Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11946
.pdf
указанной смеси 30, имеет удельную плотность при 200 градусах Цельсия 0,796 и анилиновую температуру
73,8.
Дата: 11 марта 1932 года.
W. P. TROMIPSON & Co., Черч-стрит, 12, Ливерпуль, дипломированные и зарегистрированные патентные
поверенные.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве ценных продуктов из сжиженных углеводородов, содержащих
ароматические вещества.
Я, ХАЙОЛД ЭДВИН ПОТТС, дипломированный патентный поверенный, проживающий по адресу: Черч-стрит,
12, Ливерпуль, графство Инкастер, провинция Великобритания, настоящим заявляю, что характер данного
изобретения, о котором мне сообщила компания International Labdérél ... Получение жидких или сжижаемых
углеводородов, содержащих ароматические вещества, путем обработки с добавлением восстанавливающих
ферментов, как определено ниже, при повышенной температуре и давлении.
Уже известно, что это применяется при производстве высокосортных смазочных материалов из тяжелых
углеводородных масел в соответствии со спецификацией №. 34S,S:34, подвергать исходные материалы
обработке растворителями, включая жидкий диоксид серы, для осаждения примесей, таких как полимерные,
смолистые и подобные продукты или соединения серы, и обрабатывать продукт газом, богатым свободным
водородом, под давлением, значительно превышающим атмосферное, при температуре около 7000 °F. Было
указано, что обработка предпочтительно проводится при давлении, превышающем примерно 100 атмосфер, а
в одном из примеров упоминалось давление около 200 атмосфер. 70 Это предложение уже было выдвинуто в
Великобритании.
Спецификация № 268774 для обработки масел Edeleanitt, очищенных от каталитических ядов путем
обработки водяным паром. Кроме того, это было предложено в спецификации №. 75
218,989 Для обработки тяжелой нефти или газойля, которые были тщательно очищены с помощью жидкого
диоксида серы или олеина таким образом, что очищенный продукт состоит исключительно или
преимущественно из насыщенных углеводородов и не обладает никакой нефтяной ценностью, его можно
подвергнуть реакции с водородом в присутствии мелкодисперсного никеля или смеси никеля с кобальтом,
медью или железом, нанесенными на носитель. 85 Ни в одной из этих предыдущих публикаций фактически не
описывается обработка масла, содержащего ароматические соединения, тогда как настоящее изобретение
касается исключительно проблемы обработки гидрокарбоновых масел, содержащих ароматические
соединения.
Мои зарубежные корреспонденты обнаружили, что ценные продукты, и в частности углеводородные продукты,
производятся на особо доступном предприятии 95%-ной отрасли из жидких плавких углеводородов,
содержащих ароматические вещества (путем удаления ароматических веществ, частичной очистки и
последующего воздействия на полученную смесь углеводородов реактивной средой с добавлением
восстановительных газов, состоящих из свободного водорода или свободного монооксида углерода или
смесей этих газов, или содержащих их, при температуре, достаточной для осуществления желаемой реакции
BADS ORIGINAb400,580, и при повышенном давлении ниже 100 атмосфер, и, что выгодно, не на уровне
атмосферных температур.
11 В ходе указанного процесса может быть целесообразно проводить обработку для восстановления
ароматических веществ до такой степени, чтобы удаленные ароматические вещества не содержали
значительного количества (11 неароматических коллагенов).
Указанный процесс полного или частичного извлечения ароматических веществ осуществляется путем
обработки и экстракции растворителем, с помощью которого извлекаются ароматические вещества из
исходных.
В качестве примеров можно привести жидкий диоксид серы, фурфурол, анилин или диметилсульфат.
Указанная обработка может проводиться с использованием масла[.
Например, непрерывно, пропуская растворитель против тока через обрабатываемый материал, или
обработка может проводиться в периодическом режиме, предпочтительно с помощью перемешивания или
ингаляции.
Давление, применяемое при указанной обработке растворителями, должно превышать парциальное
давление растворителя при температуре. Количество используемого растворителя может варьироваться в
зависимости от природы обрабатываемого материала и количества ароматических компонентов, которое
необходимо контролировать, или в соответствии с указаниями, если необходимо предотвратить образование
ароматических соединений. Таким образом, это 1 im 11 bee i fomid, tliat in 111t. обработка венесуэльского
масла LO в процентах по весу (если aronialit, (.onst-ltuents, 29 процентов по весу компонентов и 41 процент.
А5 по весу парафиновых углеводородов, 2М равных объемов жидкого диоксида серы, при этом удаляется
практически только один ароматический компонент. «При использовании больших количеств жидкого
диоксида серы удаляется больше ароматических примесей. Также используется ультразвуковая обработка
парафиновых и непрозрачных соединений».
