УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ

Полезная модель относится к оборудованию для обработки давлением и может быть использована для изготовления периодических профилей из дисперсных материалов, в частности, нанопорошков.
Известно устройство для изготовления периодических профилей из дисперсных материалов, содержащее корпус, в полости которого образована камера прессования. В корпусе друг напротив друга выполнены окна, сообщенные с камерой прессования, в окнах с возможностью перемещения посредством приводов установлены ползуны, оснащенные формообразующими валками, смонтированными на ползунах с возможностью вращения. Приводы перемещения ползунов выполнены в виде закрепленных на корпусе гидроцилиндров, подвижные штоки которых соединены с ползунами. В камере прессования размещен оснащенный механизмом перемещения пуансон.
(Авторское свидетельство СССР, №1435399, KH.B22F3/02, 1988 г.) - наиболее близкий аналог.
Анализ конструкции данного устройства показал, что данная конструкция не обеспечивает качество прессования нанопорошков, так как валки являются не приводными и вращаются вокруг своей оси за счет разности давления между центром и периферией прессуемого материала, что приводит к не регулированной степени деформации объема контактирующих с ними порошкового материала, а проскальзывание валков приводит к неравномерному перегибу прессуемого изделия, например полосы.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в повышении качества прессования за счет комплексного воздействия сил осевого сжатия и бокового обжатия нанопорошков, а также принудительного вращения валков для обеспечения подбора скоростей осевого и бокового обжатия в соответствии с реологическими особенностями обрабатываемого нано материала.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для изготовления периодических профилей и мерных заготовок, преимущественно из дисперсных наноматериалов, содержащее корпус с камерой прессования, снабженный с одной стороны подвижным пуансоном и с противоположной стороны валками, смонтированными на ползунах в проемах корпуса с возможностью вращения, при этом каждыйползун и удерживающий им валок снабжены мотор-редуктором, при этом мотор-редукторы перемещения ползунов отвечают за толщину прессуемого продукта и его продольную кривизну, мотор-редукторы вращения валков - за форму прессуемого продукта, а скорость вращения валков определяется скоростью осевого перемещения пуансона и реологией уплотняемого продукта
Целью применения принудительного вращения валков является устранение перепрессовки структуры порошкового нано материала, являющейся причиной налипания нанопорошка на фильеру валков.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - устройство, прессующие элементы в конечном положении, вид спереди;
- на фиг. 2 - устройство, прессующие элементы в исходном положении, вид слева;
- на фиг. 3 - разрез Α-A по фиг. 1;
- на фиг. 4 - рабочие валки устройства для прессования прутка заданной длины;
- на фиг. 5 - рабочие валки, слева для прессования шаров, справа - для прессования таблеток.
Устройство для прессования периодических профилей состоит из верхней 1 (фиг. 1, 2) и нижней 2 плит, направляющей колонки 3, запрессованной в нижней плите 1 и направляющей втулки 4 (фиг. 2), закрепленной в верхней плите 1. Уровень рабочего хода верхней плиты в вертикальном направлении ограничивается упором 5, имеющим возможность контакта с торцевой поверхностью направляющей втулки 4. В верхней плите 1, посредством фланца 6, закреплен пуансон 7 (фиг. 1 и 2), опирающийся на двояковыпуклую линзообразную вставку 8, которая позволяет пуансону 7 сохранять строго вертикальное направление при смещении матрицы 9, установленной в корпусе 10 в горизонтальном плоскости.
Корпус 10 расположен на нижней плите 2; в корпусе имеются пазы, в которых размещены напротив друг друга два ползуна 11, удерживаемые от выпадения из контейнера крышками гидравлических цилиндров 12, предназначенные для увеличения жесткости конструкции в горизонтальной плоскости во время работы устройства. Ползуны оснащены валками 13, которые с матрицей 9 образуют закрытую матричную полость 14. Матричная полость 14 располагается осесимметрично относительно вертикальной оси пуансона 7, который при перемещении вниз, вместе с образующими валков 13 создает зону осевой деформации нанопорошкового материала, в то время как стенки матрицы 9 воспринимают радиальную реакцию этой осевой деформации.
Валки 13 скреплены с осями 15, которые соединены с редуктором 16 муфтой 17 (фиг. 3), а через муфту 18 редуктор соединен с электродвигателем 19. Таким образом, валки 13 имеют возможность вращения посредством привода.
В нижней части каждого ползуна 11 имеется рейка, соединенная с зубчатым колесом 20, которое через ось 21, редуктор 22, муфту 23 соединен с электродвигателем 24. Данные приводы обеспечивают перемещение ползунов 11 в перпендикулярном относительно оси пуансона 7 направлении.
Редуктор 16 и электродвигатель 19 установлены на «Г» образной платформе 25 и имеют возможность перемещения в горизонтальном направлении при перемещении ползунов 11. Г - образная платформа 25 снабжена пружиной 26, осью 27 и пробкой 28 - механизмом противодавления, удерживающим валки 13 в строго заданном положении и убирающим люфт в сцеплении рейки ползуна 11 и зубчатым колесом 20. В нижней части корпуса 10 расположен воздухозаборник 29. Матричная полость 14 предназначена для размещения порошковой смеси 30, а результатом прокатки являются детали 31 в виде плоских полос 31А (фиг. 4), таблеток (фиг. 5) или шаров 31Б.
Устройство работает следующим образом.
Порошковый материал 30 засыпают в матричную полость 14; чтобы порошок не высыпался из матричной полости в исходном положении валки 13, прижатые друг к другу, создают замкнутое пространство матричной полости.
Включают пресс и опускают пуансон 7, который входит в матричную полость 14 и уплотняет порошковую смесь до заданной плотности, прижимая ее к поверхности валков 13 и продавливает порошковую смесь между валками 13.
В свою очередь, валки 13 поворачиваются вокруг своих осей, что производит к боковому обжатию материала порошковой смеси, таким образом формируется боковая поверхность прессовки, которой придается заданная форма, в виде полос 31, таблеток 31А или шаров - 31Б.
Ползуны 11 работают в соответствии с программой, обеспечивающей заданный профиль пресс-изделия. Валки 13, раздвигаясь, могут перемещаться на одинаковые расстояния синхронно, а могут и не синхронно, когда перемещение одного из ползунов опережает перемещение другого ползуна. При этом в процессе работы устройства ползуны 11, а вместе с ними и валки 13 имеют возможность возвратно-поступательного перемещения.
При разводе валков 13 электродвигатель 24 через муфту 23 и редуктор 24 перемещает ползун 11 в сторону от вертикальной, центральной оси устройства, при этом электродвигатель 19, муфта 18 и редуктор 16, установленные на «Г» образной платформы 25 синхронно перемещаются на тоже расстояние, в этом случае пружиной 26 осуществляет противодавление, убирает люфт между рейкой ползуна 11 и зубчатым колесом 20.
Валки являются инструментом, формообразующим порошковую заготовку в деталь различной конфигурации, поэтому могут иметь разнообразную поверхность, в зависимости от заданной внешней поверхности детали, например: валки для прокатки полосы имеют плоскую форму 13 (фиг. 4), валки для прокатки периодических профилей, например, таблеток - 13А или в форме шаров - 13Б (фиг. 5).