УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВОДНЫХ ШЛИКЕРОВ

Изобретение относится к технологии формования крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий из водных шликеров.
Известно устройство для формования керамических изделий из водных шликеров (патент на изобретение РФ №2191688, В 28 В 1/26, 2000 г.), включающее влагопоглощающую матрицу, сердечник, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки, наружная поверхность сердечника имеет покрытие, выполненное из легкодеформируемого гидрофобного материала, компенсирующего усадочные напряжения изделия но мере подсушки в форме при формовании. Покрытие может быть съемным или стационарным. Названная совокупность признаков устройства позволяет обеспечить получение из водных шликеров качественных изделий с заданным внутренним контуром. Определение момента набора заготовок в устройствах данного типа производится через узлы подпитки методом прощупывания посредством металлического стержня.
Недостатком данною устройства является то, что в случаях неполного набора заготовки, погружение металлического стержня вызывает структурирование суспензии в полости формы, что приводит к образованию разноплотности материала в данных местах, появлению микротрещин в заготовке и выходу се в брак на этане формования и обжига. Кроме того, к недостаткам предложенного устройства, следует отнести невозможность точного определения момента окончательного набора заготовки, что также является причиной выхода заготовок в брак, из-за наличия па внутренней поверхности локальных недоливов и раковин.
Наиболее близким но технической сущности к заявленному решению, является устройство для формования сложнопрофильных керамических
изделий из водных шликеров (патент на изобретение рф №2257291, в 28 в 1/26, 2005 г.), содержащее влагопоглощающую матрицу, сердечник, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки и дополнительный узел контроля за набором заготовки, состоящий из мерной линейки, поплавка, установленного в узле подпитки, двух контактов, причем один из чих стационарно установлен на мерной линейке, а второй на поплавке, и блок сигнализации.
Недостатком известного способа является то, что определение окончания набора заготовки зависит от точности выставления стационарно установленного контакта, в результате чего в процессе заливки шликера в форму, необходимо строго выполнять следующие требования: объем залитого шликера и скорость его заливки должны быть постоянными для каждого конкретного типа изделий. Несоблюдение этих условий приводит к возникновению погрешности при выставлении контакта, что в свое очередь приводит к ошибочному срабатыванию сигнализации об окончании набора заготовки, и как следствие к выходу заготовок в брак.
Задачей настоящего изобретения является упрощение контроля за окончанием набора заготовок и снижение брака при формования керамических изделий из водных шликеров.
Поставленная задача достигается тем, что предложено устройство для формования сложнопрофильных керамических изделий из водных шликеров, содержащее влагопоглощающую матрицу, сердечник, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки, узел контроля за набором заготовки и блок сигнализации, отличающееся тем, что узел контроля за набором заготовки состоит из лазерного датчика и вычислительного блока, причем лазерный датчик непрерывно измеряет расстояние до поверхности шликера в узле подпитки и передает данные в вычислительный блок, определяющий момент окончания изменения уровня шликера.
Авторы экспериментально установили, что использование лазерного датчика, непрерывно измеряющего расстояние до поверхности шликера в узле подпитки, позволяет с большой степенью точности (до 0,001 мм)
определить уровень шликера ч любой момент формования заготовки. В то же время вычислительный блок, на который поступает информация с лазерного датчика, непрерывно фиксирует изменение уровня шликера за определенный промежуток времени. Путем сравнения зафиксированных измерений определяется точный момент окончания изменения уровня шликера, что свидетельствует об окончании набора заготовки. При этом на точность определения момента окончания набора заготовки не оказывают влияние такие факторы, как объем заливаемого в форму шликера, скорость заливки шликера, погрешность выставления заданного уровня (как в прототипе) и так называемый человеческий фактор, что существенно упрощает метод контроля и трудозатраты на формование керамических заготовок из водных шликеров, что приводит к снижению брака на операции формования керамических заготовок.
Па приведенной схеме (фигура) изображен общий вид заявленного устройства. Конструкция устройства включает влагопоглощающую матрицу 1, сердечник 2, узлы для их взаимной соосной установки 3 и узлы подпитки 4, узел контроля за набором заготовки, содержащий лазерный датчик 5, вычислительный блок 6 и блок сигнализации 7.
Устройство работает следующим образом. В матрицу 1 устанавливают сердечник 2 и закрепляют с помощью узлов взаимной соосной установки матрицы и сердечника 3. Па один из узлов подпитки 4 устанавливают лазерный датчик 5. Пространство между матрицей) и сердечником 2, а гак же узлы подчитки 4 заполняются шликером. Включается лазерный датчик 5 и вычислительный блок 6. В процессе набора заготовки вычислительный блок, через определенный интервал времени (0,5-2 с) считывает информацию об уровне шликера в подпит очной емкости с лазерного датчика, и путем сравнения полученных данных с предыдущими, определяет момент окончания изменения уровня шликера в подпиточной емкости, при неизменном положении уровня шликера в подпиточной емкости в течение 10-30 мин (определяется для каждого конкретного типа изделий) включается
блок сигнализации 7, свидетельствуя о моменте окончания процесса набора керамической заготовки.
Реализация предложенного технического решения представлена на следующем примере.
Из шликера кварцевого стекла была отформована партия крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, чипа головного антенного обтекателя ракет. При формовании каждой заготовки определялся момент окончания набора тремя основными методами:
С использованием металлического стержня;
С помощью узла контроля за набором заготовки, по прототипу;
По предложенному техническому решению (при этом время срабатывания блока сигнализации после установления уровня шликера в подниточной емкости варьировалось в интервале 5-40 мин).
В таблице представлены данные по количеству брака отформованных заготовок для каждое метода определения.
Из приведенного примера следует что использование предложенного технического решения позволяет снизить уровень брака с 15-20% до 3-5%, при этом существенно упрощается контроль за набором заготовки
Устройство просто в изготовлении и эксплуатации, особенно успешно применяется при формовании крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий из водных шликеров.
Источник информации.
1. Патент на изобретение РФ №2191688, В 28 В 1/26, 2000 г.;
2. Патент па изобретение РФ №2257291, В 28 В 1/26, 2005 г г.
Таблица
Определении окончания набора заготовки
Металлическимстержнем (поаналогу)
Узлом контроляза наборомзаготовки (попрототипу)
По предложенному техническому решению
Время, через которое срабатывала сигнализация, мин
Брак, %
20
15
5
10
30
40
15
3
5
10
Вид брака
Раковины, микротрещины
Недобор, трещины
недобор
недобор
трещины
трещины