ЭКСТРУЗИОННЫЙ ПРЕСС НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

11/22
Экструзионный пресс непрерывного действия.
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкциям экструзионных прессов непрерывного действия, используемых при изготовлении изделий с полостями из пластичных смесей.
Из уровня техники известны экструзионные прессы для формирования изделий из пластичных смесей, в которых формирование пустотелых изделий происходит дискретно, см. SU № 1034926; SU №1430280, пат. РФ № 2047482.
Недостатком этих прессов является низкая производительность и нестабильность процесса формирования изделий.
Известно также устройство для непрерывного экструзионного формирования изделий с полостями с использованием полостеобразователей, которые при экструзии пластичного материала перемещаются через мундштук вместе с отформованным изделием и остаются в нем в качестве теплоизоляционного материала, см. пат. РФ № 2014221.
Недостатком этого устройства является сложность и трудоемкость реализации, что обусловлено -необходимостью в формировании сначала полостеобразователей, а затем готового изделия.
Прототипом полезной модели является экструзионный пресс, содержащий экструзионную головку, размещенный внутри нее полостеобразователь для формирования полостей в изделиях из пластичных смесей, включающий ножи, закрепленные на них кернодержатели с кернами и закрепленной на экструзионной головке рамки для формирования наружной поверхности изделия. Формирование внешней поверхности изделий осуществляется посредством цельной металлической рамки, соответствующей по глубине высоте керна, закрепленной в головке пресса на одном уровне с кернами на выходе из экструзионной головки., см. Золотарский А.З. и Шейнман Е.Ш. «Производство керамического кирпича. М.: Высшая школа. 1989. Стр. 82-83.
Недостатками прототипа являются интенсивный абразивный износ всех его элементов контактирующих с формуемой массой; большой диаметр кернодержателей и как следствие высокие растягивающие напряжения при экструзии; высокий изгибающий момент на кернодержателях, увеличивающийся по мере удаления их положения от оси экструзии, соответственно, повышенный изгибающий момент на крайних кернодержателях, приводящий к их деформациям и поломкам; необходимость в выполнении
ножей с большой толщиной для компенсации рабочих нагрузок и интенсивного износа; необходимость в постоянном контроле и настройки рамки на необходимый размер, из-за постоянного ее износа; высокие нагрузки на инструмент в пусковые моменты, часто приводящие к разрушению кернодержателей и изгибу ножей.
Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эффективности и снижение металлоемкости устройства.
Решение поставленной задачи обеспечено тем, что экструзионный пресс непрерывного действия, содержащий экструзионную головку, размещенный внутри нее полостеобразователь для формирования полостей в изделиях из пластичных смесей, включающий ножи, закрепленные на них кернодержатели с кернами и закрепленной на экструзионной головке рамки для формирования наружной поверхности изделия, согласно полезной модели, каждый нож выполнен с износостойким покрытием, остаточная пористость которого не превышает 8-10%, карбидная и карбоборидная фаза составляет 45... 55%, толщиной 1-1,5 мм, каждый кернодержатель выполнен с износостойким покрытием, остаточная пористость которого составляет не более 5%, карбидная и карбоборидная фаза составляет 55-65%, толщина 2... 2,5 мм, каждый керн и рабочие элементы рамки выполнены с подслоем, остаточная пористость которого составляет не более 5% карбидная и карбоборидная фаза составляет 45 - 55%, толщиной 2...2,5мм и наружный износостойкий слой из нитрида титана, толщиной 12- 18 мкм. В предпочтительных вариантах выполнения, каждый кернодержатель установлен под углом, соответствующим линиям тока пластичной смеси в экструзионной головке, концы которых распложены соответственно конфигурации формируемых полостей в изделии и закреплены на ножах с обеспечением совпадения оси кернодержателя с линией тока пластичной смеси; рамка выполнена разъемной, состоящей из четырех элементов, площадь которой соответствуют площади поперечного сечения изделия и собрана на каркасе посредством нажимных винтов с возможностью изменения линейных размеров поперечного сечения изделия в диапазоне ±5% от номинальных значений; элементы полостеобразователей и рамки в сборе, выполнены с покрытием политетрафторэтиленом, толщиной 200.. .300 мкм.
Техническим результатом от использования полезной модели, является снижение энергозатрат и уменьшение износа элементов устройства при одновременном повышении производительности и качества продукции.
