Устройство для прессования труб в радиальном направлении

Полезная модель относится к устройствам для формования трубчатых изделий на станках радиального прессования из композиционных сыпучих материалов.
Известно оборудование для производства железобетонных изделий (Строительные машины. Справочник. В 2-х т. Под ред. д.т.н. В.А. Баумана и инж. Ф.А. Лапира. Т. 2. Оборудование для производства строительных материалов и изделий. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение» 1977. 496 с.), содержащее станок СМЖ-194 для формования бетонных неармированных труб съемной формы с помощью прессующих роликов, которые уплотняют ее. Радиальное прессование с немедленной распалубкой, по сравнению с другими способами изготовления труб, отличается высокой производительностью, низкой металлоемкостью технологической оснастки, большим съемом продукции с единицы производственной площади, более полной механизацией и автоматизацией трудоемких процессов, и стабильно высоким качеством продукции.
Конструктивной особенностью станков радиального прессования является их значительная высота над уровнем пола, ограничивающая их применение для формования труб длиной более 3,5 м. Кроме того, они требуют точного дозирования количества бетонной смеси, подаваемой в форму. Эффективное уплотнение смеси роликами формующей головки достигается при строгом согласовании производительности питателя, подающего смесь в форму, со скоростью подъема формующей головки при условии попадания под ролики необходимого количества смеси. Избыток смеси приводит к перегрузкам привода вращения формующей головки, а иногда и к ее заклиниванию, а недостаток - к снижению производительности и недоуплотнению труб. При изготовлении армированных труб вращающаяся формующая головка иногда закручивает арматуру, которая при немедленной распалубке приводит к разуплотнению изделий, а иногда и к их разрушению.
Известна головка для радиального прессования изделий из бетонных смесей, принятая в качестве прототипа  (а.с. №2008218, «Головка для радиального прессования изделий из бетонных смесей», B28B 021/24, опубликовано 28.02.1994), в состав которой входят головка для радиального прессования изделий из бетонных смесей, смонтированная на нижнем конце вала, ступица с жестко закрепленным на ней диском с укатывающими роликами,  имеющими верхнюю коническую часть, распределительный конус с лопастями, дополнительная направляющая юбка, расположенная под основанием, которая закреплена на валу свободно на подшипнике качения.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность работы головки.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении эффективности работы устройства.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для прессования труб в радиальном направлении, содержащем разъемную форму с верхним кольцом, закрепленную на вибростоле, приводной вал, на котором установлен каток с подшипниками и калибрующим поясом, причем приводной вал с катком размещен внутри разъемной формы по ее центру, защитный кожух с лопастями, согласно полезной модели, каток выполнен в виде сплошной конической оболочки, а в качестве приводного вала используется прецессирующий вал.
Сущность устройства поясняется рисунками, где на фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для прессования труб в радиальном направлении, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - вид «А» (зона особоплотного прессования смеси); на фиг. 4 - схема сил, действующих на уплотняемую смесь (повернуто на 90°).
На фиг. 1 устройство состоит из разъемной формы 1 с верхним кольцом 2. Разъемная форма 1 установлена на вибростоле 3. Рабочий орган устройства представлен в виде сплошной конической оболочки 4, закрепленной на прецессирующем валу 5. Внутри сплошной конической оболочки 4 расположены подшипниковые опоры 6. На прецессирующем валу 5 в верхней части сплошной конической оболочки 4 закреплен защитных кожух 7, а под оболочкой - калибрующий пояс 8. На внешней поверхности кожуха 7 закреплены лопасти 10, разбрасывающие сыпучую смесь. (см. фиг. 2).
Указанное устройство работает следующим образом.
1,
2
кр
Сыпучая смесь загружается в разъемную форму 1 через верхнее кольцо 2, попадает на кожух 7 и с помощью лопастей 10 подаваемый материал разбрасывается внутри разъемной формы 1. Уплотнение смеси в раструбной части  разъемной формы 1 осуществляется в начальной стадии формования с помощью вибростола 3. После уплотнения смеси в раструбной части разъемной формы 1 вибростол 3 выключается и с помощью прецессирующего вала 5, вращающегося с частотой ω начинается процесс радиального прессования смеси. Одновременно начинается подъем с осевым усилием Q сплошной конусной оболочки 4. Соприкасаясь с уплотняемым материалом формируемой трубы, сплошная конусная оболочка 4 начинает вращаться с частотой ω. С помощью калибрующего пояса 8 происходит затирка поверхности уплотненного материала в зоне 9 (см. фиг. 3). Движение сплошной конической оболочки 4 вверх начинается только с образованием внизу волны выпора смеси. С помощью мотор-редуктора (на фиг. не показан) к прецессирующему валу 5 приложен вращающий момент М (фиг. 1.).
Вращающийся прецессирующий вал 5 через подшипниковые опоры 6 прижимает образующую сплошную коническую оболочку 4, последовательно перемещая зоны уплотнения по внутренней поверхности разъемной формы 1 (фиг. 2). Полный цикл перемещения образующей сплошной конической оболочки 4 (360°) выполняется за несколько оборотов прецессирующего вала 5.
Преимущество нового устройства заключается в использования эффекта рычага Архимеда, заключающегося в том, что на частицу уплотняемой смеси, находящейся вблизи точки опоры (координата «а» на фиг. 4 стремится к нулю), действует сила G, стремящаяся к бесконечно большой величине, обеспечивая внедрение твердых частиц смеси в среду труднодеформируемого материала.
Вблизи точки опоры рычага Архимеда образуется зона особоплотного прессования материала, что особенно важно для работы с труднодеформируемыми смесями.