Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5038
.pdf
камера сгорания в топке, — что, соответственно, приводит к увеличению габаритов установки.
Целью настоящего изобретения является создание установки для производства пара, которая будет занимать
значительно меньше места, чем установки той же мощности, известные ранее.
Изобретение также направлено на упрощение модернизации существующих установок по производству пара,
благодаря чему производительность указанной установки может быть значительно увеличена за счет
увеличения мощности печи, без необходимости перестройки всей установки.
Согласно изобретению, установка включает паровой котел любого типа, предварительный подогреватель,
соединенный с топкой котла с целью предварительного подогрева воздуха, необходимого для сгорания, и
средства для подачи указанного предварительно нагретого воздуха, подвергающегося турбулентности, над
колосниковой решеткой, причем указанные средства сконструированы таким образом, что вращающийся
поток воздуха или потоки 50 будут проникать, благодаря своему вращению, в горючие компоненты,
образующиеся на колосниковой решетке при сгорании топлива. Предварительный нагреватель может быть
любого типа, но предпочтительно, согласно изобретению, используется предварительный нагреватель,
работающий по регенеративному принципу, например, так называемый предварительный нагреватель
Люнгстрема. Установка может также быть скомбинирована со средствами для разбавления воздуха для
горения, прежде всего воздуха, подаваемого под колосниковую решетку, дымовыми газами, чтобы уменьшить
вредное воздействие плавящейся углеродистой золы на решетку, причем такое разбавление воздуха для
горения во многих случаях ограничивается только теми частями решетки, где возникает вредная температура,
то есть, по существу, теми частями решетки, которые относятся к зоне горения. В установке,
сконструированной в соответствии с принципом настоящего изобретения, можно построить камеру сгорания
значительно меньшей высоты и с поверхностью колосниковой решетки значительно меньшими размерами,
чем в соответствующих установках той же мощности известных до настоящего времени типов.
Согласно изобретению, существующая паровая установка может быть модернизирована, поскольку ее
производительность, при сохранении площади колосниковой решетки и камеры сгорания, может быть
значительно увеличена за счет объединения установки с воздухоподогревателем и подачи предварительно
нагретого вторичного воздуха, подвергнутого турбулентности, благодаря чему сгорание может быть
завершено внутри камеры сгорания, так что только полностью сгоревшие газы контактируют с
теплопоглощающими поверхностями котла. Преимущества, получаемые благодаря изобретению, особенно
очевидны в следующем.
Паровые установки большой мощности, но, очевидно, изобретение применимо и к установкам меньшей
мощности.
Изобретение проиллюстрировано на прилагаемых чертежах.
На рисунках 1a-l схематически показаны несколько вариантов осуществления камер сгорания, расположенных
в соответствии с известными на сегодняшний день принципами, а также камера сгорания для паровой
установки согласно настоящему изобретению.
На рисунке 2 показан продольный разрез установки для производства пара в соответствии с настоящим
изобретением.
Рисунок 3 представляет собой разрез по линии III-III на рисунке 2.
На рисунке 4 показан увеличенный фрагмент передней части печи, использованной в данном варианте
исполнения.
На рисунке 5 показан фрагмент еще одного из 20 вариантов осуществления растения согласно изобретению.
На рисунке 6 показан фрагмент еще одного варианта осуществления растения согласно изобретению.
На рисунке 7 представлен вид спереди этого растения.
На рисунках 8 и 9 подробно показана известная схема придания вращательного движения потоку
предварительно нагретого воздуха для целей сгорания, при этом также можно регулировать количество
подаваемого воздуха.
На рисунках 1l–1d изображены камеры сгорания различных котлов, все они имеют одинаковую
паропроизводительную мощность. Все эти иллюстрации выполнены в одном масштабе и, следовательно,
напрямую сопоставимы друг с другом. Для обеспечения полного сгорания топлива в топке, то есть для
максимально эффективного использования его калорий, а также для предотвращения контакта неполностью
сгоревших газов с теплопоглощающими поверхностями котла, что препятствовало бы дальнейшему сгоранию
этих газов и ухудшало бы теплопередачу из-за образования сажи, камеры сгорания были сконструированы с
большой высотой.
Таким образом, желаемые результаты не были достигнуты, и, более того, рассматриваемые меры повлекли
за собой нежелательное увеличение высоты всей паровой котельной установки, совершенно не принимая во
внимание тот факт, что последующее необходимое увеличение площадей кирпичных стен повлекло за собой
увеличение интенсивности излучения внутри топки. Сравнение камер сгорания, показанных на рисунках, и
печи, показанной на рисунке, которая сконструирована в соответствии с принципом, изложенным в настоящем
документе.
