Спосіб безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів та пристрій для його реалізації

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, що здійснюють комбінованим впливом змінного магнітного та гідравлічного полів перемагнічуванням, з одночасним взаємним просторовим переміщенням підшипників у гідравлічному полі мийної рідини, яка переносить частки забруднень у зону максимальної напруженості магнітного поля за межі підшипників та направляє їх разом з використаною мийною рідиною в систему циркуляції для подальшої механічної фільтрації, який відрізняється тим, що біжуче (змінне) магнітне поле створюють обертовим переміщенням постійних магнітів у горизонтальній площині паралельно площині обертання деталей підшипника з перетинанням вздовж тракту кочення підшипників магнітними силовими лініями біжучого магнітного поля, при цьому керування параметрами біжучого магнітного поля за визначеною програмою досягається за допомогою електромеханічних приводів та модуля керування, створюють струменями мийної рідини турбулізований характер гідравлічного поля направляючи її під тиском безпосередньо у тракт кочення підшипників, видаляють з них феромагнітні фракції забруднень, частково накопичуючи їх на магнітних пастках, а решту видаляють із камери очищення разом з мийною рідиною, в якості якої використовують вуглеводневі (авіаційні керосини або бензини, або їх суміші) мийні рідини з можливістю їх нагрівання до температури 0,7Ткипіння, проводять осушування очищених підшипників у камері модулем осушення, при цьому контроль якості очищення підшипника проводять за допомогою датчиків вібрації/шуму з аналізатором спектра одночасно з очищенням підшипників, а параметри біжучого магнітного поля (частота обертання біжучого магнітного поля, амплітуда коливань напруженості магнітного поля, напрямок дії вектора магнітного поля) змінюють по частоті від 0,1 до 2000 хв–1, по амплітуді від 0,01 до 0,5 мТл, а тиск мийної рідини на зрізі форсунок до 1 МПа.

2. Пристрій безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, містить модуль електроживлення, модуль керування та модуль комутації і індикації, електропривод, які електрично зв′язані між собою, магнітотурбулентну камеру очищення, що зверху закрита кришкою, на якій розміщено модуль осушення (тепловентилятор з повітряним фільтром), і до якої приєднано легкознімний фільтр попереднього очищення мийної рідини, який з′єднаний з баком зливу фільтрованої мийної рідини, що через дросель і трубопроводи з′єднаний з насосом прокачування мийної рідини, який через легкознімний фільтр кінцевого очищення мийної рідини з′єднаний з магнітно-турбулентною камерою очищення, джерело змінного магнітного поля розташоване під днищем магнітно-турбулентної камери очищення та з′єднано з приводом джерела змінного магнітного поля, який відрізняється тим, що джерело змінного магнітного поля (два або більше постійних магнітів) нерухомо розміщено на пласкому горизонтальному диску, що закріплений на валу привода обертання, який розміщений на приводі вертикального переміщення, магнітно-турбулентна камеру виконана з пласким днищем з немагнітного та неструмопровідного матеріалу з можливістю її герметизації, в середині камери встановлені форсунки, що виконані з можливістю регулювання у просторі для спрямування струменів мийної рідини у тракти кочення кожного із підшипників під тиском, ложементи, встановлені на підложці для утримання на пласкому днищі, виконані з немагнітного матеріалу для встановлення підшипників, причому у кожному із ложементів встановлено датчик вібрації/шуму та аналізатор спектра для контролю якості підшипників під час їх очищення, тоді як магнітні пастки для збирання часток феромагнітних фракцій забруднень - у нижній частині герметичної магнітно-турбулентної камери очищення, а на кришці камери встановлений витяжний пристрій модуля осушення, причому привід вертикального переміщення, тепловентилятор, витяжний пристрій, датчики шуму/вібрації та аналізатор спектра електрично з′єднані з модулем керування, а раніше зазначені форсунки через трубопровід з′єднані з насосом прокачування мийної рідини, через легкознімний фільтр кінцевого очищення.