Количество и качество экстракта также варьируются в зависимости от продолжительности обработки,
растворителя и обрабатываемого вещества.
Одним из главных преимуществ удаления из исходной смеси углеводородов 11w Aronvilic в соответствии с
настоящим изобретением является то, что количество li.vdi.o-,,,eii, используемого при обработке tsi(Iiiial
Углеводородов, значительно меньше, чем было бы в случае, если бы они были полностью или частично
слиты. Если ароматические соединения остаются в исходном состоянии, они часто собираются в 2,5-(1,5- ...
Таким образом, оловосодержащие радиели производили равные дополнительные количества насыщенного
вещества. 75 Невротические составляющие 3re Очень легко восстанавливается frolli начальный iiiItei-i,l 1)v
действие слуг, таких как жидкий sill)liiir диоксид AS-11el-eas масло 111e otlier слепой uilsatiil-,111(1
Коллиполильды называют 11tit 80 так ea-41 можно извлечь и золу. некоторые условия на - Вера ---возлюби
это все с помощью указанных ineans.
Еще одним преимуществом удаления ароматических компонентов является то, что при обработке остаточных
веществ происходит их восстановительная очистка. Это позволяет получать продукты, содержащие оксиды
водорода, водорода или углерода, работающие при давлении ниже 100 90°C. Это позволяет добиться
превосходных результатов.
Работающий. Undel. sliell low pressill-es brill-'s with it very significant and reduction ill cost the as compared with
workiiil- ill Li_---1 pressure 95 apparatus. Указанная работа при низком давлении особенно полезна при
переработке сырого керосина, например, в силосах для бензольных фракций, для удаления ненасыщенных
соединений или неуглеводородных компонентов, таких как соединения S1111, окси-эв-масла и т.д.
l 9 Для проведения обработки исходных веществ, например, сырого смазочного масла, для масла,
содержащего 1 (- 1 к 1 ова из n 105 ароматических веществ, в определенной степени в nwillier, 41,11 все
ароматические вещества (10 м)т всех существенных количеств итиоатических компонентов, имеет большую
долю, что 110 очень значительную часть этих нежелательных ароматических веществ; это -ts-itlioiit потери
желаемых парафиновых веществ, например, масел, liaviii2 ценные смазывающие свойства или способность
быть преобразованными в такие масла ine-Lirred и в то же время tinic a oreai save.--- из указанного
уменьшения., повторного заполнения. Продажа 1,11S1 в качестве гидрогенерации осуществлена.
Аромитовые субстанции из ""' i20, исходный материал, жизненно важный для настоящего изобретения, могут
подвергаться разрушительному воздействию гидро- и токсичных веществ, что является отличным примером.
Ii i call aiiti-lciiock value call be ol)t,-iiii-cl. or tlif.. С.
i-iav be converts([ into liskii,,),ii.oniatic (,oiipoiin(13 if desirod, is-itholit any sfinitial clisrilption of the earlion chain.
Это три болб из экстракта, iii(l из остаточного гидро-. Любого существенного расщепления углеродных цепей
углеводородных молекул следует избегать, как правило, при температурах ниже примерно 4200 °C, тогда как
реакции, в которых такое расщепление желательно, обычно протекают при 70 °C.
проведено при температурах выше 380 (9. Количество водорода, поддерживаемое во вторник
Реакционный сосуд и связанные с ним части, если таковые имеются, значительно различаются в зависимости
от характера конкретного исходного материала, подвергаемого обработке, или от степени приближения к
желаемому результату. В целом, может быть использовано 400, 600 или 1000 кубических метров водорода
или более, измеренных в нормальных условиях температуры и давления, на тонну обработанного 80%
углеродистого материала.
Особенно выгодно проводить процесс путем непрерывного введения свежих остаточных углеводородов в
реакционный сосуд 85 для непрерывного удаления из него продуктов реакции. При необходимости можно
использовать несколько реакционных сосудов, соединенных последовательно, в которых, если это
необходимо, могут поддерживаться различные температурные и/или барометрические условия, а также могут
применяться различные катализаторы.
Достаточно преобразованные продукты реакции могут быть удалены за любым из реакционных сосудов.
Материалы, которые не подверглись достаточной реакции, могут быть переработаны или подвергнуты
быстрой восстановительной обработке.
газ в другом реакционном сосуде.
Обработка углеродсодержащих материалов может проводиться в жидкой, газообразной или парообразной
фазе в зависимости от требований.
Указанная обработка восстанавливающими рафинировочными газами проводится с особым преимуществом в
присутствии катализаторов, и особенно тех, которые образуются в результате обработки серой.
