RU2152862C2 - Hand-grinding machine - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering, applicable in mechanisms used for abrasive working and cutting of metal. SUBSTANCE: hand-grinding machine has a frame with a rear handle and switch, electric motor with a control system, drive head with a front handle, arbor with a machining tool. The drive head is connected to the frame for turning relative to the frame axis. The machine is provided with a retainer for fixing the head position at a change of the angle of its turning. The electric motor is installed in the drive head, and the motor control system - in the frame. EFFECT: enhanced efficiency and reliability of the machine, and its functional abilities. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механообрабатывающему механизму, и может быть использовано для обработки поверхностей деталей, удаления заусенцев с различных деталей, для очистки плоских поверхностей от окалины, ржавчины, пригаров, сварочных брызг и старой краски в самых труднодоступных местах, а также для резки металла, пластмассы, бетона, шифера и других материалов. The invention relates to mechanical engineering, in particular to a machining mechanism, and can be used to process surfaces of parts, remove burrs from various parts, to clean flat surfaces from scale, rust, burns, welding spatter and old paint in the most inaccessible places, and also cutting of metal, plastic, concrete, slate and other materials.

Известно устройство для абразивной обработки и чистки поверхностей по патенту РФ N 2046693. Зачистка сильнозагрязненных поверхностей осуществляется вращающимся абразивным инструментом, установленном на выходных валах дифференциального редуктора, наличие которого вместе с коническими шестернями снижает КПД и надежность устройства, приводит к вибрациям и появлению достаточно большого шума при работе. A device for abrasive processing and cleaning of surfaces according to the patent of the Russian Federation N 2046693 is used. Cleaning of highly contaminated surfaces is carried out by a rotating abrasive tool mounted on the output shafts of the differential gear, the presence of which along with bevel gears reduces the efficiency and reliability of the device, leads to vibrations and the appearance of a sufficiently large noise when work.

Известна ручная шлифовальная машина марки GWS, выпускаемая фирмой BOSH. Машина содержит щеточно-коллекторный электродвигатель, установленный в корпусе машины, снабженном рукояткой с выключателем, головку привода с рукояткой. В головке привода установлен угловой механический редуктор, на выходном валу которого установлен шпиндель, снабженный обрабатывающим инструментом. Known manual grinder brand GWS, manufactured by BOSH. The machine contains a brush-collector motor installed in the machine body, equipped with a handle with a switch, a drive head with a handle. An angular mechanical gearbox is installed in the drive head, on the output shaft of which there is a spindle equipped with a processing tool.

Недостаток этой машины состоит в том, что щеточно-коллекторный узел является источником угольной пыли, электромагнитных помех, шумов и вибраций, а также вместе с угловым редуктором обладает низким ресурсом работы и требует профилактических работ. Все это в совокупности снижает коэффициент полезного действия машины, ее надежность и эксплуатационные характеристики. The disadvantage of this machine is that the brush-collector unit is a source of coal dust, electromagnetic interference, noise and vibration, and together with an angular gearbox it has a low operating life and requires preventive maintenance. All this together reduces the efficiency of the machine, its reliability and performance.

Известна также угловая шлифовальная машина, которая взята за прототип, по патенту США N 5125189, кл. B 24 B 23/00, содержащая корпус с рукояткой и выключателем, и размещенным в нем двигателем, соединенным с угловым механическим редуктором, расположенным в головке машины с защитным корпусом и вращающей через вал шпиндель с установленным на нем шлифовальным инструментом, головка также снабжена ручкой. Also known angle grinder, which is taken as a prototype, according to US patent N 5125189, class. B 24 B 23/00, comprising a housing with a handle and a switch, and a motor housed in it, connected to an angular mechanical gearbox located in the head of the machine with a protective housing and rotating the spindle through the shaft with a grinding tool mounted on it, the head is also equipped with a handle.

Недостатком прототипа является низкий ресурс работы из-за наличия углового редуктора. Кроме того, ограничена возможность маневренности машины, что снижает ее функциональные возможности. The disadvantage of the prototype is the low resource due to the presence of an angular gear. In addition, the maneuverability of the machine is limited, which reduces its functionality.

Техническая задача изобретения состоит в повышении КПД и надежности машины, а также ее функциональных возможностей. The technical task of the invention is to increase the efficiency and reliability of the machine, as well as its functionality.

Сущность изобретения заключается в том, что в шлифовальной машине кроме общих с прототипом признаков: электродвигателя с системой управления головки, привода с рукояткой, корпуса с задней рукояткой, снабженной выключателем, и шпинделя, на котором установлен обрабатывающий инструмент, головка привода с передней рукояткой соединена с корпусом с возможностью ее поворота относительно оси корпуса, причем электродвигатель размещен в головке привода, а система управления двигателя - в корпусе. Кроме того, она снабжена фиксатором положения головки при изменении ее поворота относительно оси корпуса, а в качестве двигателя предпочтительно установить вентильный двигатель. The essence of the invention lies in the fact that in a grinder, in addition to the features common to the prototype: an electric motor with a head control system, a drive with a handle, a housing with a rear handle equipped with a switch, and a spindle on which the processing tool is mounted, the drive head with a front handle is connected to the housing with the possibility of its rotation relative to the axis of the housing, the electric motor being located in the drive head, and the engine control system in the housing. In addition, it is equipped with a head position lock when changing its rotation relative to the axis of the housing, and it is preferable to install a valve motor as an engine.

