Верстат для ручного огранювання дорогоцінних каменів

1. Верстат для ручного огранювання дорогоцінних каменів, що має порожнисту станину, оснащену у нижній частині щонайменше трьома демпфірувальними опорами, закріплений на станині робочий стіл з отвором у середній частині, планшайбу, встановлену в отворі стола з можливістю обертання, шпиндельний вузол, корпус якого жорстко зв'язаний зі станиною і у якому на центральному кульовому підп'ятнику установлений вертикальний вал для кріплення планшайби, зафіксований від радіального й осьового зсуву, і привід обертання планшайби на основі електродвигуна, що зв'язаний зі станиною, оснащений регулятором швидкості обертання вихідного вала і кінематично зв'язаний з валом шпиндельного вузла, який відрізняється тим, що електродвигун у цілому розташований усередині порожнис Корисна модель відносяться до конструкцП переважно малогабаритних верстатів для ручного огранювання дорогоцінних каменів. Відомо, що на ручне огранювання в основному надходять дрібні дорогоцінні камені масою менш одного (і навіть менш 0,1) карата. Автоматизація їх огранювання утруднена не тільки різноманіттям форм і розмірів, але і дрібними дефектами, що ПОМІТНІ лише висококваліфікованим гранильникам. Фахівцям зрозуміло, що, на відміну від потокового огранювання попередньо класифікованих за формою і розмірами якісних дорогоцінних каменів на гранувальних верстатах-автоматах, для обробки цієї сировини придатні лише верстати для ручного огранювання. Досвідчені майстри, які працюють на них, здатні звести до мінімуму втрати на огранювання і додати діамантам чи іншим ограненим дорогоцінним каменям найбільш ефектну, тої станини нижче рівня робочого стола, а статор цього електродвигуна зв'язаний з тим же елементом станини, з яким жорстко зв'язаний корпус шпиндельного вузла. 2. Верстат за п. 1, який відрізняється тим, що статор зв'язаний з зазначеним елементом станини через власний корпус електродвигуна. 3. Верстат за п. 1, який відрізняється тим, що статор електродвигуна змонтований безпосередньо на корпусі шпиндельного вузла, а ротор електродвигуна жорстко зв'язаний з барабаном, що несе фланець для установки планшайби, який у робочому положенні жорстко зв'язаний з верхнім торцем вала шпиндельного вузла 4. Верстат за п. 1, який відрізняється тим, що робочий стіл встановлений у вертикальних напрямних, що жорстко зв'язані з верхньою частиною станини, і кінематично зв'язаний з нижньою частиною станини щонайменше двома симетрично розташованими регуляторами висоти. 5 Верстат за п. 4, який відрізняється тим, що зазначені регулятори виконані на основі паралелограмних механізмів з привідними парами «гвинт-гайка». нерідко нестандартну форму. Такі верстати повинні бути: По-перше, якомога СТІЙКІШІ ДО вібрацій для точності огранювання І зниження таких втрат маси сировини, що обумовлені відколами через зіткнення каменів з планшайбою і "завалюванням" граней через нещільний контакт, по-друге, забезпечувати комфортні умови праці гранильників, включаючи якомога менший рівень шуму І зручність доступу до планшайби по всій її площі, то-третє, забезпечувати практично однакову лінійну швидкість планшайби відносно огранованих дорогоцінних каменів при поступовому переході від її периметра до осі обертання, щоб якомога повніше використовувати витрачений на кожне чергове шаржування алмазний мікропорошок без втрати продуктивності, і, О 00 1801 по-четверте, мати широкий набір типорозмірів і бути придатними для використання в різноманітних непромислових умовах Виконання по окремості чи деяких неповних комбінацій зазначених вимог не є істотно важким Наприклад, з опублікованої заявки на патент України UA Э4107193А відомий верстат для ручного огранювання дорогоцінних каменів Він має жорстку станину з верхньою і нижньою траверсами, у яких виконані отвори, ПІНОЛІ з підшипниками, встановлені в отворах траверс, механізм подачі каменю на огранювання, шпиндель з планшайбою й електродвигун, установлений на нижній траверсі на демпфірувальній ПІДВІСЦІ І зв'язаний зі шпинделем клинопасовою передачею Масивний стіл такого верстата з вікном у середній частині для планшайби жорстко закріплений на верхній траверсі При такій конструкцГі "заспокоєння" зони контакту між планшайбою й огранованим каменем досягається підвищенням масивності і громіздкості верстата в цілому Однак приєднання електродвигуна до нижньої траверси