Катализаторы (содержащие) основные элементы шестой группы периодической системы, особенно молибден
и вольфрам, а также хром и уран или их соединения, или олово, ванадий, рений, марганец, цинк, кадмий,
алюминий или кобальт или их соединения, могут быть использованы с особым преимуществом.
Особенно хорошие результаты получаются при использовании оксидов, гидроксидов или сульфидов
металлов шестой группы периотической системы.
Поддержание достаточной концентрации сероводорода в восстановительных газах может быть
целесообразным для предотвращения ухудшения активности катализатора, хотя избыток сероводорода
недопустим, поскольку в противном случае могут произойти нежелательные реакции. При обработке
экстракта следует соблюдать аналогичные условия, описанные выше для обработки с использованием
восстановительной рафинировки, а также удалять газы остаточных углеводородов. 130:
углеродные материалы до их обработки.
При очистке газов, содержащих любые следы растворителя, такие как диоксид серы, все еще происходит
утечка газа, чтобы избежать загрязнения воздуха из оборудования.
Реакция реанимации остаточных углеводородов с использованием ингибиторов может проводиться в
условиях, не приводящих к существенному расщеплению углеродной цепи молекулы указанных
углеводородов. Это имеет особое преимущество, когда необходимо удалить из указанного углеводорода
примеси, такие как вещества, содержащие серу, кислород или азот, или когда необходимо превратить
нестабильные углеводороды в полностью стабильные углеводороды. Указанные остаточные углеводороды
особенно хорошо подходят для полного насыщения 11-гидроксиэтанолом. В случаях, когда остаточные
углеводороды являются продуктами с высокой температурой кипения, они также могут быть преобразованы в
продукты с более низкой температурой кипения.
Анионы — это исходные материалы, подлежащие обработке в соответствии с процессом, описанным в
данном изобретении. К таким материалам относятся смолы всех видов, содержащие ароматические
вещества, например, полученные из древесного угля, бурого угля или других угольных пластов, сланцев,
битуминозных песков или подобных битуминозных материалов, например, путем кипячения или
низкотемпературной карбонизации или экстракции растворителями, или минеральные масла, содержащие
ароматические компоненты, или продукты экстракции, дистилляции, крекинга или гидрогенизации любого из
указанных материалов, поскольку они содержат ароматические вещества. Данный процесс особенно выгоден
для переработки сырой нефти или нефтепродуктов, а также бензольных фракций, например, полученных
путем крекинга, которые содержат нежелательные ароматические соединения и другие примеси.
Также могут быть подвергнуты обработке смеси любого из указанных продуктов.
При обработке указанных восстанавливающих газов остаточные углеводороды, образующиеся в результате
обработки смесей углеводородов для удаления ароматических веществ, удаляются только до такой степени,
что удаленные ароматические вещества не содержат существенного количества неароматических
компонентов, согласно первому этапу настоящего процесса. В некоторых случаях было признано
желательным работать также под высоким давлением не менее 100 атмосфер, например, 150 или более
атмосфер. Это особенно актуально при переработке смазочных масел.
Обработка указанными восстанавливающими газами, такими как водород или водородсодержащие газы, как
правило, проводится при температурах от 2900 до 500 °C и в реакциях, где 7.
4100,5SO 400,680.
Приведенные ниже примеры дополнительно проиллюстрируют, как данное изобретение может быть
реализовано на практике. Однако следует понимать, что изобретение не ограничивается указанными
примерами. Процентное содержание указано по весу, если не указано иное.
],XAML'LE I.
Коричневато-желтый дистиллят керосина, содержащий 23,4% арониевых соединений и имеющий число
Бриллюэна 9,1 из-за содержащихся в нем ненасыщенных соединений, а также содержащий 0,22% серы,
трижды обрабатывается равным объемом жидкого диоксида серы при температуре от примерно 80°F до
110°F. В результате этой обработки получают 71,6% по весу очищенного продукта светло-желтого цвета и
28,9% по весу экстракта, окрашенного в темно-коричневый цвет. Продукты рафинирования содержат 7%
ароматических соединений, имеют бромное число 7,8 и содержат 0,04% серы.
Качество этого очищенного керосина значительно улучшено.
хотя площадь Лроминского холма уменьшилась лишь незначительно.
200 Части указанного продукта, полученного методом ретинирования, смешиваются по весу с катализатором,
приготовленным путем адсорбции по весу оксида молибдена, рассчитанного как молибденовая кислота из
коллоидного раствора, на 20 г активированного угля. Полученная смесь красителей затем обрабатывается в
более широком атмосфере при начальной концентрации водорода около 30 ат. 20 оспитер.