Размещение системы управления электродвигателя в корпусе и соединение корпуса с головкой привода с возможностью поворота головки привода относительно оси корпуса в пределах 180^o позволяет обрабатывать поверхности в различных плоскостях, находящихся в самых труднодоступных местах и ограниченных пространствах, благодаря чему и обеспечивается повышение маневренности машины и увеличиваются ее эксплуатационные свойства. Наличие фиксатора на головке привода позволяет быстро менять угол поворота головки относительно оси корпуса, что обеспечивает удобство работы оператора.Placing the control system of the electric motor in the housing and connecting the housing to the drive head with the possibility of turning the drive head relative to the axis of the housing within 180 ^o allows you to process surfaces in various planes located in the most inaccessible places and limited spaces, thereby increasing the maneuverability of the machine and increasing it operational properties. The presence of a latch on the drive head allows you to quickly change the angle of rotation of the head relative to the axis of the housing, which ensures the convenience of the operator.

Для создания шлифовальной машины требуемой мощности целесообразно использовать вентильный электродвигатель. Это дает возможность сохранить габариты машины на уровне прототипа и повысить технологичность изготовления машины. To create a grinding machine of the required power, it is advisable to use a valve motor. This makes it possible to maintain the dimensions of the machine at the prototype level and increase the manufacturability of the machine.

Размещение вентильного электродвигателя в головке привода позволило установить шпиндель на его валу. В этом случае мощность с вала электродвигателя непосредственно передается на обрабатывающий инструмент без дополнительных потерь энергии на угловом редукторе, как это имеет место в прототипе, что и обуславливает повышение КПД. Так, в заявленном устройстве КПД (η) определяется следующим выражением:

где p₁ - первичная мощность, подводимая к электродвигателю;
p₂ - выходная мощность электродвигателя.Placing the valve motor in the drive head made it possible to install the spindle on its shaft. In this case, the power from the motor shaft is directly transmitted to the processing tool without additional energy loss at the bevel gear, as is the case in the prototype, which leads to an increase in efficiency. So, in the claimed device efficiency (η) is determined by the following expression:

where p ₁ is the primary power supplied to the electric motor;
p ₂ is the output power of the electric motor.

В прототипе же КПД (η_пр) определяется выражением

где p₁ - первичная мощность;
p₂ - выходная мощность;
p₂₁ - потери мощности в угловом редукторе.In the prototype, the efficiency (η _pr ) is determined by the expression

where p ₁ is the primary power;
p ₂ - output power;
p ₂₁ - power loss in the bevel gear.

Очевидно, что η > η_пр.
Повышение надежности работы происходит за счет повышения надежности (безотказности) работы головки привода, т.е.Obviously, η> η, _etc.
The increase in reliability is due to increased reliability (reliability) of the drive head, i.e.

P(t) = P₁(t),
где P(t) - вероятность безотказной работы машины в целом;
P₁(t) - вероятность безотказной работы электродвигателя.P (t) = P ₁ (t),
where P (t) is the probability of failure-free operation of the machine as a whole;
P ₁ (t) - the probability of failure of the electric motor.

В существующих машинах аналогичного назначения вероятность безотказной работы машины в целом определяется выражением
P(t) = P₁(t)•p₂(t),
где P₁(t) - вероятность безотказной работы электродвигателя;
p₂(t) - вероятность безотказной работы редуктора.In existing machines of a similar purpose, the probability of failure-free operation of the machine as a whole is determined by the expression
P (t) = P ₁ (t) • p ₂ (t),
where P ₁ (t) is the probability of failure-free operation of the electric motor;
p ₂ (t) - the probability of failure of the gearbox.

Сравнение двух выражений P(t) и P₁(t) позволяет сделать вывод о том, что P(t) > P₁(t).A comparison of the two expressions P (t) and P ₁ (t) allows us to conclude that P (t)> P ₁ (t).

Предложенная совокупность признаков является новой, т.к. имеет новые отличительные от прототипа признаки, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию "новизна". The proposed set of features is new, because has new distinctive features from the prototype, which indicates that the technical solution meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими шлифовальными машинами, не выявили существования ручной шлифовальной машины, в которой бы имелись отличительные признаки заявленного технического решения. Comparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other grinding machines, did not reveal the existence of a manual grinding machine in which there would be distinctive features of the claimed technical solution.

Таким образом, новый механизм взаимодействия элементов в совокупности существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, обуславливает новое свойство, заключающееся в уменьшении потерь энергии при передаче вращения от электродвигателя на обрабатываемый инструмент, что позволяет увеличить КПД, надежность и маневренность, а также снизить уровень шумов и вибраций. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Thus, a new mechanism for the interaction of elements in the aggregate of essential features set forth in the claims of the invention leads to a new property, which consists in reducing energy losses during transmission of rotation from an electric motor to a workpiece, which allows to increase efficiency, reliability and maneuverability, as well as reduce noise and vibrations. Therefore, the technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 представлен общий вид шлифовальной машины; на фиг.2 - общий вид по сечению А-А. In FIG. 1 shows a general view of a grinding machine; figure 2 is a General view of the cross section aa.