через штангу навіть при використанні декількох засобів гасіння вібрацій не виключає радіальне й осьове биття планшайби з ВІДПОВІДНИМ збільшенням браку при огранюванні, особливо дрібних дорогоцінних каменів неправильної вихідної форми Прийнятна простота конструкції в цілому, достатня СТІЙКІСТЬ планшайби до вібрацій і можливість регулювати в широких межах швидкість м обертання забезпечені в конструкції верстата для огранювання алмазів фірми J DaviD-AntwarpBelgium (див фірмовий каталог 1899 р , с 175) Цей верстат має порожнисту станину з силовим каркасом, зокрема, у вигляді рами з жорстких стрижнів квадратного поперечного переріза з численними поперечними зв'язками, закріплений на цьому каркасі стіл з отвором у середній частині, що, зокрема, виконаний у вигляді кришки з полірованого каменю (звичайно граніту), планшайбу, розміщену в отворі столу і встановлену на вертикальному валу шпиндельного вузла, корпус якого жорстко зв'язаний з каркасом станини, привод обертання планшайби на основі жорстко закріпленого на станині регульованого електродвигуна постійного струму, вихідний вал якого зв'язаний з валом шпиндельного вузла пасовою передачею, і щонайменше один фіксатор оброблюваного каменю, що має можливість щонайменше одного ЛІНІЙНОГО і щонайменше одного кутового переміщення щодо планшайби Такий верстат може бути тільки стаціонарним і через утруднення доступу до планшайби незручний в обслуговуванні при ручному огранюванні Крім того, мінімізація радіального й осьового биття планшайби забезпечена лише жорсткістю станини і масивністю столу Тому при огранюванні дрібних дорогоцінних каменів неправильної вихідної форми можливі несподівані відколи Істотно більш довершений і найближчий до пропонованого за конструкцією верстат для ручно го огранювання дорогоцінних каменів (див, RU № 2187420} має порожнисту станину, що, зокрема, оснащена жорстким днищем і розташованими під ним щонайменше трьома демпфірувапьними опорами, закріплений на станині робочий стіл з отвором у середній частині, планшайбу, встановлену в отворі столу з можливістю обертання, шпиндельний вузол, корпус якого жорстко зв'язаний з зазначеним днищем станини й у якому на центральному кульовому підп'ятнику установлений вертикальний вал для кріплення планшайби, зафіксований від радіального зсуву (нижнім і верхнім підшипниками ковзання) і від осьового зсуву (щонайменше одною розташованою над кульовим підп'ятником додатковою опорою ковзання з радіальним виступом і кільцевим пазом), привод обертання планшайби на основі електродвигуна, що зв'язаний зі станиною пружним шарніром і знизу оснащений щонайменше однією власною демпфірувальною опорою, кінематично зв'язаний з валом шпиндельного вузла (зокрема, пасовою передачею) і оснащений регулятором швидкості обертання вихідного вала Такий верстат звичайно має кінематичне зв'язаний з робочим столом щонайменше один фіксатор каменю, виконаний з можливістю щонайменше одного ЛІНІЙНОГО і щонайменше одного кутового переміщення щодо планшайби Фіксація вала шпинделя від осьового і радіального зсувів у сполученні з жорстким кріпленням корпуса шпиндельного вузла до станини забезпечує дуже спокійне обертання планшайби Тому істотно знижується небезпека ВІДКОЛІВ оброблюваних каменів і знижується КІЛЬКІСТЬ ВІДХОДІВ Використання ж регульованого в широкому діапазоні кутових швидкостей електродвигуна дозволяє гранильнику без утрати продуктивності працювати в будь-якій частині планшайби і практично цілком виробляти ресурс шаржувального абразивного мікропорошку Однак практика показала, що пружний зв'язок електродвигуна зі станиною і незалежне встановлення цього двигуна і станини з жорстким днищем на власних демпфірувальних опорах невиправдано ускладнюють конструкцію й утрудняють «підстроювання» кінематичного зв'язку двигуна з валом шпиндельного вузла з урахуванням вимог споживачів до габаритів і маси верстата Тому в основу корисної моделі покладена задача удосконаленням взаєморозташування і взаємозв'язку частин створити такий верстат для ручного огранювання дорогоцінних каменів, що має більшу компактність і легко модифікується Поставлена задача вирішена тим, що у верстаті для ручного огранювання дорогоцінних каменів, що має порожнисту станину, оснащену у нижній частині щонайменше трьома демпфірувальними опорами, закріплений на станині робочий стіл з отвором у середній частині, планшайбу, встановлену