Содержимое автоклава нагревают в течение примерно 8,6 минут до достижения рабочей температуры около
100 °C и поддерживают эту температуру в течение примерно 15 минут. Образовавшиеся в результате реакции
парообразные продукты затем удаляются путем снижения давления и конденсируются. Получено около 100
весовых частей керосинового дистиллята, содержащего лишь около 3,1% ароматических соединений, с
бромным числом 0 и содержанием серы 0,011%. «Кроме того, продукт теперь совершенно бесцветен».
Сравнивая этот эксперимент с экспериментом, проведенным в аналогичных условиях с обычным начальным
предварительным воздействием... Урк водорода примерно в большом количестве) при всех давлениях. Было
установлено, что при таких высоких давлениях не было получено никаких других результатов, кроме тех, что
были получены при нынешней простоте, когда использовались низкие давления, указанные выше.
Полученный экстракт, прошедший деструктивное гидрирование, может превратиться в ценный бензин с
высокой детонационной способностью.
I.ExASt'tr II.
Для иллюстрации результата, полученного в результате удаления ароматических веществ в такой степени,
что удаленные ароматические вещества не содержат значительных количеств неароматических компонентов,
были проведены следующие сравнительные эксперименты: 70 В столбце I приведены характеристики
исходного материала (смазочного масла).
В столбцах II и III приведены характеристики продуктов, полученных путем обработки водородом двух партий
указанного исходного материала.
Следующая партия указанного исходного материала была обработана равным объемом жидкого диоксида
серы при интенсивном перемешивании в течение примерно 20 минут при температуре около 0°C ниже нуля по
Цельсию. Xo значительные количества неароматического компонента 1 т! Витамин перешёл в раствор. Таким
образом, диоксид серы 85 был отделен от Y. Ниже приведены продукты, полученные в результате этой
обработки, составляющие 735,7% от очищенного продукта.
(Спецификация 1 в столбце 11 V.)
21.6 процент экстракта. 90 2.7 процентные потери.
Очищенный продукт был насыщен водородом после удаления последних следов SO.
В столбце IV показан спецификация — полученный продукт.
Все указанные обработки гидроксидом проводились при начальном давлении около 125 атмосфер, что
давало реакционное давление около 200 атилло-100 сфер в присутствии примерно 1,5% по весу. Обработка
проводилась путем адсорбции диоксида углерода из коллоидного раствора на активном карбониле.
400.580 I. II. | III. IV. V.
а) Гидро- б) Гидро- Гидро- 1 Инициализированное генерированное генерированное Сырье.
инициализированное исходное очищенное сырье. сырье. продукт. продукт.
Температура реакции: 325°C - 300°C, 325°C - 900°C.
Максимальное количество смазочных масел (13% по весу) 100 95 93,8 73,9 75,4 Молекулярная масса 1 47 -50
3a9 Вязкость при 37,8 °C. (Затвор Sav-I) | 1441 сек. 468.1 сек. 691,1 сек. 491 сек. 1125,2 сек.
Вязкость при 1000 °C. 66.9 сек. 52.9 сек. 583.3 сек. 54.7 сек. 65,4 сек.
Индекс вязкости |-77 | +25 | +8 +37 -28 | Содержание серы 0,2 % | Температура анилина 52,60 °C | 91,20 °C |
89,60 °C | 94,40 °C | 63,00 °C
fПоказатель преломления n;, 20 l.5420, 1.4967 1.5004 1.4948 1.5290 Удельная плотность d/20.4 0.9690O 0.9194
0.9246 0.9145 0.9523 В приведенной выше таблице maximutmni lubricatinr oil указывает процентное
содержание по весу фракций смазочного масла, содержащихся в продуктах, исходя из процентного
содержания смазочного масла в исходных продуктах.
Следует отметить, что в результате обработки жидким диоксидом серы показатель вязкости увеличивается
примерно на 0,010 единиц, с -77 до -28.
ПРИМЕР III.
Газонефтяная фракция с диапазоном температур кипения от 2000 до 3000 °C подвергается обработке равным
объемом жидкого диоксида серы при интенсивном перемешивании при температуре около 8 °C.
Температура ниже нуля градусов Цельсия и 100 градусов ниже нуля градусов Цельсия в течение такого
периода времени, чтобы в раствор не переходило существенное количество ароматических компонентов
ноила. Таким образом, получают 74% по весу восстановленного продукта коричневого цвета, имеющего
удельную плотность при 200 сантигере 0,8:30, бронзовый номер 13,4 и анилиновую точку 64,6.
Указанный очищенный продукт разделяют на две части, и каждую часть подвергают обработке водородом под
давлением около 200 атмосфер. В каждом случае. Используются объемные доли CO катализатора,
состоящего из молил)бдического аЦИ (l), осажденного на активированном угле.