изобретение. Компания Pivos убедительно доказывает, что, согласно изобретению, те же результаты могут
быть получены с камерой сгорания, имеющей значительно меньшую высоту и колосниковую решетку
значительно меньших размеров. Печь, изображенная на рис. 1d, будет описана более подробно в связи с
соответствующей ей парокотельной установкой, которая полностью показана на рис. 5.
На рис. 2, под номером 10 обозначена топка котла II известного типа 75 с дымоходными трубами. На
колосниковой решетке 12 сгорает твердое топливо, например, уголь, а образующиеся при этом продукты
сгорания поступают в камеру сгорания 13, а из последней через жаровые трубы 80 14 — в дымовую камеру
15.
Вместе с установкой устанавливается предварительный подогреватель, предназначенный для
предварительного нагрева воздуха, необходимого для сгорания, с помощью тепла дымовых газов. В
показанном варианте исполнения 85 этот предварительный подогреватель представляет собой так
называемый предварительный подогреватель Льюнгстрёма регенеративного роторного типа, который здесь,
для ясности, показан в масштабе, преувеличенном относительно парового котла 90, но следует особо
отметить, что может быть использован любой предварительный подогреватель, в котором тепло дымовых
газов используется для нагрева воздуха для сгорания.
Представленный предварительный нагреватель состоит из внешнего корпуса 16, внутри которого вращается
внутренний барабан или ротор 17, разделенный радиальными перегородками на секторообразные отсеки,
заполненные регенеративной массой 18, состоящей, предпочтительно, из металла в виде плоских пластин,
чередующихся с гофрированными пластинами (см. также рис. 3). В корпусе 16, расположенном над и под
указанным барабаном 17, предусмотрено пространство, каждое из которых 105 разделено радиальными
перегородками 19 на два канала: нижнее пространство разделено на вход 20 для продуктов сгорания,
поступающих из дымовой камеры 15, и выход 21 для предварительно нагретого воздуха, сообщающегося с
печью 10, а другое пространство разделено на вход 22 для холодного воздуха и выход 23 для выходящих
продуктов сгорания. Входное отверстие 20 и выходное отверстие 23 для дымовых газов 115, а также входное
отверстие 22 и выходное отверстие 21 для воздуха сообщаются друг с другом через каналы, образованные в
барабане 17 пластинами. Для обеспечения герметичности между входным и выходным отверстиями 120,
перегородки 19 предпочтительно снабжены уплотнительными прокладками 24 на своих концах, обращенных к
регенеративной массе 18, причем указанные уплотнительные прокладки 24 доходят до торцевых кромок
пластин 125 и скользят в контакте с последними.
- На общем валу 25 в верхней части корпуса 16 установлены вентиляторы 2(.
27, Один из них, 26, расположен в воздухозаборнике 22 и служит для проталкивания воздуха через
предварительный подогреватель, а другой, 27, расположен в выходном отверстии 23 для продуктов сгорания
и служит для отвода продуктов сгорания из предварительного подогревателя. Вентиляторы 26 и 27 могут
приводиться в движение любым подходящим способом, например, с помощью электродвигателя 28
посредством ременной передачи на вал 25, 310, а от этого вала вращающийся барабан или ротор 17 может
затем приводиться в движение, например, посредством ременной передачи и фрикционного ролика 29,
движущегося по верхнему краю барабана 17.
Воздуховыпускное отверстие 21 сообщается через канал 30 с печью 10, то есть, во-первых, с пространством
над решеткой 12, и, во-вторых, с пространством -20 под решеткой. Способы подачи воздуха более наглядно
показаны на рис. 4. Передняя часть печи состоит из двух расположенных на некотором расстоянии друг от
друга пластин 31 и 32, образующих камеру 33. В камере 33 предусмотрена перегородка 35, которой камера 36
отделена от камеры 33, причем камера 36 предпочтительно окружает дверцу печи 34. Прохождение воздуха
между двумя камерами 33 и 36 регулируется ползуном 37, предназначенным для перемещения над
отверстием 38 в перегородке 35, и с помощью этого ползунка можно изменять количество воздуха,
поступающего в камеру 36. На внутренней пластине 32 передней части печи предусмотрено отверстие 39,
соединяющее камеру 36 с распределительной камерой 40, снабженной множеством отверстий. В каждое из
этих отверстий вставляется труба 41, и в каждой из этих труб 41 расположен неподвижный вентилятор или
другое направляющее лопастное устройство 42, благодаря которому воздух, поступающий через трубы или
сопла 41 в пространство над решеткой 12, приводится во вращательное движение.
На рисунке 5 показана еще одна установка для производства пара, сконструированная в соответствии с
изобретением. Паровой котел представляет собой котел Бабкока-Уилкокса более старой модели, снабженный
цепной колосниковой решеткой 51. Внутреннее пространство двух частей цепной решетки разделено
перегородкой 52 на два отсека 53 и 54. Установка также включает в себя предварительный подогреватель 55
для предварительного подогрева воздуха, необходимого для сжигания, который в данном случае также
представляет собой так называемый предварительный подогреватель Льюнгстрёма, показанный в разрезе и
расположенный между зольником и нижней частью дымовой трубы.