в отворі столу з можливістю обертання, шпиндельний вузол, корпус якого жорстко 1801 зв'язаний ЗІ станиною и у якому на центральному кульовому підп'ятнику установлений вертикальний вал для кріплення планшайби, зафіксований від радіального й осьового зсуву, і привод обертання планшайби на основі електродвигуна, що зв'язаний зі станиною, оснащений регулятором швидкості обертання вихідного вала і кінематично зв'язаний з валом шпиндельного вузла, відповідно до винахідницького задуму електродвигун у цілому розташований усередині порожнистої станини нижче рівня робочого столу, а статор цього електродвигуна зв'язаний з тим же елементом станини, з яким жорстко зв'язаний корпус шпиндельного вузла. Такі взаєморозташування і взаємозв'язок основних частин дозволяють, як мінімум, скоротити габаритні розміри трансмісії, що з'єднує ротор електродвигуна з валом шпиндельного вузла, з відповідним скороченням габаритних розмірів верстата в плані і, як буде докладно показано і пояснено далі, у широких межах змінювати форми виконання кінематичного зв'язку між планшайбою та її приводом. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що статор зв'язаний з зазначеним елементом станини через власний корпус електродвигуна. Цей окремий варіант найпростіший для здійснення, тому що основою привода можуть служити будьякі придатні доступні на ринку електродвигуни, а кінематичний зв'язок ротора електродвигуна з валом шпиндельного вузла можна виконати так, як це відомо з конструкції верстата-прототипу (тобто з застосуванням переважно пасової передачі). Друга додаткова відмінність полягає в тому, що статор електродвигуна змонтований безпосередньо на корпусі шпиндельного вузла, а ротор електродвигуна жорстко зв'язаний з барабаном, що несе фланець для установки планшайби, який у робочому положенні жорстко зв'язаний з верхнім торцем вала шпиндельного вузла. Ця форма виконання кінематичного зв'язку планшайби з електродвигуном забезпечує найпростішу (без "посередників") передачу крутильного моменту і максимальну компактність і вібростійкість привода з мінімальним зносом ПІДШИПНИКІВ. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що робочий стіл встановлений у вертикальних напрямних, що жорстко зв'язані з верхньою частиною станини, і кінематично зв'язаний з нижньою частиною станини щонайменше двома симетрично розташованими регуляторами висоти. Це дає змогу застосовувати змінні планшайби (а за бажанням - і змінні столи) різної товщини і розташовувати верхню площину робочого столу на необхідному рівні. Четверта додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що регулятори виконані на основі паралелограмних механізмів з приводними парами «гвинтгайка». Цей найзручніше для точного регулювання швидкості і величини вертикального переміщення робочого столу. Далі суть корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції верстата для ручного огранювання дорогоцінних каменів і роботи на такому верстаті з посиланнями на додані креслення, де зображені на: фіг.1 - загальний вигляд найпростішого верстата для ручного огранювання дорогоцінних каменів (з частковим розрізом вертикальною площиною); фіг.2 - агрегат «електродвигун - шпиндельний вузол» {поздовжній розріз); фіг.З - кращий варіант конструкції регулятора вертикального положення робочого столу. Верстат для ручного огранювання дорогоцінних каменів (див. фіг.1) має: порожнисту станину 1 переважно у вигляді звареної рами, що має щонайменше один опорний елемент 2; плоский горизонтальний робочий стіл 3 з круглим наскрізним отвором у середній частині, який щонайменше частково виготовлений з матеріалу високої густини, наприклад з полірованого граніту, і встановлений зверху станини 1, горизонтальну планшайбу 4, встановлену в отворі столу 3 на вертикальному шпиндельному вузлі 5, що жорстко зв'язаний з опорним елементом 2 станини 1; привод обертання планшайби 4, виконаний або на основі окремого переважно бесколекторного електродвигуна б постійного струму, що встановлений на опорному елементі 2 станини 1, або (як показано і пояснено далі) на основі аналогічного електродвигуна, що агрегатований зі шпиндельним вузлом 5. Незалежно від форми виконання електродвигун 6 оснащений не показаними на кресленні стандартними блоком живлення і регулятором робочого струму. При виготовленні запропонованого верстата в настільному варіанті його вертикальний габаритний