В первом испытании 120 объемных частей указанного очищенного продукта, измеренных в жидкой фазе,
ежечасно пропускают через катализатор, а также 120 000 объемных частей водорода, измеренных в
нормальных условиях температуры и давления при температуре около 3900 °C. Из реакционных паров
конденсируют 99,6% по весу (на основе веса указанного очищенного продукта) углеводородной смеси, 11,5%
которой состоит из бензина и 88,5% из которого состоит из керосина. Указанная смесь углеводородов
совершенно бесцветна, имеет удельную плотность при 200 градусах Цельсия 0,793 и бромное число 0.
Удельная плотность керосина, полученного из указанной смеси, составляет 0,808 при 20 градусах Цельсия.
Во втором испытании 60 частей по объему указанного очищенного продукта, измеренных в жидкой фазе, и 60
000 частей по объему гидроксиэфира, измеренных в нормальных условиях температуры и давления,
пропускали через катализатор, поддерживая температуру около 3900 градусов Цельсия.
Из реакционных паров конденсируется 88,7% по весу (от массы указанного очищенного продукта) смеси
углеводородов, 30,6% по весу которой состоит из бензина, а 69,4% по весу — из кезозина.
Указанная смесь углеводородов совершенно бесцветна, имеет бромное число 0, удельную плотность при 200
°C 0,772 и содержание ароматических углеводородов 70 ± 3,7% по весу. Полученная из указанной смеси
фракция керосина имеет удельную плотность при 200 градусах Цельсия 0,796 и анилиновую температуру 73,0
°C.
Подробно описав и определив природу указанного изобретения и способ его осуществления, как мне
сообщили мои зарубежные корреспонденты, я заявляю, что
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_400581.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=400581&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB400581A
[]
-= -a - --- _ '. F-; reO r 1 \
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
4A0.5s1 Конвенция Dote (Германия): 17 марта, 1X91.
Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 15 марта 1932 года. № 7681/32.
Заявка принята; октябрь. 16, 1933.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Зубчатое колесо, а также способ и машина для его производства.
Я, Альбирт Фо.Рст, гражданин Швейцарии, проживающий по адресу: Бюндлерштрассе, 61, Кильхберг,
Линденберг, Швейцария, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к зубчатым колесам для высокоскоростных механизмов, особенно для
автомобилей и двигателей, а также к способу и оборудованию для их изготовления. Конус, цилиндр или
плоскость, содержащие делительные окружности колеса или зубчатой рейки с коническими или прямозубыми
зубьями, далее будут называться делительной поверхностью, а линия пересечения боковых поверхностей
зуба и делительной поверхности будет называться колеей. Поперечная дорожка, имеющая при построении в
плоскости любую кривизну, называется изогнутой дорожкой, а зуб, имеющий изогнутую дорожку, называется
изогнутым зубом. Высота дуги колеи, измеренная вдоль окружности питчб, будет называться прогибом, а дуга
окружности делительной окружности, стягиваемая тем же углом центра, что и траектория контакта профиля
зуба, будет называться дугой контакта.
Известны зубчатые колеса с короткими зубьями, площадь контакта которых меньше шага, но такие колеса
снабжены зубьями винтовой формы.
Известны также зубчатые колеса с изогнутыми зубьями, а также методы и станки для их изготовления, однако
известные колеса этого типа либо имеют постоянный круглый профиль зубьев на разных участках длины
зубьев, либо их невозможно изготовить с приемлемой степенью точности. В результате, когда такие шестерни
находятся в зацеплении, потери на трение и износ очень высоки, а шестерни издают чрезмерный шум; кроме
того, известными методами невозможно нарезать зубья:
с большим развалом, обусловленным взаимодействием верхней и нижней частей зубьев (см. рис. 31
прилагаемых рисунков) или слишком большим отклонением фактических профилей от теоретических (см. рис.
82). Более того, с помощью известных методов en.
Для сопряжения или зацепления колес, приспособленных для взаимодействия друг с другом, требуется
извлечение резцов из держателей инструмента и их повторная настройка или замена другими резцами. В
результате этой операции происходит неправильное позиционирование инструментов, из-за чего
сопряженная шестерня не идеально входит в зацепление с сопряженной шестерней; и это приводит к
значительной потере времени.
Предметом изобретения является зубчатое колесо с изогнутыми короткими зубьями. В таком 60-зубчатом
колесе профили зубьев должны быть соосными по всей длине зуба в каждом сечении под прямым углом к оси
колеса, чтобы избежать помех между верхними или нижними линиями 65 зубьев, а также между режущими
инструментами и зубьями. Согласно изобретению, каждая грань зубьев колеса обрабатывается с помощью по
меньшей мере пары режущих инструментов, предназначенных для работы по всей длине зубьев, при этом
каждый инструмент, работая по принципу качения, обрабатывает, по существу, заданную зону грани зуба.
