Пристрій для обробки феромагнітної поверхні

Пристрій відноситься до області суднобудування й судноремонту й призначений для очищення зовнішніх поверхонь будь-яких конструкцій, для зварювання стиків і пазів корпусів судів, що перебувають на стапелі й на плаву, для покриття, циклирування зварених швів. Може також застосовуватися для очищення від корозії й старої фарби при ремонті суден. Відомо про пристрій для підводного механічного очищення корпуса судна від обростання черепашкою, що містить привід робочих інструментів і механізм їхнього переміщення, виконаний у вигляді силового циліндра подвійної дії, шарнірно пов'язаного із двома комплектами робочих інструментів через розрізний шток і кронштейн, а механізм повороту пристрою, виконаний у вигляді черв'ячної пари, пов'язаної із циліндром і взаємодіючий із прикріпленими до нього магнітами [див. а. с. №2756767, кл. В63В59/00, 1970]. Зазначене устаткування встановлене на рамі ферменної конструкції. У цьому пристрої забезпечується надійність роботи тільки на горизонтальних поверхнях. При переміщенні пристрою по вертикальній (бортовій) або по стельовій (днищевій) поверхнях судна надійність роботи не забезпечується, тому що немає механізму, що втримує у вертикальній площині. Найбільш близьким за технічною сутністю рішенням є пристрій для обробки просторових конструкцій [див. патент на корисну модель №23084 кл. В63В59/00, 2007]. У цьому пристрої, що містить привод робочих інструментів і механізми їхнього переміщення, установлені на рамі, оснащеній притискними механізмами, як притиски використовуються постійні магніти, розташовані по периметру рами таким чином, що полюси їх чергуються, а також ці магніти встановлені на рамі із зазором між оброблюваною поверхнею й площиною магніту. Робочий інструмент, з'єднаний з рамою через підпружинені опори, дозволяє йому витримувати постійний зазор (f) між феромагнітною поверхнею конструкції та магнітами. Даний пристрій прийнятий як прототип. Даний пристрій не дозволяє обробляти криві поверхні (бухтини, западини, радіальні поверхні). Пристрій дозволяє обробляти переважно плоскі поверхні, що обмежує можливість обробки суднових конструкцій. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення пристрою для обробки феромагнітної поверхні, у якому змінений механізм переміщення пристрою по оброблюваній поверхні, при цьому розширюються технологічні можливості пристрою, забезпечується його універсальність, підвищується надійність роботи. Поставлена задача вирішується тим, що механізм переміщення оснащений гусеничним приводом, що включає гусеничні стрічки, на зовнішніх поверхнях яких установлені постійні магніти, а на осях гусеничних коліс установлені ферми, на які надіті гусеничні стрічки з натяжним пристроєм. Ободки ведучих і ведених коліс гусеничного привода виконані багатогранними й з фіксаторами положення гусеничної стрічки. Гусениці застосовані багаторядні з метою підвищення утримуючої сили пристрою. Фіксатори положення гусеничної стрічки виконані у вигляді буртиків на ободках гусеничних коліс. Істотні відмінні ознаки пропонованого пристрою полягають в тому, що механізм переміщення пристрою виконаний у вигляді гусеничної системи, що включає в себе гнучку стрічку, що містить постійні магніти, рівномірно розташовані на зовнішній поверхні стрічки. Гусеничні стрічки (зліва і справа) охоплюють ведучі й ведені колеса, що приводяться у рух автономними двигунами-редукторами. Гусеничні стрічки безупинно переміщуються колесами, постійно стикаючись магнітами з феромагнітною поверхнею. При цьому постійний магніт входить у зачеплення із площиною (наприклад, з бортом судна) з боку ведучого колеса, а другий магніт виходить із зачеплення з боку веденого колеса. Так безупинно відбувається процес пересування пристрою. Гусеничні стрічки прямою ділянкою (близько 40% довжини гусениці) стикаються магнітами з феромагнітною поверхнею й утримують пристрій. Сила, що тримає, залежить від довжини прямої ділянки гусениці, кількості й типу постійних магнітів. Наступним достоїнством є те, що гусенична стрічка - гнучка. Вона дозволяє простежувати кривизну поверхні, збільшує продуктивність обробки конструкцій й обробку конструкцій будь-якої кривизни. Наступною відмінною ознакою є те, що на осях гусеничних коліс установлені ферми з натяжним пристроєм. Це дозволить повертати ферми разом