розмір залежить від осьових розмірів шпиндельного вузла 5 і/або електродвигуна 6. У таких випадках опорний елемент 2 станини 1 може мати вигляд жорсткого днища щонайменше однієї жорсткої балки, під які можуть бути підведені щонайменше три не показані особливо демпфірувальні опори. При виготовленні запропонованого верстата в підлоговому варіанті станина 1 звичайно має стійки 7 необхідної висоти і теж може бути оснащена демпфірувальними опорами. В обох варіантах шпиндельний вузол 5 (див. фіг.2) виконаний однаково і має: порожнистий корпус 8, що нижнім фланцем 9 жорстко зв'язаний з опорним елементом 2 станини 1, вал 10, встановлений у корпусі 8 на кульовому підп'ятнику 11, геометричний центр якого розташований на геометричній осі шпиндельного вузла 5 у цілому, нижній і верхній підшипники 12 ковзання, що жорстко запресовані в корпус 8, щільно охоплюють вал 10 І фіксують його від радіального зсуву, сальник 13 над обоймою верхнього підшипника 12, торцевий фіксатор 14 обойми нижнього підшипника 12 від осьового зсуву, верхній фланець 15, що служить опорою планшайби 4, жорстко зв'язаний у робочому положенні з верхнім торцем вала 10 і планшайбою 4 конусоподібною розпірною шайбою 16 (або не показаною особливо аналогічною за формою і призначенням розпірною гайкою) і оснащений бара 1801 баном 17. При застосуванні окремого електродвигуна 6, корпус якого установлений, зокрема з застосуванням щонайменше однієї демпфірувальної опори 18 на опорному елементі 2 станини 1 (фіг.1), барабан 17 служить веденим шківом пасової передачі 19. Якщо ж шпиндельний вузол 5 і електродвигун агрегатовані (фіг.2), то обмотка статора 20 електродвигуна жорстко закріплена на бічній стінці порожнистого корпуса 8 шпиндельного вузла 5, а магніти ротора 21 електродвигуна жорстко закріплені з внутрішньої сторони стінки барабана 17. В цьому випадку плата 22 керування електродвигуном і кільцевий датчик 23 числа обертів (наприклад, датчик Хола) можуть бути розташовані безпосередньо під барабаном 17 і ротором 2 1 . Доцільно, щоб робочий стіл 3 (фіг.3) був встановлений у вертикальних напрямних 24, жорстко зв'язаних з верхньою частиною станини 1, і кінематичне зв'язаний з нижньою частиною станини 1 щонайменше двома (а переважно трьома) симетрично розташованими регуляторами висоти. Ці регулятори можуть бути виконані на основі паралелограмних механізмів 25 з приводними парами «(переважно самогальмівний) гвинт - гайка». Продовженням - столу 2 у передній частині верстата є похила пластина 26 (див. фіг.1). Вона звичайно має щонайменше одношарове м'яке покриття з придатного матеріалу типу штучної шкіри з пружною підкладкою і є опорою для рук (особливо, ліктів) гранильника. Звичайно під цією пластиною 26 розташований пульт 27 керування верстатом. Фахівцю зрозуміло, що описаний верстат повинний бути оснащений щонайменше одним не 8 показаним і не позначеним особливо придатним фіксатором оброблюваних каменів, виконаним з можливістю щонайменше одного лінійного і щонайменше одного кутового переміщення щодо планшайби. Фіксатори можуть бути звичайними ручними цанговими або спеціалізованими пристосуваннями з власними системами підвіски або іншого кріплення до столу 3 верстата. Споживачі або закуповують їх у комплекті з верстатами, або окремо набувають на ринку, або виготовляють самі з урахуванням власних вимог до надійності фіксації каменів і зручності маніпулювання ними при огранюванні. Дорогоцінні камені вручну огранюють на описаному верстаті в такий спосіб. Після установки верстата на придатній основі і, за необхідністю, регулювання висоти робочого столу 3 щодо планшайби 4 за допомогою паралелограмних механізмів 23 включають окремий електродвигун 6 (або подачу струму s обмотку статора 20). Пасова передача 19 (або ротор 20) обертає планшайбу 4 через барабан 17, верхній фланець 15 І розпірну шайбу 16 на валу 10 шпиндельного вузла 5. Далі за допомогою пульта 25 керування встановлюють необхідну швидкість обертання планшайби 4 і приступають до огранювання, використовуючи обраний майстром фіксатор оброблюваного каменю. Після нанесення кожної заданої грані змінюють положення каменю у фіксаторі, за необхідністю регулюють швидкість обертання планшайби 4 і повторюють ці дії до завершення огранювання. 1801 10 Фіг. 2 25 Фіг. З Підписано до друку 05.06.2003 р Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Уфаіна (044)236 - 47 - 24