ПРЕСС УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

Предложение относится к области машиностроения, в частности к компрессионному прессованию полимерных материалов, и может быть использовано для прессового оборудования, а также для вспомогательных устройств, обеспечивающих удаление готовых изделий из пресс-форм.
Компрессионное прессование полимерных материалов - это метод изготовления изделий из пластических масс и резиновых смесей в пресс-формах, установленных на прессе.
В зависимости от температуры процесса прессование полимерных материалов подразделяют на высокотемпературное (горячее) и низкотемпературное (холодное). При горячем прессовании материал, например в виде пресс-порошка или листов, помещают в разомкнутую пресс-форму, нагретую до заданной температуры. При опускании плунжера пресса форма замыкается, материал в результате нагревания и создаваемого прессом давления растекается и заполняет формующую полость, приобретая размеры и конфигурацию изделия. Реактопласты и резиновые смеси, выдерживают в пресс-форме под давлением до завершения процесса отверждения или вулканизации, после чего плунжер пресса поднимают и выталкивают из разомкнутой формы готовое изделие.
Для прессования полимерных материалов чаще всего используют гидравлические прессы.
Гидравлический пресс - машина статического (неударного) действия для обработки материалов давлением, приводимая в движение жидкостью, которая позволяет, прилагая в одном месте малое усилие, получить в другом месте большое усилие.
Из уровня техники известно устройство для изготовления изделий из полимерных материалов [1].
Данное устройство содержит установленные на колонках плиту с пуансоном, стол с расположенной на нем пресс-формой и выталкивающую плиту с выталкивателем, размещенную под столом.
Известен также гидравлический пресс, содержащий станину с направляющими колоннами, несущими подвижную траверсу, укрепленную на штоках силовых цилиндров, передвижной упор, выталкиватель в виде стержня, связанного с упором, и пресс-форму [2].
Недостатками известных устройств является то, что, они снабжены стационарными пресс-формами, предназначенными для изготовления однотипных изделий из одного вида материала. Такие устройства экономически выгодны только при серийном производстве продукции.
Однако часто на промышленных предприятиях возникает необходимость в небольшой серии технологических изделий для проведения ремонтных работ, и для выполнения такой задачи использование высокопроизводительной техники нецелесообразно.
Также следует отметить, что при открывании этих пресс-форм требуется значительное усилие с потреблением энергоресурсов, а извлечение отпрессованных изделий не гарантирует их целостность.
Известно устройство для непрерывной вулканизации резиновых изделий в пресс-формах, в частности мячей, игрушек, других формовых технических изделий [3].
В каркасе пресс-формы выполнен паз под упор, смонтированный на раме устройства. Взаимодействие упора с пазом повышает надежность отпирания замка пресс-формы и открывания пресс-формы механизмами, что повышает качество готового изделия, которое не деформируется при извлечении.
Однако данное устройство не пригодно для изготовления мелкосерийных изделий из реактопластов.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является вертикальный гидравлический пресс, предназначенный для изготовления изделий из реактопластов [4].
Основные узлы пресса смонтированы на сварной раме. Подвижная плита (траверса, ползун) установлена с возможностью перемещения от плунжера по направляющим. Электроаппаратура управления прессом и обогревом пресс-формы размещена в нишах стоек и закрыта крышками. Регулируемыми кулачками и конечными выключателями налаживают на заданную величину ход рабочего плунжера и выталкивающего плунжера пресса. Индивидуальный гидравлический привод расположен за прессом.
На прессе установлена пресс-форма прямого прессования. По характеру эксплуатации она является стационарной, а именно жестко соединенной с плитами пресса, при этом готовое изделие из нее удаляется без снятия пресс-формы с пресса. Пресс-форма оснащена устройством для обогрева.
Недостатком данного гидравлического пресса является то, что он не является универсальным, а предназначен для изготовления только конкретного изделия из одного вида пресс-материала, что сужает его технологические возможности.