Один инструмент, имеющий более наклонную кромку, срезает в основном среднюю часть поверхности зуба
75, а другой инструмент, имеющий меньшую фаску, срезает ту же поверхность в основном по бокам. Станок,
предназначенный для нарезки зубчатых колес в соответствии с изобретением, состоит, по существу, из пары
фрезерных головок, каждая из которых несет инструмент для выпуклой поверхности и инструмент для
вогнутой поверхности, причем инструменты, установленные на одной и той же фрезерной головке,
обрабатывают преимущественно взаимодополняющие зоны 85 зубьев. На фрезерные головки, оперативно
соединенные с рабочим шпинделем через реверсивную передачу, может быть наложено фазовое смещение,
так что сопряженные шлифовальные круги могут обрабатываться на одном и том же станке под углом 90° без
снятия или перенастройки инструментов, просто путем изменения положения фазового смещения между
фрезерными головками. Таким образом, получаются идеально сопряженные зубчатые передачи, а их
изготовление занимает всего 95 часов по сравнению с обычными методами.
Благодаря изобретению стало возможным нарезать профили зубьев, очень близкие к теоретической форме и
имеющие выраженную продольную кривизну, т.е. очень большой изгиб зубчатых дорожек; также стало
возможным изготавливать зубья, как шестерни, так и сопряженные с ними, не снимая режущие инструменты с
держателей инструмента. Кроме того, возможно изготовление зубчатых колес 105 zd с продольной кривизной
зубьев, отличающейся от вытянутой циклоиды, а также конических колес.
На прилагаемых чертежах схематически изображено зубчатое колесо согласно изобретению, а также способ
его изготовления и машина, обеспечивающая его практическое применение. На этих чертежах: фиг. 1–4
показывают поперечные сечения и план колеса согласно первому варианту осуществления изобретения при
различных положениях зубчатой передачи; фиг. 5 и 6 — перспективные виды двух пар сопряженных
поверхностей делительной окружности; фиг. 7 — поперечный разрез зуба другого варианта осуществления
изобретения; фиг. 8–295 — виды, иллюстрирующие способ нарезания зубчатых колес согласно изобретению;
фиг. 26 и 27 — виды, иллюстрирующие станок для нарезания прямозубых колес согласно изобретению; фиг.
28 — поперечный разрез альтернативного варианта осуществления изобретения; фиг. 29 и 30 — виды станка
для нарезания конических колес согласно изобретению; и фиг. На рисунках 31 и 32 показаны изогнутые зубы,
которые можно получить известными методами изготовления.
В оформлении всех рисунков использованы одни и те же ссылки.
На фиг. 1-4 колесо А согласно изобретению изображено находящимся в зацеплении с соответствующей
зубчатой рейкой А. Зуб Z, изогнутый вдоль направляющей s, имеет профиль p, представляющий собой дугу
эвольвенты, образованную от базовой окружности Kg. Только небольшой участок cd эвольвенты p образует
активную часть профиля, и его дуга контакта eg, стягиваемая углом между центрами I, меньше, чем обычно
используется для обеспечения непрерывной работы профилей.
Предположим (рис. 1), что шестерни A, A, касаются друг друга в точке P сечения QQ (рис.
2)
.
После короткого поворота (рис. 4), из-за короткого пути контакта, контакт на участке QQ не произойдет, а
произойдет на другом участке QMQ, который теперь будет показан на том же рис. 1, что и участок QQ до
указанного поворота. После еще одного поворота на рис. 1 будет показан участок QzQ2, на рис. 4 — участок
QAQ и т. д., точка контакта P будет двигаться вдоль траектории -5 с.
Следует отметить, что при постоянном соотношении между впадиной cP и придаточной частью dP дуга
контакта уменьшается с увеличением диаметра базовой окружности GO EV_ эвольвенты или при уменьшении
угла давления f.
На рисунках 5 и 6 показаны поверхности шага двух пар конических и прямозубых колес для объяснения
структуры сопряженных дорожек. При прокатке по поверхности а:
На поверхности a нанесена или напечатана линия s, которая образует сопряженную дорожку s, а именно
дорожку зубчатой поверхности, сопряженной с поверхностью, дорожка которой также является сопряженной.
Из этого следует, что сопряженные дорожки катятся одна по другой без скольжения.