Текст

Реферат: Винахід належить до галузей машинобудування, а саме до технологій очищення робочих поверхонь металевих деталей, насамперед підшипників кочення від забруднень різноманітної природи турбулентним потоком мийної рідини, що створюється швидкорухомими поверхнями підшипника, що приводиться в рух безконтактно біжучими магнітними полями. Суть винаходу у способі безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів та пристрою для його реалізації шляхом їх швидкісного безконтактного обертання біжучими магнітними полями, створеними керованим рухом постійних магнітів, у мийній рідині, що приводить до одночасного виникнення комбінованих біжучих магнітних і гідравлічних полів, під дією яких частинки забруднень як металевого, так і неметалевого походження видаляються за межі підшипників. Спосіб безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів та пристрій для його реалізації забезпечує значне підвищення ефективності очищення підшипників від мікро-, субмікро- та наночастинок різноманітної природи, що дає змогу суттєво покращити їх довговічність, зносостійкість, ресурс роботи, вібраційні та шумові характеристики. UA 108167 C2 (12) UA 108167 C2 UA 108167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до технологічних пристроїв очищення поверхонь металевих деталей, а саме підшипників різного типу від технологічних забруднень турбулентним потоком миючої рідини та біжучими магнітними полями і може знайти широке застосування у машинобудуванні на етапі підготовки кулькових підшипників до експлуатації, а також під час міжремонтного обслуговування агрегатів з малим ресурсом для повторного використання підшипників шляхом їх очищення у авіа-, двигуно- та енергобудуванні. Відомий спосіб ультразвукового очищення металевих деталей шляхом їх промивання у 5-й ваннах ультразвукового комплексу протягом 1…4 хвилин у кожній ванній, у першій ванній промивання проводять у знежиреному розчині, що включає мийний засіб МС-15 або МС-37 концентрацією 20…25 г/л, з температурою розчину 60…70 °C, у другій ванній із накладенням ультразвуку технічно-мийним засобом "Гремлос-В" концентрацією 20…30 г/л температурою 45…55 °C, у третій ванній з накладанням ультразвуку гарячою водопровідною водою температурою 45…55 °C, у четвертій ванній водопровідною водою, у п'ятій ванній дистильованою водою з наступним сушінням гарячим повітрям [1]. Недоліком відомого способу є його вкрай низька ефективність при видаленні забруднень мікро-, субмікро- та нанорозмірів з робочих поверхонь деталей підшипників через їх складну геометрію та, як наслідок, велику кількість прихованих областей, екранованих від дії потоку мийної рідини та ультразвукових коливань в ній. Відомий спосіб очищення та консервації металевих виробів, переважно куль, та пристрій для його реалізації, що включає очищення у лужному розчині та пасивацію у розчині інгібітору, що проводиться під впливом ультразвуку, промивання водою та сушіння, у пристрої для очищення та консервації металевих виробів, переважно куль, що містить ряд технологічних ванн з розміщеними в них перфорованими барабанами, шнек та пересипний завиткоподібний лоток, жорстко з'єднаний з торцевою стінкою барабана із сторони вивантаження та привод барабана, додаткові завиткоподібні лотки, що жорстко закріплені на вході кожної ванни, при цьому торцева стінка барабана із сторони завантаження виконана з вікном, а зі сторони вивантаження із втулкою, кінематично зв'язаною з приводом барабана та встановленою у порожнині додаткового завиткоподібного лотка, з трубопроводами для подавання робочих реагентів у порожнину кожного барабану та магнітострикторами, встановленими на дні ванни [2]. Недоліком відомого способу є те, що він являє собою удосконалений спосіб [1], тому йому притаманні ті самі недоліки - низька ефективність промивання, неможливість вимивання часток забруднень з екранованих від дії потоку мийної рідини та ультразвуку зон та феромагнітних забруднень. Заміна мийного засобу та збільшення терміну та температури промивання недостатньо для якісного промивання, ускладнює технологічний процес очищення. Відомий спосіб безконтактного імпульсного магніто-турбулентного очищення підшипників кочення, що здійснюють шляхом промивання струменем мийної рідини в ванні, очищення поверхонь від забруднень, що утримуються адгезійними, гравітаційними та коерцитивними (на межах доменів) силами на поверхнях деталей, проводять шляхом інтенсивного перемагнічування імпульсним магнітним полем, як часток забруднень так і робочих поверхонь, та одночасного взаємного просторового переміщення деталей підшипників у турбулізованому потоці мийної рідини, який виносить частки забруднень у зону максимальної напруженості імпульсного магнітного поля за межі підшипників, та під дією відцентрових сил у мийній рідині направляє в систему циркуляції для подальшої механічної фільтрації [3]. Недоліками найбільш близького технічного рішення, є недостатня ступінь очищення підшипників та їх окремих деталей від забруднень, при розміщенні підшипників на пласкому днищі без ложементів не досягається постійного взаємного переміщення