Из анализа уровня техники ясно, что известные гидравлические прессы для прямого прессования полимерных материалов, как правило, снабжены стационарными пресс-формами со сложными гидравлическими схемами, как непосредственно пресса, так и систем удаления готового изделия. Такие
прессы используют для получения однотипных изделий в больших объемах в серийном производстве.
В свою очередь прессы, снабженные съемными пресс-формами, предназначенными для формования небольших партий изделий, часто требуют разъема формы вручную и не гарантируют целостность изделия при извлечении, так как его удаляют обычно также вручную выколоткой.
Все вышеуказанные прессы предназначены для изготовления изделий только из одного вида материала, то есть не являются универсальными.
Таким образом, задача создания универсального пресса, простого по конструкции, с простой системой извлечения готовых изделий и пригодного для использования в мелкосерийном и многономенклатурном производстве, является актуальной.
Технический результат предложения заключается в расширении технологических возможностей гидравлического пресса путем получения мелкосерийных высококачественных изделий для собственных нужд, как из реактопластов, так и резинотехнических изделий, одновременно в одном устройстве за один процесс прессования.
Для достижения указанного технического результата в прессе универсальном, предназначенном для прямого прессования полимерных материалов в пресс-формах, содержащем станину со столом и направляющими для ползуна, установленном с возможностью возвратно-поступательного перемещения от гидроагрегата, и выталкиватель отпрессованных изделий из пресс-формы, согласно предложению, пресс выполнен с этажами из обогреваемых плит, которые разнесены относительно друг друга по вертикальной оси устройства и закреплены в пространстве между ползуном и столом, причем на каждом этаже размещены одна или группа съемных пресс-форм, а выталкиватель отнесен за пределы станины пресса, при этом его привод функционально связан с гидроагрегатом пресса.
Наличие отличительных признаков, а именно выполнение пресса с несколькими этажами из обогреваемых плит, установка на каждом этаже
съемных пресс-форм для разных полимерных материалов и разных видов изделий, выполнение выталкивателя выносным с приводом функционально связанным с гидроагрегатом пресса, свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен гидравлический пресс с выносным выталкивателем.
Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа технического решения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
Заявляемый пресс предназначен для изготовления способом прямого прессования многономенклатурных изделий из реактопластов или резины, например изоляторов типа БИЛТ 686111.032, разных видов (шесть видов) пальцев щеткодержателей электродвигателя генератора, резинометаллических пластин и тому подобной продукции.
Пресс универсальный включает непосредственно сам пресс и дополнительно к нему выносной выталкиватель (фиг.1).
Пресс содержит станину 1 рамной конструкции, на которой в верхней ее части установлен главный гидравлический цилиндр 2, к штоку которого закреплен ползун 3 с подвешенными на четырех колонках 4 тремя обогреваемыми плитами 5. Еще одна четвертая плита 6, аналогичная указанным плитам 5, размещена на столе 7, установленном в нижней части рамной конструкции станины 1. Плиты 5 размещены относительно друг друга на разных уровнях по вертикальной оси устройства и образуют, по существу, этажи с регулируемым в определенных пределах расстоянием между ними в зависимости от изготавливаемых изделий. В пространство между плитами 5 установлены съемные пресс-формы 8, которые могут быть предназначены на одном этаже для изготовления резинотехнических
изделий, а на другом этаже - для изделий из реактопластов. Пресс снабжен гидроагрегатом 9.
Выносной выталкиватель включает подставку 10, на которой установлены две неподвижными траверсы: нижняя траверса 11 и верхняя траверса 12, соединенные между собой двумя колонками 13 с образованием рабочего пространства между ними для размещения в нем съемных пресс-форм 8 пресса. К верхней траверсе 12 закреплен гидравлический цилиндр 14 со штоком, привод которого функционально связан с гидроагрегатом 9 пресса.
