amplitudy generowanych drgań powietrza w kanaliku powietrznym K. Algorytm decyzyjny sterownika N poprzez proces sterowania włączeniem i wyłączeniem kompresora powietrza A ustala optymalną wartość siły docisku ścianek gumowego pierścienia S na powierzchnię boczną wału wrzeciona W, która zapewnia wymagane usztywnienie wału wrzeciona W w jego osi obrotu, co redukuje drgania wału wrzeciona W i połączonego z nim wrzeciona w sterowanej numerycz nie frezarce, co poprawia dokładność wytwarzanej powierzchni a z drugiej strony siły docisku na tyle niskiej, że nie powoduje przedwczesnego zużycia poprzez tarcie powierzchni gumowego pierścienia S.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Układ redukcji drgań mechanicznych, w którym w uchwycie wrzeciona umieszczono wał wrzeciona oraz uchwyt wrzeciona uformowany jest w kształcie podłużnego cylindra z przymocowanymi wzdłużnie na zewnętrznej powierzchni walca naprzeciwległymi płaskownikami mocującymi, zawierającymi otwory montażowe uchwytu przy czym pierwszy koniec uchwytu wrzeciona posiada powierzchnię czołową w kształcie płaskiego pierścienia, która zawiera rozmieszczone symetrycznie nagwintowane otwory oraz uformowany od strony wewnętrznej pierścieniowy rowek z umieszczonym w nim gumowym pierścieniem przy czym gumowy pierścień styka się wewnętrzną powierzchnią z powierzchnią boczną wału wrzeciona a nad gumowym pierścieniem znajduje się pierścieniowa płyta dociskowa z rozmieszczonymi symetrycznie otworami montażowymi płytki i płyta dociskowa zamocowana jest do powierzchni pierwszego końca uchwytu wrzeciona za pomocą śrub przechodzących przez otwory montażowe płytki i wkręconych w nagwintowane otwory, znamienny tym, że gumowy pierścień (S) wyposażony jest w uformowany wewnątrz kanalik powietrzny (K), który połączony jest rurką (Z), z wyjściem gazowym kompresora powietrza (A), z wejściem gazowym czujnika ciśnienia

   PL 249353 Β1 (C) oraz z wejściem gazowym hermetycznego mikrofonu (I) a wejście zasilające kompresora powietrza (A), połączone jest ze sterowanym wyjściem zasilającym sterownika (N), którego port komunikacyjny połączony jest z portem komunikacyjnym czujnika ciśnienia (C) oraz wyjście sygnałowe hermetycznego mikrofonu (I) połączone jest z wejściem sygnałowym sterownika (N).