2 проекции, показан общий вид экструзионной головки; на фиг. 2 вид спереди; на фиг.З сечение А-А
Экструзионный пресс непрерывного действия, содержит мундштук 1, головку 2 и винтовой вал 3. Головка 2 снабжена рамкой 4 и полостеобразователями в виде кернодержателей 5 с кернами 6, закрепленных на ножах 7. Рамка 4 выполнена разъемной, состоящей из четырех переставляемых элементов, закрепленных на каркасе, посредством, например, нажимных винтов (условно не показаны) с возможностью изменения линейных размеров поперечного проходного сечения в диапазоне ±5% от номинальных значений. Площадь рамки должна соответствовать площади поперечного сечения изделия. Кернодержатели 5 установлены по линиям тока пластичной смеси в экструзионной головке, с обеспечением расположения их концов соответственно конфигурации формируемых полостей.
Все элементы головки, контактирующие с формируемым пластичным материалом выполнены с износостойким покрытием, при этом ножи выполнены с износостойким покрытием, остаточная пористость которого не превышает 8-10%, карбидная и карбоборидная фаза составляет 45... 55%, толщиной 1-1,5 мм; каждый кернодержатель выполнен с износостойким покрытием, остаточная пористость которого составляет не более 5%, карбидная и карбоборидная фаза составляет 55-65%, толщина 2... 2,5 мм; каждый керн и рабочие элементы рамки выполнены с подслоем, остаточная пористость которого составляет не более 5% карбидная и карбоборидная фаза составляет 45 - 55%, толщиной 2...2,5мм и наружный износостойкий слой из нитрида титана, толщиной 12- 18 мкм. Для обеспечения получения гладкой наружной поверхности изделия, целесообразно, что бы все элементы полостеобразователей и рамки 4 в сборе, были выполнены с покрытием политетрафторэтиленом, толщиной 200.. .300 мкм. Покрытия наносятся методом газопламенной порошковой наплавки из дисперсно упрочненных порошковых материалов на основе никеля. Рабочие поверхности кернов и рамки с покрываются двухслойными износостойкими покрытиями. Подслой выполняется из материала системы «никельхромбор кремнийуглерод с максимально возможной толщиной, что обеспечивает необходимую жесткость поверхности для нанесения внешнего слоя, который формируется методом вакуумного конденсационного напыления нитридом титана. Это позволяет снизить трение и предотвратить налипание пластичной массы на инструмент.
Для уменьшения нагрузок в пусковые моменты готовый инструмент с износостойкими покрытиями дополнительно покрывается политетрафторэтиленом.
3
При непрерывной экструзии пластичного материала через головку 2, за счет кернов 6, в материале формируются полости. В зависимости От формы формообразующего элемента 4, происходит формирование наружной поверхности изделия. В данном случае формируется прямоугольная форма изделия с полостями в теле изделия. По достижению заданной длины, изделие отрезается и на этом процесс его формирования заканчивается.
Предложенное устройство было применено в прессе непрерывного действия производства фирмы HANDLE (Австрия) на заводе «Керамик ЗАО«Стройкомплекс (г. Магнитогорск) для изготовления кирпича керамического пустотелого марок М125 и Ml50 по ГОСТ 50395. Детали пустотообразователя выполнены из стали 20 с порошковыми износостойкими покрытиями, сформированными на поверхности деталей методом газопламенной наплавки. Покрытие на ножах из порошкового материала ПГЮН01, обеспечивающего достижение карбидной и карбоборидной фазы в структуре покрытия в среднем 52%. Толщина поверхностного слоя 1,2 мкм. После оплавления в электропечах пламенем ацетилен-кислородной (или пропан-кислородной) горелки остаточная пористость составляет 6%. Поверхность ножа механически не обработана, что обеспечивает ее шероховатость для обеспечения развитой поверхности пластичной массы, обеспечивающей ее соединение при смыкании в экструзионной головке. Покрытие на кернодержателях 5 имеет толщину по радиусу 2,3 мм и выполняется из порошкового материала ПС12НВК01, обеспечивающего достижение карбидной и карбоборидной фазы в структуре покрытия в среднем 63%. После оплавления поверхностного слоя остаточная пористость не превышает 4%. Поверхность кернодержателей механически не обрабатывается. После сборки пустотообразователя кернодержатели покрыты слоем политетрафторэтилена с толщиной поверхностного слоя 250 мкм.
В результате применения предложенного устройства на заводе «Керамик ЗАО«Стройкомплекс (г. Магнитогорск) эксплуатационная стойкость повысилась в более чем в 3 раза по сравнению с применявшимся ранее инструментом и обеспечила бесперебойный выпуск 5,5 щт.условного кирпича на одном комплекте при использовании пластической массы следующего состава: - глина - 30%, фанулированный шлак - остальное.