На фиг. 7 показан еще один вариант осуществления изобретения, имеющий зубья, которые также изогнуты в
плоскости, как показано на фиг. 752, но их контур p совпадает с эвольвентой p, сопряженной с эвольвентным
профилем зуба p_ воображаемого родительского колеса A, только в той части, которая находится между
корнем c зубьев и точкой 80 P на его делительной окружности, будучи полностью -.внутри той же части между
точкой P и верхней частью d зубьев. Еще одно зубчатое колесо с аналогичным профилем зубьев gix.- s
поднимается при зацеплении с ним до cont! Теоретически, a f 'i8 ограничено точкой P. В случае sll'i' развал k,
измеренный на поверхности ямки колеса A, должен быть как минимум равен шагу t, чтобы обеспечить
плавную работу. 90 Следует отметить, что благодаря тому, что соприкасающиеся поверхности зубьев
представляют собой выпуклую поверхность на вогнутой, даже небольшое сжатие приводит к относительно
очень большому увеличению контактной поверхности, так что с зубьями 9N с изогнутыми зубьями можно
создать зубчатую передачу с зонами контакта, теоретически ограниченными непосредственной близостью к
делительным поверхностям, без опасений, что материал не выдержит нагрузок.
Кроме того, следует отметить, что согласно изобретению зубчатое колесо может быть изготовлено с очень
короткими короткими зубьями без необходимости увеличения угла зацепления.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 7, проскальзывание полностью отсутствует, а
поверхности зубьев вообще не изнашиваются, в то время как даже в варианте, показанном на фиг. 3,
указанное проскальзывание уменьшено по сравнению с обычными зубчатыми передачами, на которых дуга
контакта больше шага.
На фиг. 8-11 показан способ C нарезания зубчатых колес согласно изобретению; согласно изобретению
зубчатые колеса нарезаются по принципу прокатки, а именно: заготовка вращается перед инструментами
(тангенциально), как если бы она находилась во взаимодействии с воображаемой зубчатой рейкой (движение
подачи); кроме того, на заготовку воздействует еще одно вращение, и инструменты соответственно
вращаются относительно нее в заданном положении, как будет объяснено позже, чтобы в результате
комбинации этих вращательных движений создать криволинейный профиль зубьев. The imanginarv nar'nt reek
(in then ease of h'w4 wle4s the iTm^O'1n! lry- nareat wlrl) is obteinrpi by IS an interrelated rotation of two ecutien
400,581 2.
Изогнутая поверхность зуба с постоянным периферическим профилем. Для того чтобы создать профиль с
наклоном a в сечении QW зуба, режущая кромка должна быть расположена под углом a к своей оси D1,
причем угол a должен быть меньше a. Действительно, угол a лежит в плоскости E21 под прямым углом к
любой плоскости, касательной к поверхности fl, а также к линии PXP2, в то время как угол a лежит в плоскости
Qe', наклоненной относительно нее. Следовательно, угол a — это наименьший возможный угол, который
может быть образован на любой плоскости, пересекающей поверхность fl (для дополнения угла >a, согласно
известному правилу геометрии, это наибольший возможный угол -8G), и, как следствие, он также меньше a. В
результате этого один резец не может вырезать из заготовки эвольвентные профили некоторой длины,
которые были бы конгруэнтны друг другу по всей длине зубьев.
Для получения периферийного профиля значительной длины, постоянного в каждом положении вдоль зуба,
уже предлагалось использовать несколько фрез, имеющих одинаковый угол наклона режущих кромок и
расположенных со смещением по высоте зубьев, но даже при таком расположении невозможно получить
ничего, кроме ступенчатых зубьев, причем ступенчатая часть может располагаться либо в средней части зуба,
как показано на рис. 32, либо на его концевых участках, в этом случае она будет иметь дополнительную
форму.
Согласно изобретению, пара фрез F1, F2 используется для обработки одной грани I зубьев, а другая пара
фрез F1, F2 — для обработки другой грани h зубьев. Фрезы имеют режущие кромки достаточной длины для
обработки всего контура зубьев 105 и поддерживаются фрезерными головками H, 1H 2, вращающимися
вокруг осей D, Df, оперативно соединенными с рабочим шпинделем W, несущим заготовку A, таким образом,
чтобы осуществлять принцип прокатки 110 резки, а именно прокатку заготовки по основной рейке,
образованной движением фрез, как будет объяснено позже. Фрезы крепятся к фрезерным головкам в
чередующейся последовательности, т.е. фрезы F1 и F2 закреплены на фрезерной головке H1, а фрезы F2 и
F2 — на фрезерной головке H1. Режущие кромки фрез находятся на заданных расстояниях от осей D, m' и
точек L2, L0, предназначенных для срезания верхних линий зубьев, а точки K, XE;, предназначенные для
срезания нижних линий зубьев, находятся на одинаковом расстоянии J от указанных осей.
