Устройство для прессования углеграфитовых порошков

Полезная модель относится к порошковым технологиям, а именно к высокоскоростному прессованию порошковых материалов.
Известно устройство для прессования порошков типа терморасширенного графита (Патент РФ на изобретение №2614279, Устройство для прессования порошков, МКИ В29С 43/02, от 24.03.2017). Устройство содержит пресс-форму мундштучного формования прутков, матрицу цилиндрической формы, закрепленную с обоймой, и пуансон. Имеется вторая аналогичная пресс-форма. Пресс-формы расположены соосно и соединены металлической втулкой и направляющими стержнями. Устройство предназначено для двухстороннего прессования прутков, стержней различного диаметра.
Недостатком указанного устройства являются низкие технологические возможности. Оно не позволяет прессовать изделия высокой плотности с отношением высоты к ширине
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является устройство для прессования порошков, содержащее закрепленную на столе пресса матрицу и закрепленный на подвижной траверсе пуансон, подпружиненную гильзу, на которой выполнены полость и три сквозных радиальных отверстия, часть из которых соединена с вакуумным насосом, а одно отверстие соединено с атмосферой (Авторское свидетельство СССР на изобретение №676472, Устройство для запрессовки в корпус изделия таблеток из порошкообразного материала, МКИ В30В 15/02, от 04.10.1976).
Недостатком данного устройства являются низкие технологические возможности, он не позволяет получать высокоплотные изделия из порошков, преимущественно из углеграфитовых порошков, за один ход пресса. Для получения таких изделий необходимо после основного формования изделия осуществлять последующую его подпрессовку.
Технической проблемой в настоящее время является возможность высокопроизводительного получения изделий повышенной плотности.
Техническим результатом настоящего решения является возможность прессования высокоплотного изделия с подпрессовкой за один ход пресса.
Технический эффект достигается тем, что устройство для прессования порошков, предназначенное для установки на пресс, имеющий стол, содержащее матрицу, выполненную с возможностью установки на столе пресса, пуансон, закрепленный на подвижной траверсе, рабочую камеру в виде гильзы, которая подпружинена относительно траверсы и соединена с вакуумным насосом, согласно предлагаемому решению, оно содержит дополнительную рабочую камеру, связанную с вакуумным насосом, и пневмоцилиндр, содержащий верхний золотник, нижний золотник и ступенчатый шток, содержащий ступень с большим диаметром и ступень с меньшим диаметром, причем ступень с большим диаметром сопряжена с верхним золотником, который выполнен с возможностью подачи через него сжатого воздуха в полость пневмоцилиндра, а ступень с меньшим диаметром сопряжена с нижним золотником и размещена с возможностью давления на траверсу при подаче сжатого воздуха через верхний золотник в полость пневмоцилиндра, при этом рабочая камера снабжена корпусом, выполненным с возможностью подачи через него сжатого воздуха в нижний золотник с обеспечением поднятия траверсы с пуансоном вверх.
За счет снабжения устройства пневмоцилиндром, шток которого выполнен двухступенчатым, позволит осуществить дополнительную подпрессовку порошка за один рабочий ход.
Предлагаемое устройство для прессования углеграфитовых порошков содержит матрицу 1, пуансон 2, закрепленный на подвижной траверсе 3 пресса. Устройство снабжено гильзой 4, установленной в корпусе 5. Гильза 4 соединена с траверсой 3 посредством пружины 6. Дополнительно устройство снабжено пневмоцилиндром 7, шток которого выполнен ступенчатым. При этом ступень 8 большего диаметра сопряжена с верхним золотником 9 пневмоцилиндра 7, а ступень 10 меньшего диаметра 10 сопряжена с нижним золотником 11. Цилиндр 7 соединен с дополнительной рабочей камерой 12.
Установка работает следующим образом.
В канал нижнего золотника 11 через корпус 5 подается сжатый воздух при помощи насоса (на чертеже не показан). Траверса 3 с пуансоном 2 поднимаются в верхнее крайнее положение. При включении рабочего хода в дополнительную камеру 12 подается сжатый воздух от насоса и поступает через верхний золотник 9 в полость пневмоцилиндра 7. Ступень 10 меньшего диаметра штока пневмоцилиндра 7 давит на траверсу 3. При этом траверса 3 перемещается вниз, сжимая пружину 6, и оказывает ударное воздействие на пуансон 2. Пуансон 2 уплотняет порошок, находящийся в полости матрицы 1. При рабочем ходе пружина 6, установленная на гильзе 4, демпфирует ударное воздействие. После рабочего хода под действием упругой деформации пружина 6 поднимает траверсу 3 вверх. Сжатый воздух через верхний золотник 9 воздействует на ступень 8 большего диаметра штока пневмоцилиндра 7 и через траверсу 3 совершает подпрессовку полуфабриката из порошка, полученного при первом рабочем ходе.
В ЮУрГу разработан рабочий проект предлагаемого устройства. Устройство предназначено для получения заготовок размером 25×15×50 мм из углеграфитовых порошков. Ступени штока пневмоцилиндра 100 мм и 300 мм. За счет подпрессовки расчетная плотность заготовок увеличивается на 15%.
Предлагаемое устройство для прессования порошков найдет применение при скоростном прессовании порошков, преимущественно при прессовании углеграфитовых порошков.