кілець підшипників. Під дією відцентрових сил, що виникають у мийній рідині, у тракті кочення частки забруднень виносяться на середину бігової доріжки, де накопичуються, а не за межі підшипників та їх деталей. Крім того, спосіб не передбачає контроль якості очищення підшипників в ході процесу. Відомий пристрій для очищення та консервації металевих виробів, переважно куль, що містить ряд технологічних ємностей з розміщеними в них перфорованими барабанами із шнеком та пересипним лотком, що жорстко з'єднаний з торцевою стінкою барабана із сторони вивантаження, та привод барабана, з додатковими завитковими лотками, жорстко закріпленими на вході кожної ємності, при цьому торцева стінка барабана із сторони завантаження виконана з отвором, а зі сторони вивантаження із втулкою, кінематично зв′язаною з приводом барабана і встановленою у порожнині додаткового завиткового лотка, із трубопроводами для подавання робочих реагентів у порожнину кожного барабана та магнітострикторами, встановленими на дні кожної ємності [4]. 1 UA 108167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Недоліками відомого пристрою ультразвукового очищення є те, що у зв'язку з особливостями конструкції підшипників значна частка площини їх робочих поверхонь є екранованою від дії ультразвуку (контакти тіл кочення з кільцями та сепараторами), а мийна рідина, проходячи через канали сепаратора, втрачає потужність. Це призводить до того, що ефективно очистити підшипники без їх детального розбирання складно, а при використанні нерозбірних підшипників і не можливо. Ультразвукові прилади, які використовуються для очищення робочих поверхонь, працюють на принципі збудження поверхневих забруднень різноманітної природи кавітаційними мікропухирцями та виносом ударним хвилями поза поверхню деталей машин та механізмів. У цьому випадку вважається, що частки забруднень поверхонь деталей утримуються на них за рахунок гравітаційних та адгезійних сил. При цьому, не враховується доменна структура феромагнітних деталей та відповідні коерцитивні сили, що утримують забруднення мікро- та субмікрорівня та є вирішальними [5]. Таким чином, за допомогою відомих пристроїв (гідравлічних та/або ультразвукових) ефективно видалити мікрота субмікрочастинки з поверхні феромагнітної деталі принципово неможливо. Найбільш близьким технічним рішенням як за суттю, так і за задачею, що вирішується, яке вибрано за найближчий аналог (прототип), є прилад безконтактного імпульсного магнітнотурбулентного очищення шарикопідшипників кочення в зборі, що містить модуль електроживлення приладу, який через модуль управління та модуль комутації і індикації з'єднаний електричною мережею зі всіма модулями і електроприводами приладу, в якому очищення, розмагнічування та сушіння шарикопідшипників проведені в герметичній магнітотурбулентній камері, до якої приєднано легкознімний фільтр попереднього очищення мийної рідини, який з'єднаний з баком зливу фільтрованої мийної рідини, що через дросель і трубопроводи з'єднаний з насосом прокачування мийної рідини, який через легкознімний фільтр кінцевого очищення мийної рідини з'єднаний з магнітотурбулентною камерою очищення, а електричний фен (з повітряним фільтром) приєднаний до верхньої частини магнітотурбулентної камери очищення забезпечує сушіння очищених шарикопідшипників кочення, джерело змінного імпульсного магнітного поля розташоване під герметичною магнітотурбулентною камерою очищення, та з'єднано з приводом джерела змінного імпульсного магнітного поля, що забезпечує як подолання коерцитивної складової утримання забруднень на робочих поверхнях шарикопідшипників, так і турбулентний характер течії мийної рідини в зоні очищення [6]. Недоліками найбільш близького технічного рішення як за суттю, так і за задачею, що вирішується, яке вибрано за найближчий аналог (прототип), є недостатній ступінь очищення екранованих (затінених) ділянок нерозбірних шарикопідшипників. Крім того, не досягається безконтактного обертання кілець підшипника слабким, як для такого технологічного процесу, магнітним полем. Відоме технічне рішення, що вибрано за прототип, не забезпечує контроль якості очищення підшипника. Ці недоліки обмежують широке застосування відомого пристрою очищення. В основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого способу шляхом використання іншого способу впливу джерела магнітного поля забезпечити компенсування коерцитивної сили для зміщення часток забруднень від поверхні деталей, мінімізувати здатність затінених (екранованих) ділянок поверхонь тертя утримувати на межах доменних структур поверхонь феромагнітні забруднення, що дозволить підвищити ефективність очищення поверхонь, зменшити витрати на реалізацію способу очищення та знизити собівартість та тривалість цього технологічного процесу. Крім цього, задачею є удосконалення способу додатковою можливістю контролю його якості. Поставлена задача вирішується тим, що замість імпульсного електромагнітного поля використовується біжуче магнітне поле, яке створюється постійними магнітами різної конфігурації, турбулентний характер течії мийної рідини у пограничних шарах