— Продукты сгорания проходят в направлении стрелки а вокруг пучка трубок и через предварительный
подогреватель 55 в дымоход 56. Воздух проходит через предварительный нагреватель 55 в направлении
стрелки b, сначала непосредственно в отсек 54 колосниковой решетки, затем над зольной кучкой 57,
расположенной вокруг места перегородки 52, в отсек 5370 колосниковой решетки, и, наконец, через канал 56,
проходя через трубу 58, предусмотренную в передней арке печи, благодаря чему ему передается
вращательное движение известным способом. Подробное описание расположения трубы 58 приведено на
рисунках 8 и 9. Труба 58 сообщается через канал 59 с пространством над решеткой 51 и разделена по
множеству образующих, причем один из краев каждой из 80 образованных таким образом изогнутых полос
изогнут внутрь к оси трубы, как показано на рисунке (а). Вокруг трубы 58 установлена крышка 60, которую
можно регулировать таким образом, чтобы закрыть или открыть большую или меньшую по длине часть трубы
58, что позволяет контролировать количество подаваемого воздуха.
Очевидно, что воздух, подаваемый через решетку 51, при таком способе подачи будет совершать вращение
на 90 градусов.
Высота зольного ящика 57 может быть соответствующим образом отрегулирована таким образом, чтобы
количество воздуха, подаваемого в отсек 53 95 колосниковой решетки, было наиболее оптимальным.
Описанная выше паровая установка представляет собой пример, заимствованный из практики, где
установлен воздухоподогреватель для увеличения производства пара на 100%. Для обеспечения
максимально возможного производства пара на этом заводе используются угли с высокой теплотворной
способностью и очень низким содержанием золы. До установки каких-либо воздухоподогревателей 105 эти
угли создавали большие трудности с колосниковыми решетками, и сгорание шлаковых граблей было
обычным явлением. Когда подогреватель был впервые установлен, гарантированное увеличение
производства пара не могло быть достигнуто по той причине, что дегазация в очень нижней камере сгорания
при подаче горячего воздуха была настолько интенсивной, что пламя распространялось вверх между
трубами, что приводило к сильному образованию дыма.
Согласно изобретению, путем объединения указанной установки с устройством 120 для подачи
предварительно подогретого вторичного воздуха, подвергнутого турбулентности, все эти трудности были
устранены разом.
В топке мгновенно достигалось идеальное сгорание с абсолютно 125 бездымными продуктами сгорания, при
этом толщина слоя топлива и, следовательно, скорость сгорания на единицу площади колосниковой решетки
могли быть увеличены, поскольку сгорание угля частично перемещалось в камеру сгорания, где сгорание
было очень интенсивным, и производительность котла могла быть увеличена.
Камера сгорания в данной котельной точно соответствует той, что показана на рисунке id. Разница между этой
низкой камерой сгорания и сравнительно небольшой колосниковой решеткой, предусмотренной в ней, и
высокой камерой сгорания и большими поверхностями колосниковой решетки, показанными на рисунках 1-1 и
предназначенными для котлов той же производительности, очевидна.
Дальнейшее усовершенствование этой парокотельной установки заключается в том, что воздух, поступающий
в отсек 54 колосниковой решетки, смешивается с небольшим процентом дымовых газов, причем указанный
отсек сообщается через трубопровод 61 с выходным отверстием дымовых газов из предварительного
подогревателя 55. Таким образом, станет возможным полный контроль температуры колосниковой решетки,
при этом будет обеспечено значительно более интенсивное сгорание на цепной колосниковой решетке, даже
при использовании топлива, содержащего легкоплавкие компоненты золы.
На рисунках 6 и 7 показана еще одна установка для производства пара, которая снабжена устройством,
выполненным в соответствии с принципом изобретения, имеющим камеру сгорания горизонтального сечения,
сужающуюся непрерывно или ступенчато в направлении вверх, для достижения равномерной скорости газов
между водотрубными трубами котла.
- Котел включает в себя два блока труб 71, каждый из которых соединен с водяным и паровым ящиками 72, 73
и 74 75 соответственно, сообщающимися друг с другом через трубы 76, и пароперегреватель, состоящий из
змеевидных труб 77, вставленных между указанными трубами 76.