Режущие кромки S,, S2, расположены под углом α, а режущие кромки 125 S,, S," скошены под углом α к осям
D,, D,. Фрезы F2, F2e вырезают точный профиль в средней части зубьев, в то время как фрезы F, F делают
это в положении E1, а также в другом положении 130 инструментов для каждой грани зубьев, как будет
объяснено позже. Инструменты вращаются вокруг осей, перпендикулярных оси колеса, и их оси вращения
перемещаются параллельно касательным к делительной окружности колеса, которое необходимо разрезать.
Заготовка также вращается в любом направлении, и ее скорость представляет собой сумму или разность
скоростей, соответствующих движению, генерирующему циклоиду, и скорости, соответствующей движению
подачи. Таким образом, инструменты перемещаются относительно заготовки вдоль вытянутых циклоид,
которые определяют продольную форму зубьев, и, кроме того, они осуществляют подачу по принципу
прокатки. Эти циклоиды располагаются справа или слева в зависимости от относительного вращения
заготовки и инструментов.
Для того чтобы все поперечные сечения QQ, QAQ1, Q2Q2,.... Зубья колеса A (рис. 2) имеют конгруэнтные
профили зубьев, и если избежать помех между верхними или нижними концами зубьев, что наблюдается при
использовании некоторых известных методов и показано на рис. 31, даже при больших углах развала k,
необходимо, чтобы поверхности зубьев Qi зубчатой рейки, которые, как можно предположить, образуются
резцами, имели во всех указанных областях одинаковый угол наклона a. Это условие, разумеется, должно
соблюдаться также для средней части QQ и для обеих боковых частей Q,, Qe' зуба Z.
Вся структура профилей, представленная Ци, имеет форму зуба колеса или воображаемой зубчатой рейки,
фрагменты которой показаны на рис.
11.
Если резец F перемещается только в направлении v2 (рис. 10), параллельно касательной к делительной
поверхности заготовки колеса Ak, в то время как колесо продолжает вращаться вокруг своей оси, то резец F2,
находящийся, предположительно, в средней части QQ колеса, будет катиться частью KnL своей режущей
кромки S2 по профилю cd зуба Z. Во время этой операции точка L0 резца будет касаться верхней части (1), а
точка Kl — нижней части c профиля на поверхности зуба f. Если же, наоборот, резец F находится на боковой
поверхности заготовки колеса, то есть его режущая плоскость E2 расположена в положении En', то точка L
резца будет лежать в боковой плоскости Qe воображаемой рейки, но его режущая плоскость E0, которая
является плоскостью бумаги на рис. 8, будет лежать не в указанной плоскости Qua, а в плоскости E', которая
расположена под углом к торцевой плоскости Qe.
Угол θ зависит от осевой ширины колеса r6o и от кривизны дорожки зубьев и может быть рассчитан исходя из
этого. В таких условиях режущая кромка S, работая по принципу качения и вращаясь вокруг своей оси, не
создает угол 400°581° на другой стороне средней секции QQ под углом θ к торцевой плоскости Qe зубьев. С
этой целью его режущая плоскость Ed, которая является плоскостью бумаги на рис. 9 и содержит режущую
кромку S резца F2, а также ось S2 резца F2 и ось Di, смещена на угол 4' от режущей плоскости E.
содержит режущие кромки S2 и Sie, а также ось D2, как будет объяснено позже со ссылкой на рис. 14 и 15.
На рис. 12 и 1:3 показано относительное угловое положение секущих плоскостей El, E_.
Плоскости резания расположены под углом А, который зависит от характеристик шестерни, как будет
объяснено позже. Относительное положение плоскостей El и E2, на которые ссылаются данные плоскости,
будет называться «нормальным положением».
На фиг. 14 и 15 показаны зуб рейки и зуб колеса в соответствии с изобретением.
Предположим, что шпиндели W,, W2 (рис. 10), которые могут вращаться вокруг осей DI, D2 с постоянной, но
периодически изменяющейся скоростью, совершают равномерное движение относительно заготовки. Затем
точка L2 режущей кромки S и точка K кромки S описывают на зубе Z1 воображаемых дуг зубчатой рейки C21,
Co1 вытянутых велоид, которые являются конгруэнтными, поскольку обе указанные точки находятся на
одинаковом расстоянии J (рис. 8, 9) от своих осей вращения DB, D. Точка K2 режущей кромки S и точка l
кромки S описывают также дуги вытянутых циклоид Cl C11l на той же грани I' зуба Zi, но расстояние j точки K2
от ее оси D2 меньше, а расстояние J1 точки l от оси D больше, чем JT, так что вытянутые циклоиды,
описываемые этими точками соответственно у корня и на вершине зуба, проходят соответственно через точку
Соседние файлы в папке патенты