із пристроєм на заданий кут (від 0° до 360°). Наприклад, треба розвернути пристрій ліворуч. При цьому автономно працююча ліва гусениця зупиняється, а потім починає рух назад, а права гусениця продовжує рух уперед. Пристрій для обробки феромагнітної поверхні представлено на рисунках (див. Фіг.1, 2). Він містить наступні елементи: 1 - платформа пристрою; 2, 3 - провідні й ведені багатогранні колеса із двома бортиками для фіксації гусеничної стрічки; 4 - гусенична гнучка стрічка, на верхній площині якої встановлені й закріплені прямокутні плоскі постійні магніти 5, виріз у платформі 1 виконаний для установки в нього робочого інструмента 6 (зварювальна машина, сталева щітка, абразивний коло й т. і.); 7 - знімна ферма гусениці, яка разом з гусеничною стрічкою 4 натягуються натяжним пристроєм 8; 9 - півосі ведучого колеса 2; 10 - електродвигун постійного струму для забезпечення обертання ведучого колеса 2 за допомогою редуктора 11. Натяг гусеничної стрічки 4 спільно з знімною фермою 7 і підшипником 12 виконується із боку веденого колеса 3. У лабораторії кафедри технології суднобудування НУК ім. адм. Макарова виготовлений і випробуваний дослідний макет пропонованого пристрою. Габарити макета 400x800мм, маса в зборі - 20кг. На ньому застосували 80 шт плоских феритових магнітів: довжина - 38мм, ширина - 25мм, висота - 10мм. Визначено силу, що тримає, на відрив від сталевого аркуша одного магніту, що дорівнює 11 Н (1,1кг). Оскільки в зачепленні з феромагнітною поверхнею постійно перебуває близько 40% магнітів, то сумарна сила, що тримає, дорівнює близько 30кг (за винятком маси пристрою без вантажу). Практика показує, що сила, що тримає, повинна бути в кілька разів більше (до 100кг). Зазначені розміри магнітів обрані з умови безаварійної роботи їх при перекочуванні разом зі стрічкою по утворюючих коліс (діаметром 100...120мм), при зіткненні магнітів зі сталевим аркушем при відриві й зачепленні. З урахуванням цього магніти розташовані на гусеничній стрічці поперек неї, тобто шириною уздовж стрічки. Тому доцільно застосувати багаторядну гусеницю (2, 3 ряди й т. і.). Застосувавши для багаторядних гусениць 160...240 постійних магнітів, одержимо силу, що тримає, пристрою близько 100кг, що досить для перевезення інструмента пристроєм у вертикальному напрямку (зварювальна або фарбувальна машина й т. і.) і виконання певної роботи. Приміром, якщо застосувати потужні магніти такі, як марганець-вісмутові (коерцитивна сила 12000 Ерстед, індукція насичення - 7800 Гаусс), то маса й габарити пристрою будуть значно зменшені. Пристрій працює в такий спосіб. Пристрій установлюють на конструкцію, що підлягає обробці. Постійні магніти 5, розташовані на прямій ділянці гусеничних стрічок (лівої й правої) 4, утримують пристрій у заданому положенні (борт судна, днище, палуба й ін.). З пульта керування роботою пристрою подають напругу постійного струму на електродвигун 10 такого значення, щоб забезпечити за допомогою редуктора 11 задане обертання гусеничних ведучих 2 і ведених 3 коліс, які провертають гусеничні стрічки 4, що несуть постійні магніти 5, установлені на верхніх площинах гусеничних стрічок 4. Гусеничні стрічки 4 безупинно переміщуються колесами 2 й 3, постійно близько 40% магнітів 5 зчіплюються з феромагнітною поверхнею, які й утримують пристрій у вертикальному положенні. При цьому один постійний магніт 5 приходить у зачеплення із площиною у ведучого колеса 2, а другий магніт 5 виходить із зачеплення у веденого колеса 3 і навпаки при реверсивному переміщенні. Так безупинно відбувається процес переміщення пристрою, поки працює електродвигун 10. Робочий інструмент 6 установлений у вирізі платформи й підпружинений з нею, виконує певну операцію на феромагнітній поверхні (наприклад, зварювання конструкції). Пристрій переміщується автоматично по конструкції в напрямку, заданому програмою зі швидкістю, що забезпечує виконання певної технологічної операції (зварювання, зачищення, фарбування й ін.). Два автономних двигуни-редуктори 10, 11, що працюють незалежно один від іншого, дозволяють переміщувати пристрій у заданому напрямку (змінювати кут від 0° до 360°), здійснювати реверсивний рух й ін. Таким чином, пристрій забезпечує надійність роботи в будь-якому просторовому положенні (на горизонталі, на похилій поверхні, на вертикалі), забезпечується обробка конструкцій.