Продукты сгорания топлива, сжигаемого на колосниковой решетке 90, проходят вверх между водотрубками и
змеевидными трубами пароперегревателя; через канал 78 в верхнюю половину предварительного
подогревателя 79, который в данном случае также представляет собой так называемый предварительный
подогреватель Люнгштрассе, после чего продукты сгорания, наконец, отводятся в дымовую трубу 82
вентилятором 80, который предпочтительно приводится в движение непосредственно двигателем 81. Нижняя
половина воздухоподогревателя 79 известным способом пропускает воздух, который прокачивается через
подогреватель с помощью вентилятора 83 в направлении стрелки c:
Предпочтительно, чтобы вентилятор, посредством которого создается необходимое давление воздуха, также
приводился в движение с помощью двигателя 84. Нижняя половина нагревателя ai -pre65- сообщается с его
воздухоотводящим патрубком, при этом воздушная камера 85 простирается поперечно над передней панелью
котла.
Из указанной воздушной камеры 85 горячий воздух подается с обеих сторон котла вниз в топку через 70
каналов 86, сначала в воздуходувки 87, расположенные между верхней и нижней цепными частями
колосниковой решетки, а затем через отверстия в этих каналах 86 и через неподвижные пропеллеры 88 75
или другие направляющие лопасти, вставленные в указанные отверстия, в пространство над колосниковой
решеткой 90, при этом этому вторичному воздуху придается вращательное движение. Внутри каналов 86
расположены 80 направляющих лопаток 89, на верхних концах которых установлены заслонки 91, с помощью
которых можно регулировать распределение горячего воздуха.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
нам известны спецификации № 267422 и
№ 267 829, и что мы не претендуем ни на что из заявленного в нем, кроме того, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_267967.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=267967&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB267967A
[]
Полная спецификация.
Способ и устройство для нарезания зубчатых передач.
Я, Пауль Боттчер-младший, гражданин Германии, проживающий в Альтона-Баренфельде, недалеко от
Гамбурга, Германия, настоящим заявляю о природе данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Настоящее изобретение относится
к режущей головке для использования в машинах для производства изогнутых профилей зубьев
цилиндрических и конических зубчатых колес, в которой один или несколько резцов непрерывно
перемещаются в одном и том же или в изменяемом направлении соответствующим перемещением
держателя резца вдоль рядов воображаемых основных зубьев, т. е. зубьев воображаемой зубчатой рейки или
корончатого колеса, в то время как соответствующим вращательным движением между заготовкой колеса и
держателем резца осуществляется постепенное формирование или придание формы боковой поверхности
зуба в обрабатываемой заготовке колеса в соответствии с известным методом формирования.
Ввиду своей простоты основная идея изобретения иллюстрируется прежде всего на примере простейшей
формы изогнутых или дугообразных зубьев, или так называемых круглых зубьев; применение изобретения к
более сложным формам изогнутых зубьев будет разработано позже. Поскольку тип крепления колеса,
регулировочное движение между колесом и держателем режущего инструмента, а также движение вращения
и деления в известных машинах этого типа можно считать неизменными, новизна изобретения относится
исключительно к конструкции режущей головки и движениям держателя режущего инструмента, следующие
конструкции ограничиваются деталями этой режущей головки.
Все методы нарезания зубьев основаны на теории воображаемых основных зубьев, а именно, воображаемой
зубчатой рейки или корончатого колеса (например, зуборезная машина Бильрама), в соответствии с которой
профиль зуба формируется резцом в процессе его движения.
Согласно этому методу нарезания зубьев, разные колеса могут правильно соединяться друг с другом только в
том случае, если их соответствующие воображаемые основные зубья при наложении друг на друга правильно
прилегают друг к другу, обеспечивая полный контакт по всем боковым поверхностям, как если бы они были
матрицей и матрицей.
Для лучшего объяснения этих важнейших принципов нарезки каждого профиля зуба методом прокатки на
рисунке 1 показаны две такие воображаемые основные формы зубьев (рейки), связанные с двумя зубчатыми
колесами круглой формы, расположенные друг над другом, а на рисунке 2 они наложены друг на друга.
Над зубчатой рейкой 1 схематически показана режущая головка 2, снабженная режущей кромкой 3 с
прямоугольным наклоном, которая образует выпуклую изогнутую круглую боковую поверхность зуба 4.
Аналогичная режущая головка 6 показана ниже зубчатой рейки 5, прямоугольная наклонная режущая кромка
которой образует вогнутую изогнутую круглую боковую поверхность зуба 8.
Как показано на рисунке, режущая кромка 3 при вращательном движении режущей головки формирует часть
выпуклой конической поверхности, а режущая кромка 7 — часть вогнутой конической поверхности. Выпуклая
боковая поверхность зуба 4 рейки 1 может точно соответствовать вогнутой боковой поверхности зуба 8 рейки
5 только в том случае, если выпуклая и вогнутая конические поверхности, сечения которых они
иллюстрируют, абсолютно одинаковы, а их оси полностью совпадают при наложении. Отсюда возникает
безусловная необходимость того, чтобы режущая кромка 3 режущей головки 2 при нарезании зубьев одной
заготовки колеса и режущая кромка 7 режущей головки 6 при нарезании зубьев контрколеса для его
зацепления были расположены таким образом, чтобы обе образовывали одинаково вогнутые и выпуклые
конические поверхности, при этом оси вращения режущих головок должны быть перпендикулярны плоскости
делительной окружности основных зубьев или, что более важно, должны быть строго параллельны друг другу.