поверхонь деталей підшипників створюється їх відносним рухом, що безконтактно викликається біжучим магнітним полем, що створюється рухом постійних магнітів, що розташовані попарно з дотиком різними полюсами, зокрема шляхом їх обертання. Для посилення турбулентного характеру течії мийної рідини у пограничних шарах використовується певне направлення струменів мийної рідини безпосередньо у тракт кочення підшипників через форсунки, що мають можливість регулювання у просторі. Як мийну рідини використовують водні полярні розчини, вуглеводневі неполярні речовини, (авіаційні керосини або бензини, або їх суміші), їх суміші або інші мийні рідини, з можливістю їх нагрівання до ефективної температури мийної рідини. Для контролю якості очищення використовуються вібродатчики та/або датчики шуму з аналізатором спектра, суміщення операцій очищення підшипників з одночасним проведенням контролю якості очищення значно зменшує термін підготовки підшипників до встановлення та, відповідно, зменшить собівартість очищення. 2 UA 108167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого приладу очищення металевих поверхонь з метою підвищення ефективності фінішного очищення робочих поверхонь підшипників від мікро-, субмікро- та наночастинок, спрощення конструктивного виконання пристрою, скорочення терміну технологічного процесу підготовки підшипників до встановлення, з одночасним із збільшенням його продуктивності, ефективності, надійності та економічності. Поставлена задача вирішується наступними схемно-технічними та конструктивними рішеннями: - як джерело біжучого магнітного поля використовуються постійні магніти з будь-яким радіусом кривизни, що жорстко встановлені на рухому поверхню, наприклад на диск, що обертається. Періодичність зміни параметрів біжучого магнітного поля (напрямок вектора руху магнітного поля, амплітуда, частота) визначається швидкістю руху, наприклад, обертання диска з магнітами, як джерела рухомого магнітного поля, та зміною проміжку між зовнішньою стороною плаского днища камери очищення та постійними магнітнами. Застосування біжучого магнітного поля з попередньо визначеними та регульованими параметрами (напрямок, амплітуда, частота) дозволяє подолати електромагнітну складову адгезії та відірвати мікро-, субмікро- та наночастинки забруднення від меж доменів матеріалу деталей підшипників, де вплив коерцитивної сили найбільший. Використання постійних магнітів у поєднанні із впливом турбулентного гідравлічного поля, що створюється швидкісним обертанням вільних частин підшипників під дією біжучого магнітного поля, створеного рухом постійних магнітів, сприяє підвищенню якості фінішного очищення робочих поверхонь підшипників від мікро-, субмікро- та наночастинок; - до складу приводу джерела магнітного поля додатково додано привод регулювання проміжку між днищем камери та джерелами магнітного поля, на вихідному валу зазначеного привода розміщують диск із парою (або більше) постійних магнітів; - керування параметрами біжучого магнітного поля за визначеною програмою досягається за допомогою електромеханічних приводів та електронних ключів модуля керування; - герметична камера може бути виконана у формі циліндра або зрізаного конуса з пласким дном, що дає можливість одночасного встановлення та очищення підшипників різного типорозміру із зовнішнім діаметром до 500 мм та більше. Кількість одночасно встановлюваних підшипників визначається розмірами камери та геометричними параметрами рухомого магнітного поля; - до складу пристрою додатково введені регульовані у просторі форсунки для спрямування струменів мийної рідини у тракту кочення кожного із підшипників під тиском на зрізі форсунок до 1 МПа та більше; - для забезпечення безперешкодного безконтактного обертання кілець підшипників при проведенні очищення до складу пристрою додатково введено окремі ложементи для встановлення кожного із підшипників, ложементи встановлюють усередині камери очищення на пласкому днищі, що збільшує продуктивність, ефективність та надійність пристрою; - до складу пристрою додатково введені датчики шуму та/або вібродатчики та аналізатор спектра для контролю якості підшипників під час їх очищення, що сприяє зменшенню терміну очищення за рахунок оперативного контролю якості очищення; - для збирання найбільших часток металевого забруднення у нижній частині герметичної ємності додатково можуть встановлюватись магнітні пастки, які відбирають частки забруднень ще у камері, чим полегшується режим попередньої фільтрації відпрацьованої мийної рідини та збільшується надійність пристрою; - для здійснення осушування очищеного підшипника у камері до складу модуля висушування підшипників додатково додано витяжний пристрій; - підвищення якості фінішного очищення робочих поверхонь досягається також підвищенням робочої температури мийного розчину до ефективної температури (можливо - до температури кипіння). Суть винаходу у способі безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, що здійснюють комбінованим впливом змінного магнітного та гідравлічного полів перемагнічуванням як часток забруднень, так і робочих поверхонь, з