Пресс также снабжен электрическим терморегулятором, автоматически поддерживающим заданную температуру частей пресс-формы.
Устройство работает следующим образом.
Для получения разных видов изделий формующую полость одной из съемных пресс-форм 8 заправляют резиновой смесью, а две другие -реактопластом, причем каждая из них предназначена для изделий, отличающихся по номенклатуре. Затем пресс-формы 8 устанавливают, и на подвешенные обогреваемые плиты 5, и на неподвижную обогреваемую плиту 6. После этого осуществляется полимеризация пресс-материала при заданном технологическом режиме. Для этого пресс-формы 8 выдерживают под давлением и нагревом определенное техническим процессом время. Обогреваемые подвижные плиты 5 при этом сближаются, воздействуя на пресс-формы 8 и пресс-материал в них.
Нагретый пресс-материал под действием давления, благодаря временной пластичности, течет и заполняет рабочую полость пресс-формы, соответствующую форме изделия. Реактопласты при нагреве во время переработки переходят в неплавкое и нерастворимое состояние. Процесс переработки реактопластов необратим - они не размягчаются вторично.
Через некоторое время происходит отвердение изделий из реактопластов и вулканизация для резинотехнических изделий.
Для прессования реактопластов необходимо удельное давление от 29 400 до 98 000 кПа в зависимости от марки пресс-материала. Выдержка в пресс-форме для отвердения зависит от толщины стенок изделия и составляет от 30 секунд до 2 минут на 1 мм толщины стенки изделия.
Затем после сброса давления этажи плит 5 переводят в исходное положение. После операции предварительного разъема каждую из пресс-форм 8 поочередно помещают в выносной выталкиватель. Пресс-форму 5 размещают в рабочем пространстве выталкивателя на нижней траверсе 11 под штоком гидравлического цилиндра 14. Затем последовательно выполняют окончательный разъем пресс-формы и выталкивание готового изделия.
При необходимости на каждом этаже могут быть установлены несколько пресс-форм для изготовления изделий разной номенклатуры. Для получения высококачественных изделий все пресс-формы должны иметь одинаковую высоту в закрытом состоянии.
При прямом прессовании давление передается непосредственно на изделие, что позволяет получить детали из полимерных материалов с повышенной механической прочностью по сравнению с литьевым прессованием.
Применение в заявляемом прессе съемных прес-форм для производства мелкосерийных изделий, используемых для собственных нужд и ремонтных операций, экономически целесообразно. Эти пресс-формы имеют простую конструкцию и относительно дешевы в изготовлении. Они менее металлоемки (по сравнению со стационарной пресс-формой в прототипе), не требуют крупногабаритного оборудования для изготовления, их легко складировать и транспортировать.
Компоновка съемных пресс-форм этажами с размещением между плитами обогрева позволяет не только разнообразить ассортимент изделий, но и устранить перекос плит при их перемещении, что повышает качество изделий. Повышению качества изделий и снижению процента брака также
способствует вынесение из зоны прессования операций по разъему пресс-формы и извлечению готового изделия на выносном выталкивателе. При этом, поскольку привод гидравлического цилиндра 14 выносного выталкивателя осуществляют от гидроагрегата пресса, это упрощает технологическую схему и снижает себестоимость продукции.
Пресс позволяет путем одновременного прессования в разных съемных пресс-формах получить качественные изделия из реактопластов и резиновых смесей, таким образом, является универсальным.
Устройство было разработано и успешно использовано на Оренбургском локомотиворемонтном заводе.
Из вышесказанного следует, что изготовление данного устройства промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Источники информации:
1. Авторское свидетельство SU №1502374, В29С 43/02, 1989;
2. Авторское свидетельство SU №497153, В29С 3/00, 1975;
3. Заявка RU №92005114, В29С 35/04, 1995;
4. Владимиров В.М. Изготовление штампов, пресс-форм, приспособлений, Москва, Высшая школа, 1981 г., стр.302, рис.129.