Основное правило правильного зацепления цилиндрических зубчатых колес применимо также к коническим
зубчатым колесам, где его точное соблюдение сопряжено с большими трудностями. Рисунок 3,
представляющий собой вид сбоку, частично в разрезе, и Рисунок 4, представляющий собой план,
аналогичным образом показывают соотношения в конических зубчатых колесах, где воображаемые основные
зубья (коронные колеса), на которых основано формирование зубьев, при наложении друг на друга должны
обеспечивать полный контакт, подобно матричным и патрикулярным зубьям. Для простоты предположим
сначала, что зубья не сходятся к вершине воображаемого делительного конуса, а имеют одинаковую высоту,
как в цилиндрических зубчатых колесах. В этом частном случае круговое движение режущей кромки
осуществляется параллельно основанию зуба плоского основного корончатого колеса. Таким образом, оси
вращения режущих головок 9 и 10 перпендикулярны делительной плоскости плоского корончатого колеса.
В результате этого режущие кромки 11 и 12 режущих головок 9 и 10 образуют выпуклые и вогнутые боковые
поверхности зубьев 15, 16 плоских основных колес 13 и 14, которые точно входят друг в друга при наложении,
как в случае зубчатых реек на рисунках 1 и 2.
Трудности возникают, как только зубьям, которые имеют переменную глубину, характерную для конических
зубчатых колес, придается глубина, изменяющаяся в зависимости от угла наклона корня зуба. При
использовании известной до настоящего времени простой режущей головки с неподвижными режущими
инструментами возникает необходимость наклонить режущую головку под углом к основанию зуба или под
углом, под которым нижняя часть зуба наклонена к делительной плоскости основного колеса, как показано
пунктирной линией на рисунке 3.
Предполагая наложение воображаемых корончатых колес, обе режущие головки 9 и 10 имеют одинаковый
наклон, но в противоположных направлениях. Оси выпуклых и вогнутых конических поверхностей,
образованных их режущими кромками, больше не параллельны, а наклонены друг к другу под углом,
приблизительно равным сумме углов обоих корней зуба.
Боковые поверхности зубьев 15 и 16 обоих корончатых колес 13 и 1.4, связанные с этими коническими
поверхностями, больше не прилегают друг к другу при наложении, поэтому идеально глубокое
соприкосновение контактирующих конических поверхностей становится невозможным. По этой причине
невозможно нарезать конические зубчатые передачи, которые правильно входят в зацепление, методом,
основанным на таком воображаемом корончатом колесе. Все станки, изготовленные по этому методу,
производят зубчатые поверхности, которые лишь приблизительно и несовершенно зацепляются друг с
другом, что подтверждается практикой.
Чтобы избежать этого недостатка, необходимо отказаться от наклонного положения режущей головки,
являющегося причиной ошибки. Настоящее изобретение рассматривает проблему с совершенно иной точки
зрения и неизменно сохраняет для конических зубчатых колес положение, перпендикулярное плоскости
делительной окружности воображаемых основных зубьев, как показано на рисунках 3 и 4, поскольку, согласно
предыдущим утверждениям, конические поверхности, полностью прилегающие друг к другу, могут быть
получены только при этом условии. Прямая линия или прямоугольная режущая кромка на режущей головке на
рисунке 3, если представить ее в соответствующем виде, пересекает ось вращения режущей головки.
Таким образом, как уже упоминалось, вместе со своим расширением он представляет собой генератор
конической поверхности, из которой, в силу своей ограниченной длины, он создает лишь небольшой участок,
достаточный для воплощения основных зубьев. Для того чтобы переместить острие режущей кромки в
плоскости, наклоненной в соответствии с углом корня зуба, так чтобы оно могло следовать направляющей
линии основания зуба, постепенно поднимаясь к вершине конуса, не покидая вышеупомянутую коническую
поверхность, режущая кромка согласно настоящему изобретению продольно смещается во время вращения
режущей головки, то есть в направлении генератора конической поверхности, оси вращения режущей головки,
а также воображаемой вершины конической поверхности, оставаясь при этом неизменным под воздействием
этого смещения. Если это смещение действительно происходит точно в направлении режущей кромки или
формирователя конической поверхности, то формируется точно такая же коническая поверхность, как и
раньше, но этот участок конической поверхности, ограниченный длиной режущей кромки, фактически
используемой для формирователя зубьев, оказывается несколько смещенным.
Смещение режущей кромки осуществляется таким образом, что ее острие может следовать по любой
подходящей базовой линии зуба, не параллельной плоскости основного корончатого колеса.