одночасним взаємним просторовим переміщенням деталей підшипників у гідравлічному полі мийної рідини, яка переносить частки забруднень у зону максимальної напруженості магнітного поля за межі підшипників та направляє їх разом з використаною мийною рідиною в систему циркуляції для подальшої механічної фільтрації. Новим у винаході є те, що біжуче (змінне) магнітне поле створюють обертовим переміщенням постійних магнітів у горизонтальній площині паралельно площині обертання 3 UA 108167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 деталей підшипника з перетинанням вздовж тракту кочення підшипників магнітними силовими лініями біжучого магнітного поля, при цьому керування параметрами біжучого магнітного поля за визначеною програмою досягається за допомогою електромеханічних приводів та модуля керування, створюють струменями мийної рідини турбулізований характер гідравлічного поля направляючи її під тиском безпосередньо у тракт кочення підшипників, видаляють з них феромагнітні фракції забруднень, частково накопичуючи їх на магнітних пастках, а решту видаляють із камери очищення разом з мийною рідиною, в якості якої використовують вуглеводневі (авіаційні керосини або бензини, або їх суміші) мийні рідини з можливістю їх нагрівання до температури 0,7Ткипіння, проводять осушування очищених підшипників у камері модулем осушення, при цьому контроль якості очищення підшипника проводять за допомогою датчиків вібрації/шуму з аналізатором спектра одночасно з очищенням підшипників, а параметри біжучого магнітного поля (частота обертання біжучого магнітного поля, амплітуда коливань напруженості магнітного поля, напрямок дії вектора магнітного поля) змінюють по –1 частоті від 0,1 до 2000 хв , по амплітуді від 0,01 до 0,5 мТл, а тиск мийної рідини на зрізі форсунок до 1 МПа. Таким чином, порівняльний аналіз винаходу з найближчим аналогом, який визнано за прототип, показує, що спосіб безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, що заявляється, повністю відповідає критерію винаходу "новизна". Суть винаходу у пристрої безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, містить модуль електроживлення, модуль керування та модуль комутації і індикації, електропривод, які електрично зв′язані між собою, магнітнотурбулентну камеру очищення, що зверху закрита кришкою, на якій розміщено модуль осушення (тепловентилятор з повітряним фільтром), і до якої приєднано легкознімний фільтр попереднього очищення мийної рідини, який з′єднаний з баком зливу фільтрованої мийної рідини, що через дросель і трубопроводи з′єднаний з насосом прокачування мийної рідини, який через легкознімний фільтр кінцевого очищення мийної рідини з′єднаний з магнітнотурбулентною камерою очищення, джерело змінного магнітного поля розташоване під днищем магнітно-турбулентної камери очищення та з′єднано з приводом джерела змінного магнітного поля. Новим у винаході є те, що джерело змінного магнітного поля (два або більше постійних магнітів) нерухомо розміщено на пласкому горизонтальному диску, що закріплений на валу привода обертання, який розміщений на приводі вертикального переміщення, магнітнотурбулентна камеру виконана з пласким днищем з немагнітного та неструмопровідного матеріалу з можливістю її герметизації, в середині камери встановлені форсунки, що виконані з можливістю регулювання у просторі для спрямування струменів мийної рідини у тракти кочення кожного із підшипників під тиском, ложементи, встановлені на підложці для утримання на пласкому днищі, виконані з немагнітного матеріалу для встановлення підшипників, причому у кожному із ложементів встановлено датчик вібрації/шуму та аналізатор спектра для контролю якості підшипників під час їх очищення, тоді як магнітні пастки для збирання часток феромагнітних фракцій забруднень - у нижній частині герметичної магнітно-турбулентної камери очищення, а на кришці камери встановлений витяжний пристрій модуля осушення, причому привід вертикального переміщення, тепловентилятор, витяжний пристрій, датчики шуму/вібрації та аналізатор спектра електрично з′єднані з модулем керування, а раніше зазначені форсунки через трубопровід з′єднані з насосом прокачування мийної рідини, через легкознімний фільтр кінцевого очищення. Таким чином, порівняльний аналіз винаходу з найближчим аналогом, який визнано за прототип, показує, що пристрій безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, що заявляється, повністю відповідає критерію винаходу "новизна". Спосіб безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів реалізується таким чином. У камері очищення на ложементах з датчиками вібрації, шуму тощо встановлюють підшипники, що підлягають очищенню, забезпечують спрямовані струминні течії у тракти кочення мийної рідини, заповнюючи камеру очищення. Процес очищення починають із вмикання джерела біжучого магнітного поля приводом горизонтального переміщення постійних магнітів, найближча поверхня яких розташована нормально до тракту кочення підшипника та паралельна площині його обертання, що ініціює безконтактне взаємне переміщення деталей підшипника, відкриваючи доступ біжучому магнітному полю та потоку мийної рідини до конструктивно затінених контактних областей, виникаючих в статичному стані між робочими поверхнями тіл кочення і сепаратором та тіл кочення і кілець підшипника. 