Машина содержит вентильный электродвигатель 1, размещенный в головке привода 2, соединенной с корпусом 3 с возможностью ее поворота относительно оси корпуса, при этом механизм поворота выполнен в виде двух парных кронштейнов 4. На валу 5 вентильного электродвигателя 1 установлен шпиндель 6 с абразивным или металлическим обрабатывающим инструментом 7, закрытый защитным кожухом 8, установленном на корпусе головки привода 2, снабженной рабочей рукояткой 9 и фиксатором угла поворота головки 10. Фиксатор 10 выполнен в виде рычажного эксцентрика с пружиной 11. Система управления 12 электродвигателя 1 расположена в корпусе 3 и соединена с электродвигателем, расположенным в головке привода 2 с помощью электрожгута 13. Корпус 3 выполнен заодно с рукояткой 14, снабженной выключателем 15. Машина подключается к электрической сети с помощью вилки 16. The machine contains a valve motor 1, located in the head of the actuator 2, connected to the housing 3 with the possibility of rotation relative to the axis of the housing, while the rotation mechanism is made in the form of two paired brackets 4. On the shaft 5 of the valve motor 1 is installed a spindle 6 with an abrasive or metal processing tool 7, closed by a protective casing 8, mounted on the housing of the drive head 2, equipped with a working handle 9 and a latch for the angle of rotation of the head 10. The latch 10 is made in the form of a lever eccentric with p Dinner 11. The control system 12 of the motor 1 is located in the housing 3 and is connected to the motor located in the drive head 2 via electroplaits 13. The body 3 is formed integrally with the handle 14 provided with switch 15. The machine is connected to the mains via the plug 16.

Машина работает следующим образом. При включении вилки 16 в электросеть напряжение подается в систему управления 12 и на выключатель 15, подготавливая цепь питания электродвигателя. При нажатии выключателя 15 напряжение через гибкий электрический жгут 13 подается на электродвигатель 1, вал 5 которого начинает вращаться, вращая установленный на нем шпиндель 6 и обрабатывающий инструмент 7. Угол вращения обрабатываемого инструмента 7 можно менять в пределах 180^o относительно оси корпуса 3 с помощью поворота головки привода 2 на необходимый угол и фиксировать его с помощью фиксатора 10. Управление процессом обработки инструмента осуществляется рукоятками 9 и 14. Защитный кожух 8 предохраняет оператора от пыли и обломков абразивного или металлического элемента в случае их разрушения.The machine operates as follows. When you turn on the plug 16 in the mains voltage is supplied to the control system 12 and to the switch 15, preparing the power circuit of the electric motor. When the switch 15 is pressed, the voltage through a flexible electric harness 13 is supplied to an electric motor 1, the shaft 5 of which starts to rotate, rotating the spindle 6 mounted on it and the processing tool 7. The rotation angle of the processed tool 7 can be changed within 180 ^o relative to the axis of the housing 3 by turning drive head 2 to the required angle and fix it with the latch 10. The processing of the tool is controlled by the handles 9 and 14. A protective cover 8 protects the operator from dust and debris a distinct or metallic element in case of their destruction.

Таким образом, предлагаемая шлифовальная ручная машина обладает повышенной маневренностью, высоким КПД и может использоваться не только для шлифования поверхностей, но и резки металла, шифера и других материалов. Thus, the proposed grinding hand machine has increased maneuverability, high efficiency and can be used not only for grinding surfaces, but also for cutting metal, slate and other materials.

Claims (3)

1. Ручная шлифовальная машина, содержащая корпус с задней рукояткой и выключателем, электродвигатель с системой управления, головку привода с передней рукояткой, а также шпиндель с обрабатывающим инструментом, отличающаяся тем, что головка привода соединена с корпусом с возможностью ее поворота относительно оси корпуса. 1. A manual grinder comprising a housing with a rear handle and a switch, an electric motor with a control system, a drive head with a front handle, and a spindle with a processing tool, characterized in that the drive head is connected to the housing with the possibility of rotation relative to the axis of the housing. 2. Ручная шлифовальная машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена фиксатором положения головки при изменении угла ее поворота относительно оси корпуса. 2. The manual grinder according to claim 1, characterized in that it is equipped with a head position lock when changing the angle of rotation of the head relative to the axis of the housing. 3. Ручная шлифовальная машина, содержащая корпус с задней рукояткой и выключателем, электродвигатель с системой управления, головку привода с передней рукояткой, а также шпиндель с обрабатывающим инструментом, отличающаяся тем, что двигатель установлен в головке привода, а система управления двигателем - в корпусе. 3. A manual grinder comprising a housing with a rear handle and a switch, an electric motor with a control system, a drive head with a front handle, and a spindle with a processing tool, characterized in that the motor is installed in the drive head and the engine control system in the housing.

Images