На рисунках 5, 6 и 7 схематически показаны, соответственно, сечение, вид сбоку и сечение по линии X-Y двух
таких режущих головок. На этих рисунках показаны две режущие головки описанного типа, используемые для
изготовления выпуклых и вогнутых дугообразных зубчатых поверхностей, приспособленных для плотного
прилегания друг к другу.
Эти две режущие головки показаны в таком положении, что их оси вращения совпадают, а сплошные и полые
конические поверхности, образованные их режущими кромками, точно совпадают. Режущие головки 17, 18
несут хвостовики 21, 29, имеющие режущие кромки 19, 20. Эти хвостовики поддерживаются втулками 23, 24,
защищенными от осевого смещения, причем втулки расположены таким образом, что могут перемещаться в
осевом направлении в соответствующих отверстиях режущих головок 1. 7, 18. Перемещаемость втулок 23, 24
вместе с хвостовиками 21, 22 в режущих головках контролируется выступами 25, 2G, которые направляются
во время вращения режущих головок в соответствующих кулачковых пазах 27, 28, закрепленных на раме
станка.
Как показано на рисунке 5, оси хвостовиков 21, 22 и втулок 23, 24 точно совпадают с режущими кромками 19,
20, OLF, образующими конические поверхности. Таким образом, образующиеся поверхности всегда
представляют собой участки одних и тех же конических поверхностей, полностью независимые от этих осевых
смещений втулок 23, 24 во время вращения режущих головок. Теперь можно вырезать любую подходящую по
форме основу зуба, если соответствующим образом сформировать изогнутые канавки 27,28 для осевого
перемещения втулок 23,24, без необходимости хоть как-то изменять форму и положение самих конических
поверхностей, которые точно подходят друг к другу.
Предположим, например, что это коническое зубчатое колесо, в котором линии корня зуба наклонены друг к
другу, как показано пунктирными линиями: F1, F2 и F3 F4 на рисунке 7. Тогда перемещение точек режущих
кромок 19, 20 возможно вдоль этих наклонных линий корня зуба, если во время вращения режущих головок
втулки 23, 24 и их выступы 25, 26 направляются в соответствующие сходящиеся изогнутые канавки 27, 28 и
могут перемещаться вдоль оси друг относительно друга в направлении, совпадающем с направлением
режущих кромок. Дно зуба можно вырезать так же хорошо, как и любое другое, по прямым или изогнутым
линиям, как только будут выполнены соответствующие по форме канавки 27, 28. Это может иметь
существенное значение в прямозубых передачах, если ! Благодаря изогнутому основанию зуба достигается
меньшая глубина и, следовательно, большее сопротивление зубьев на концах колеса.
Такое же смещение резцов в их головках в направлении собственных режущих кромок может одновременно
использоваться без дополнительных изменений для предотвращения врезания или образования ямок в тех
случаях, когда при непрерывном вращательном движении головки резца резцы в нерабочей части своей
круговой траектории будут врезаться в заготовку колеса.
Полное извлечение втулок 23, 2L с режущими кромками 19, 20 на определенных участках круговой траектории
становится возможным благодаря соответствующему формированию канавок 27, 28. Если это отступление
произойдет в соответствии с указаниями самих резчиков, то это практически докажет наличие мелких
конструктивных ошибок или недостатков. Небольшие отклонения при перемещении в рабочее положение не
влияют на образующуюся коническую поверхность, поскольку перемещение происходит внутри самой этой
конической поверхности и в лучшем случае повлияет на форму вырезанного дна зуба. Для корректной работы
колёс это не имеет значения.
Возможность перемещения фрез в направлении их режущих кромок имеет особое преимущество в тех
случаях, когда их можно использовать в качестве подающих движений в направлении глубины зубчатых
зазоров, которые необходимо вырезать. Такое движение стальных резцов в режущих головках становится
возможным, если направляющие канавки 27,28 не жестко соединены с подшипниками, а расположены таким
образом, чтобы их можно было медленно перемещать любым подходящим способом в направлении оси
вращения режущей головки, а также любым подходящим способом медленного привода.
Пример такой конструкции показан и описан далее в связи с рисунками 14 и 15. Из этого станет очевидно, что
одновременно с медленным продвижением этой направляющей кривой в направлении оси вращения
режущей головки может происходить постепенное проникновение режущих инструментов в глубину зубчатых
зазоров, которые необходимо вырезать, либо в направлении самих режущих кромок, либо в направлении
наклонных граней этих зубчатых зазоров.
Такое движение подачи имеет особое значение в тех случаях, когда необходимо обрабатывать
трапециевидные зубчатые промежутки с прямолинейными зубчатыми ямками без вращательного движения.