4 UA 108167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Змінюючи проміжок між найближче розміщеними поверхнями постійних магнітів та підшипників змінюють амплітуду коливань біжучого магнітного поля, а його частота визначається швидкістю обертання постійних магнітів. Турбулентний характер течій у пограничних шарах миючої рідини біля поверхонь із забрудненнями, що виникає за рахунок швидкісного руху деталей підшипника під дією біжучого магнітного поля, разом із дією змінної індукції рухомих постійних магнітів відбувається перемагнічування феромагнітних часток та забруднень іншої природи, що приводить до їх зрушення з границь поверхневих доменних структур в напрямку максимального магнітного поля, тобто, до найближчої поверхні постійних магнітів. Таким чином, подолавши на поверхні підшипника коерцитивні сили утримання забруднень, останні остаточно видаляються мийною рідиною за межі тракту кочення та разом із рідиною рухаються в напрямку магнітних пасток, де частково осідають на магнітних пастках, а решта з рідиною підлягають механічній фільтрації. Суть винаходу пояснюється за допомогою креслень, де, як варіант конструктивного виконання, показано: на Фіг.1 - функціональну схему пристрою безконтактного очищення, магнітотурбулентна камера 4 показана у повздовжньому розрізі; на Фіг.2 - вигляд зверху герметичної ємності, кришка 5 умовно не показана; на Фіг.3 - приклад одночасного встановлення декількох підшипників різного типорозміру у камері відносно постійних магнітів, розміщених на диску, вигляд зверху; на Фіг.4 - приклад одночасного встановлення декількох підшипників різного типорозміру у камері відносно постійних магнітів, розміщених на диску, вид у перерізі А-А. Пристрій безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів (далі - пристрій), що заявляється (див. Фіг.1, Фіг.2), модуль 1 електроживлення пристрою, модуль 2 управління, модуль 3 комутації та індикації, магнітнотурбулентну камеру 4 очищення з кришкою 5, фільтр 6 попереднього очищення, мийну рідину 7, бак 8 зливу відпрацьованої та попередньо фільтрованої мийної рідини 7, дросель 9, з'єднані трубопроводом 10, насос 11 прокачування мийної рідини 7, фільтр 12 кінцевого очищення мийної рідини 7, привод 13 обертання (привод джерела змінного магнітного поля), встановлений під днищем 14 магнітотурбулентної камери та підшипники 15, що призначені до очищення. До складу пристрою додатково додані постійні магніти 16, розміщені нерухомо на диску 17, привод 18 вертикального переміщення, форсунки 19, розміщені на внутрішній поверхні кришки 5 камери 4 очищення, ложементи 20 з вібродатчиками та/або датчиками 21 шуму, що змонтовані на кожному із ложементів 20, які розміщені усередині камери 4 очищення на внутрішній поверхні днища 14, аналізатор 22 спектра, магнітні пастки 23 на внутрішній поверхні днища 14. На зовнішній поверхні кришки 5 розміщені витяжний пристрій 24, повітряний фільтр 25 та термовентилятор 26. Елементи гідравлічної частини пристрою з'єднані між собою конструктивно трубопроводом 10, керуюча частина пристрою включає модуль 1 електроживлення, модуль 2 керування, модуль 3 комутації та індикації, що з'єднані між собою та іншими елементами пристрою (насосом 11 прокачування, приводами 13 та 18, датчиками 21, аналізатором 22 спектра, витяжним пристроєм 24, повітряним фільтром 25, тепловентилятором 26) електричними джгутами 27. Ложементи 20, на які встановлюють підшипники 15, встановлюють на підложку 28. На Фіг.3, Фіг.4 наведено приклад одночасного встановлення декількох підшипників 15 різного типорозміру у камері 4 відносно постійних магнітів 16, розміщених на диску 17. Пристрій безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, що заявляється, працює таким чином. Підшипники 15, що підлягають очищенню, встановлюють на ложементи 20 та розміщують їх на днищі 14 камери 4 очищення на підложці 28 у заздалегідь визначеному найбільш ефективному положенні відносно діючих електромагнітних магнітних полів постійних магнітів 16 (над ними). Форсунки 19 орієнтують таким чином, щоб струмені мийної рідини 7 з них були спрямовані у тракти кочення встановлених підшипників 15. Камеру 4 очищення герметично закривають кришкою 5. Через трубопровід 10 попередньо нагріта та очищена мийна рідина 7 із бака 8 насосом 11 подається через фільтр 12 на форсунки 19 до камери 4. Тиск мийної рідини 7 на зрізі форсунок 19 може досягати 1 МПа. У той же час, через модулі 2 та 3 подається електроживлення до приводу 13 обертання диска 17 з встановленими на ньому попарно постійними магнітами 16, та приводу 18 вертикального переміщення диска 17. Обертанням диска 17 із встановленими постійними магнітами 16 створюється біжуче магнітне поле. Зміна параметрів переміщень диска 17, а, відповідно, і параметрів біжучого магнітного поля, регулюється по частоті обертанням диска 17 _1 приводом 13 у межах від 0 до 2000 хв , а по амплітуді - вертикальним переміщенням диска 17 приводом 18 у межах від 0,01 до 0,5 мТс модулем 2 керування по визначеній програмі. Вільні 5 UA 108167 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кільця підшипників 15 та їх сепаратори з тілами кочення починають обертатися під дією біжучих магнітних полів, які створюються рухом постійних магнітів 16. Для забезпечення чистоти мийної рідини 7 у пристрої встановлено два легкознімних фільтри: фільтр 6 попереднього очищення та фільтр 12 кінцевого очищення мийної рідини 7. Дією біжучих електромагнітних полів забезпечується безперешкодне безконтактне обертання вільних кілець підшипників 15 та їх сепараторів з тілами кочення таким чином, що контактуючі поверхні періодично виходять з контакту, а частинки поверхневих забруднень відриваються від поверхонь підшипників 15, та під впливом сумісної дії турбулентних потоків мийної рідини і біжучого магнітного поля виносяться за межі підшипників 15. Відірвані від поверхні частки забруднення металевого походження попадають до магнітних пасток 23, інші частки забруднення відфільтровуються у фільтрах 12 та 16. Технологічні процеси очищення, розмагнічування та сушіння підшипників відбувається у єдиній магнітотурбулентній камері 4 очищення. Розмагнічування підшипників 15 відбувається зміною потужності та напрямку дії магнітних полів, створених реверсивним рухом та одночасним віддаленням постійних магнітів 16. Після очищення підшипників 15 проводять їх осушення теплим повітрям, яке нагнітається у камеру 4 через повітряний фільтр 25 термовентилятором 26, а через витяжний пристрій 24 пари мийної рідини відводиться у систему загальної вентиляції. Модулем 1 забезпечується електроживлення всіх споживачів пристрою, модуль 2 в автоматичному режимі керує роботою пристрою, модуль 3 комутує ланцюги керування та забезпечує візуальний індикаторний контроль за роботою пристрою. Одночасний вплив на підшипники 15, що очищується, біжучого магнітного поля, яке створюються рухом постійних магнітів 16, та турбулентного гідравлічного потоку миючої рідини 7, який створюється у камері 4 швидкісним обертанням деталей підшипників 15 під дією біжучого магнітного поля, забезпечує високу якість очищення поверхонь підшипників 15, включаючи і екрановані (затінені) контактуючі зони. Після очищення магнітних пасток 23, фільтрів 6 та 12 пристрій готовий до очищення наступної партії підшипників. Під час очищення та висушування підшипників 15 здійснюється постійний контроль якості очищення за допомогою датчиків 21 шляхом визначення рівнів вібрації та /або шуму при обертанні. Аналізатор 22 спектра відфільтровує зайві вібрації/шуми, виділяючи вібрації/шуми, притаманні саме підшипникам, що очищуються. Приклад. Очищення підшипника безконтактним способом біжучими магнітними полями індукованими рухом постійних магнітів проводили на пристрої, що заявляється. На приладі "Прецизійний шумомір - віброметр інтегруючий з цифровим аналізатором спектрів ШИ-01В(01) вимірювались показники шуму та загального рівня вібрації. Під час очищення підшипників різних типорозмірів біжучими магнітним полями на сталій швидкості обертання підшипника загальний рівень вібрації протягом 3-х хвилин зменшувався з 72дБ до 64дБ. Ці підшипники попередньо підлягали ультразвуковому та імпульсному магнітно-турбулентному очищенню. У результаті лабораторного аналізу часток забруднень, що були відфільтровані з мийної рідини за Прикладом було виявлено велику кількість металевих (як феромагнітних, так і не феромагнітних) та неметалевих фрагментів. Після безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів способом, що заявляється, металеві частинки видаляються практично повністю [7]. Проведені дослідження свідчать, що запропонований пристрій безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів забезпечує значне підвищення ефективності очищення підшипників від мікро-, субмікро- та наночастинок різноманітної природи, що дає змогу суттєво покращити довговічність, зносостійкість, ресурс роботи, вібраційні та шумові характеристики підшипників [8]. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації RU №2275257 С1 "Спосіб ультразвукового очищення металевих виробів", 27.04.2006 – аналог. 2. Патент Російської Федерації RU №2101384 С1 "Спосіб ультразвукового очищення робочих поверхонь металевих виробів", 10.03.2001 – аналог. 3. Патент України на корисну модель №59071 U, "Спосіб безконтактного імпульсного магніто-турбулентного очищення підшипників кочення", 10.05.2011 – прототип. 4. Патент Російської Федерації RU№2101384 С1 "Спосіб очищення і консервації металевих виробів та пристрій для його реалізації", 10.01.1998. – аналог. 5. Аксьонов О.Ф., Стельмах О.У., Костюнік Р.С., Кущев О.В.: Електромагнітна складова утворення феромагнітних забруднень.// Науково-технічний збірник „Проблеми тертя та зношування", випуск 46. Київ - 2006. - С.91-102. 6. Патент України на корисну модель №45378 U "Прилад безконтактного імпульсного магнітно-турбулентного очищення шарикопідшипників кочення в зборі",10.11.2009 – прототип. 6 UA 108167 C2 7. Технічна справка Головного металурга ТС-09/2013-БН-ПМ-ВГМЕТ від 08.10.2013. 8. Кущев О.