Подобная операция резания трапециевидного зубчатого зазора без вращательного движения часто
используется при черновой обработке зубчатых зазоров в сплошных стальных заготовках.
Кроме того, ввиду усовершенствований и упрощений современных методов изготовления, это имеет большое
значение для производства зубчатых передач с высоким передаточным отношением, в которых из двух
взаимодействующих зубчатых колес большее, не имеющее вращательного движения, снабжено
прямолинейными зубьями, в то время как связанное с ним меньшее сопряженное колесо вращается не по
прямой плоскости, а по прямой плоскости, которая правильно соответствует первому упомянутому большему
колесу с трапециевидным поперечным сечением зубьев. Для облегчения объяснения различия между
общеизвестным методом Бильграма и более современными методами прокатки, упомянутыми выше, на
рисунке 8 показано движение конической шестерни 33 на соответствующем базовом корончатом колесе 34,
причем корончатое колесо представлено держателем инструмента. Этот способ прокатки по Бильграму
заключается в прокатке конической шестерни по абсолютной корончатой шестерне (инструменту) или в
одновременном вращении этой шестерни вокруг оси XXI и вокруг оси YYI соответствующей корончатой
шестерни, причем обе оси вращения наклонены друг к другу под углом, равным половине конического угла.
На рисунке 9 показано упрощенное движение качения, при котором та же коническая шестерня 33 катится не в
плоскости a, а на усеченном коническом основном колесе или коническом колесе 35. Это базовое коническое
колесо 35 точно соответствует колесу матин, связанному с конической шестерней 33, и представлено тем же
движением инструмента, что и в абсолютном корончатом колесе или базовом колесе в методе Бильграма.
Таким образом, оси вращения в случае конических колес с осями, расположенными под углом 90°, всегда
перпендикулярны друг другу. В данном случае вращательное движение при формировании зубьев конической
шестерни 33 состоит в одновременном вращении шестерни вокруг ее оси XXI и оси ZZI (перпендикулярной ей)
делительного конуса контр-конического колеса. В этом упрощенном методе прокатки отказались от
использования базового колеса, как это делалось по методу Бильграма. Поскольку формирование боковых
поверхностей зубьев шестерни осуществляется непосредственно из контр-конической пятки, которая, как
предполагается, снабжена трапециевидными зубчатыми зазорами, последняя сама должна быть снабжена
лишь этими трапециевидными зубчатыми зазорами, и это теперь может быть осуществлено простым
способом обработки зубчатых зазоров с помощью прямолинейных фрез, без какого-либо вращательного
движения.
Если во введении упоминалось о создании движения с помощью соответствующего основного зуба, то все,
что изложено в настоящей Спецификации, в равной степени относится и к созданию движения аналогичного,
но более простого типа, в котором плоское основное колесо заменено усеченно-коническим основным
колесом.
Если операцию можно выполнить обычным способом, путем проникновения резцов в направлении глубины
зубчатых зазоров при постепенном приближении заготовки колеса к режущей головке, то вследствие
трапециевидной или клиновидной формы зубчатых зазоров образуются стружки нежелательной ширины.
На рисунке 10 схематически показаны несколько последовательных разрезов, выполненных при
формировании трапециевидного пространства между зубами, при этом, как обычно, несколько
трапециевидных фрез расположены на режущей головке таким образом, что они режут попеременно правым
и левым или наружным и внутренним краями. Глубина образующихся таким образом зубчатых зазоров
пропорционально очень велика, и поэтому под высоким давлением и напряжением на станке и режущем
инструменте образуются чрезвычайно тонкие стружки, так что требуемая мощность становится чрезмерной по
отношению к фактическому поперечному сечению удаляемой стружки, в то время как объем производства
невелик.
В отличие от вышеизложенного, на рисунке 11 показано проникновение резцов в направлении их наклонных
режущих кромок при соответствующем перемещении их на режущей головке в направлении конического
генератора.
В этом случае резка осуществляется главным образом остриями резцов и лишь в незначительной степени по
бокам, поэтому удаляются стружки со значительно благоприятным поперечным сечением и значительно
меньшей шириной. В данном случае максимальная ширина стружки или обрезков не зависит от ширины
межзубного пространства и не определяется его глубиной.
Из рисунка 11 видно, что резцы на режущей головке режут попеременно наружу и внутрь, или вправо и влево,
и, следовательно, попеременно по противоположно наклоненным боковым поверхностям, к которым они
относительно смещены в соответствующих направлениях.
На рисунке 12 схематически показано устройство, которое существует при установке среднего резца между
внешним и внутренним резцами, при этом средний резец одновременно режет оба резервуара и дно, и,
следовательно, смещается не параллельно боковым кромкам, а перпендикулярно основанию зуба или в
направлении, симметричном трапециевидному поперечному сечению. В такой конструкции резцы на режущей
головке, работающие во вращении, а именно: внешний резец, прямолинейный средний резец, наклонный
боковой резец и т. д., обеспечивают особенно равномерное разделение резания. Каждый трапециевидный
резец можно сделать тонким без риска возникновения вибрации. Основной материал зубчатого пространства
удаляется средней фрезой, которая никогда не касается непосредственно боковых поверхностей чистовой
обработки зуба. Боковые фрезы, обрабатывающие боковые поверхности зубьев, поэтому в значительной
степени сохраняются и, следовательно, обеспечивают особенно чистый срез.
Фрезерные головки, имеющие резцы, которые работают и подаются последовательно: первый под углом к
внешним боковым кромкам, второй прямо по направлению к центральной линии трапециевидного контура, а
третий под углом к направлению внутренних боковых кромок, таким образом, распределяют рез наилучшим
образом, минимизируют нагрузку на станок и на обе боковые режущие кромки, и, следовательно,
обеспечивают максимальную эффективность и чистоту резания при непосредственном резании зубьев
трапециевидного сечения или простых прямых боковых кромок зубьев.
Выше предполагалось, что при круговом движении резцов или простом вращательном движении режущей
головки получаются простые дугообразные зубчатые валы. Это происходит в том случае, когда само колесо,
независимо от вращательного движения, остается неподвижным относительно режущего инструмента во
время операции резки. Однако известны станки, в которых заготовка колеса не неподвижна во время
операции резки, а непрерывно вращается в положительном направлении в связи с движением режущей
головки. При круговом движении режущей головки формируются боковые поверхности зубьев, которые
изгибаются уже не по простым кривым, а по циклическим. В данном случае угол резания режущей кромки
инструмента изменяется, описывая эту кривую, относительно траектории этой циклической кривой. Для
обеспечения постоянных углов резания и правильной формы зубьев, несмотря на это, необходимо
поворачивать режущие инструменты вперед и назад, описывая эти циклические линии боковой поверхности
зуба на режущей головке таким образом, чтобы поддерживать постоянные углы резания относительно каждой
точки описываемых линий боковой поверхности зуба.
С этой целью хвостовики 21, 22 резцов на рисунках 5, 6, 7 зафиксированы от осевого перемещения, но в
остальном установлены свободно вращающимися вокруг своих осей в отдельных втулках 23, 24. Как указано
выше, они установлены с возможностью осевого перемещения в режущей головке. Хвостовики 21, 22
снабжены на своих задних концах отдельными собачками 29, 30, которые скользят в соответствующих
шаблонах 31, 32, жестко установленных на корпусе подшипника, и в соответствии со своей формой позволяют
осуществлять любые подходящие колебания режущей кромки хвостовиков 21, 22 во время вращения
режущих головок с целью непрерывного получения постоянного угла резания для каждой подходящей формы
кривизны зуба. Поскольку ось, вокруг которой происходит колебательное вращение, совпадает с осями
хвостовиков режущих кромок, а их оси, как уже говорилось, точно совпадают с наклонными режущими
кромками, это колебательное движение изменяет только угол резания, но не положение самих режущих
кромок относительно режущих головок.
Следовательно, сформированная конусная поверхность остается совершенно невосприимчивой к этому
колебательному движению, так что в изготовленные зубья не может быть внесено никаких ошибок, даже если
неточности в шаблонах 31, 32 не приводят к ошибкам в сформированной конусной поверхности и,
следовательно, в изготовленных зубьях, а лишь влияют на более или менее точное поддержание постоянного
угла резания, как уже было сказано. Все вышеупомянутые условия применимы не только к дугообразным
зубьям, но и к зубьям, изогнутым по любой другой кривой. До настоящего времени считалось, что режущая
головка совершает простое вращательное движение, и, следовательно, ее ось, независимо от этого
вращательного движения, остается неподвижной в пространстве во время операции резки. Теперь, с
помощью различных вспомогательных движений, можно перемещать ось вращающейся режущей головки
таким образом, чтобы режущие кромки описывали не только дугообразные линии, но и кривые, в большей или
меньшей степени отклоняющиеся от них. Следует понимать, что все вышесказанное также применимо к этому
сложному случаю движения режущего инструмента.
Такое вспомогательное движение или орбитальное движение оси режущей головки во время ее
вращательного движения вокруг этой оси может быть достигнуто различными способами с помощью
шаблонов или кривошипного механизма. Таким образом, само вспомогательное движение может снова
представлять собой простое круговое движение или колебательное движение по прямой линии или по дуге,
образованной из нее. Если для следующего примера конструкции принять первый случай, а именно, простое
круговое движение оси режущей головки вокруг второй оси в пространстве в качестве вспомогательного
движения во время ее вращения вокруг собственной оси, то получается комбинация режущего движения от
двух одновременно происходящих круговых движений в движение вдоль циклической кривой.
Соседние файлы в папке патенты