В. Фізика процесу безконтактного магнітно-турбулентного очищення підшипників кочення // Міжвузівський збірник "Наукові нотатки". Луцьк - 2011. - С. 182-185. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, що здійснюють комбінованим впливом змінного магнітного та гідравлічного полів перемагнічуванням, з одночасним взаємним просторовим переміщенням підшипників у гідравлічному полі мийної рідини, яка переносить частки забруднень у зону максимальної напруженості магнітного поля за межі підшипників та направляє їх разом з використаною мийною рідиною в систему циркуляції для подальшої механічної фільтрації, який відрізняється тим, що біжуче (змінне) магнітне поле створюють обертовим переміщенням постійних магнітів у горизонтальній площині паралельно площині обертання деталей підшипника з перетинанням вздовж тракту кочення підшипників магнітними силовими лініями біжучого магнітного поля, при цьому керування параметрами біжучого магнітного поля за визначеною програмою досягається за допомогою електромеханічних приводів та модуля керування, створюють струменями мийної рідини турбулізований характер гідравлічного поля направляючи її під тиском безпосередньо у тракт кочення підшипників, видаляють з них феромагнітні фракції забруднень, частково накопичуючи їх на магнітних пастках, а решту видаляють із камери очищення разом з мийною рідиною, в якості якої використовують вуглеводневі (авіаційні керосини або бензини, або їх суміші) мийні рідини з можливістю їх нагрівання до температури 0,7Т кипіння, проводять осушування очищених підшипників у камері модулем осушення, при цьому контроль якості очищення підшипника проводять за допомогою датчиків вібрації/шуму з аналізатором спектра одночасно з очищенням підшипників, а параметри біжучого магнітного поля (частота обертання біжучого магнітного поля, амплітуда коливань напруженості магнітного поля, напрямок дії –1 вектора магнітного поля) змінюють по частоті від 0,1 до 2000 хв , по амплітуді від 0,01 до 0,5 мТл, а тиск мийної рідини на зрізі форсунок до 1 МПа. 2. Пристрій безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів, містить модуль електроживлення, модуль керування та модуль комутації і індикації, електропривод, які електрично зв′язані між собою, магнітотурбулентну камеру очищення, що зверху закрита кришкою, на якій розміщено модуль осушення (тепловентилятор з повітряним фільтром), і до якої приєднано легкознімний фільтр попереднього очищення мийної рідини, який з′єднаний з баком зливу фільтрованої мийної рідини, що через дросель і трубопроводи з′єднаний з насосом прокачування мийної рідини, який через легкознімний фільтр кінцевого очищення мийної рідини з′єднаний з магнітно-турбулентною камерою очищення, джерело змінного магнітного поля розташоване під днищем магнітно-турбулентної камери очищення та з′єднано з приводом джерела змінного магнітного поля, який відрізняється тим, що джерело змінного магнітного поля (два або більше постійних магнітів) нерухомо розміщено на пласкому горизонтальному диску, що закріплений на валу привода обертання, який розміщений на приводі вертикального переміщення, магнітно-турбулентна камера виконана з пласким днищем з немагнітного та неструмопровідного матеріалу з можливістю її герметизації, в середині камери встановлені форсунки, що виконані з можливістю регулювання у просторі для спрямування струменів мийної рідини у тракти кочення кожного із підшипників під тиском, ложементи, встановлені на підложці для утримання на пласкому днищі, виконані з немагнітного матеріалу для встановлення підшипників, причому у кожному із ложементів встановлено датчик вібрації/шуму та аналізатор спектра для контролю якості підшипників під час їх очищення, тоді як магнітні пастки для збирання часток феромагнітних фракцій забруднень - у нижній частині герметичної магнітно-турбулентної камери очищення, а на кришці камери встановлений витяжний пристрій модуля осушення, причому привід вертикального переміщення, тепловентилятор, витяжний пристрій, датчики шуму/вібрації та аналізатор спектра електрично з′єднані з модулем керування, а раніше зазначені форсунки через трубопровід з′єднані з насосом прокачування мийної рідини, через легкознімний фільтр кінцевого очищення. 7 UA 108167 C2 8 UA 108167 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Zhytnytskyi Oleksandr Leonidovych, Stelmakh Oleksandr Ustymovych, Stelmakh Daria Oleksandrivna

Автори російською

Житницкий Александр Леонидович, Стельмах Александр Устимович, Стельмах Дарья Александровна

МПК / Мітки

МПК: B08B 3/10, B08B 3/12, C23G 5/00, B08B 3/04

Мітки: спосіб, допомогою, реалізації, пристрій, руху, магнітів, безконтактного, підшипників, очищення, постійних, контрольованого

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/11-108167-sposib-bezkontaktnogo-kontrolovanogo-ochishhennya-pidshipnikiv-za-dopomogoyu-rukhu-postijjnikh-magnitiv-ta-pristrijj-dlya-jjogo-realizaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб безконтактного контрольованого очищення підшипників за допомогою руху постійних магнітів та пристрій для його реалізації</a>

Подібні патенти