ЛИТЬЕВАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к литьевым устройствам для изготовления сложных по форме деталей, получаемых заливкой в технологическую форму не менее чем двух компонентной смеси, полимеризующейся в процессе ее выдержки, и может использоваться в условиях небольших мастерских или экспериментальных производств для быстрого изготовления указанных деталей.
При изготовлении экспериментальных или мелкосерийных образцов деталей сложной формы наиболее остро стоит задача их изготовления при минимальных затратах временных и трудовых ресурсов. В последнее время для этой цели используются литьевые малогабаритные машины для заливки жидкими композициями предварительно быстро подготовленных форм из не конструкционных материалов, таких как дерево, бумага, ткань и т.д. В качестве жидких компонентов обычно используются, например, 2-х или 3-х компонентные полиуретановые смолы, которые после смешивания быстро полимеризуются, образуют твердую композицию. Основной проблемой при смешивании указанных композиций является строгое соблюдение пропорций компонентов, что позволяет получать детали со строго заданными прочностными характеристиками, временем отвердевания и т.п.
Известно устройство для заливки полимеризующимися материалами (см. патент США №4046288, кл. В 67 D 5/42), содержащее механический винтовой привод, перемещающий поршни в дозирующих цилиндрах с компонентами, которые выдавливаются через единую горловину в форму, где после определенной выдержки компоненты образуют твердую полимерную композицию.
Основными недостатками известного устройства являются то, что, во-первых, выдавливаемые в горловину компоненты смеси недостаточно хорошо перемешиваются между собой в процессе движения по горловине, что препятствует получению качественной и однородной по твердости детали.
Во-вторых, в устройстве используются стандартные картриджи с компонентами, которые используются в строго заданном соотношении, что не позволяет варьировать соотношением компонентов и получать детали с различными прочностными характеристиками.
Кроме того, используемые картриджи с компонентами являются одноразовыми и после использования подлежат уничтожению, что дополнительно повышает стоимость
изготовления получаемой детали и требует специальных мер для их утилизации, вследствие химической опасности используемых материалов.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению (прототипом) является устройство для заливки полимеризующимися материалами (см. патент США №4452285, кл. В 67 С 3/00), содержащее механический реечный привод, перемещающий поршни в дозирующих цилиндрах с компонентами, которые выдавливаются через общую горловину и статический смеситель, выход которого помещен в заливочную форму. Благодаря наличию статического смесителя, компоненты эффективно перемешиваются между собой, что позволяет получать качественные однородные детали.
Однако прототипу присущ ряд недостатков вышеописанного аналога. Это касается использования одноразовых картриджей и невозможности изменять соотношения смешиваемых компонентов.
Кроме того, после заливки формы, в статическом смесителе устройства остается полимеризующаяся композиция, которая по истечении некоторого времени затвердевает и приводит к выходу из строя статического смесителя, т.е. после каждого использования устройства, необходимо заменять одноразовый статический смеситель, что не только повышает стоимость изготовления деталей, но и требует постоянного наличия запасных смесителей.
Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является устранение указанных недостатков, а именно, обеспечение возможности заливок деталей с оперативно изменяемым соотношением смешиваемых компонентов при одновременном сохранении простоты конструкции устройства.
Указанная задача в литьевой машине, содержащей механический привод, перемещающий поршни в дозирующих цилиндрах с исходными компонентами полимерной композиции, а также статический смеситель, выход которого помещен в заливочную форму, решена тем, что каждый поршень оборудован механическим рычажным приводом, с возможностью изменения длины рабочего плеча, и снабжен ограничителем усилия на поршень цилиндра, при этом выходы цилиндров соединены со статическом смесителем через трехпозиционный распределитель.
Благодаря изменяемой длине рабочего плеча литьевой машины можно оперативно изменять соотношения смешиваемых компонентов, что позволяет менять свойства и характеристики получаемой детали, а за счет наличия трехпозиционного распределителя - удается многократно использовать статический смеситель. Введенный в
машину ограничитель усилия, позволяет предохранять цилиндры от чрезмерных нагрузок, которые могут привести к их деформации или разрушению.
Для визуального контроля за работой машины, дозирующие цилиндры могут быть выполнены из прозрачного материала, при этом для обеспечения теплового режима процесса полимеризации композиции, каждый цилиндр оборудован прозрачной теплозащитной оболочкой, установленной с зазором относительно поверхности цилиндра, которая соединена с источником жидкого теплоносителя. Теплозащитная оболочка дополнительно также выполняет защитную функцию, защищая внешнюю среду от попадания вредных компонентов, что возможно в случае разрушения стенок цилиндра.
Введение в установку трехпозиционного распределителя, соединяющего статический смеситель с промывочным устройством, позволяет после завершения цикла заливки промыть смеситель и подготовить его к следующей заливке.
Для обеспечения простоты и надежности устройства, рычажный привод выполнен на базе неподвижной вертикальной опоры и закрепленного на ее верхнем конце подвижного рычага с опорным и рабочим плечами, при этом опорное плечо присоединено к толкателю, а рабочее плечо соединено штоком с поршнем цилиндра.
Также для простоты и надежности устройства, ограничитель усилия рычажного привода выполнен в виде подвешенного опорного основания толкателя, закрепленного тарированными пружинами на вертикальных опорах рычажного привода.
Таким образом, заявляемая литейная машина позволяет получить высокую степень смешения жидких компонентов при одновременной возможности оперативного изменения соотношения смешиваемых компонентов, что позволяет менять свойства получаемой детали и одновременно многократно использовать все основные части машины, включая цилиндры для исходных компонентов и статический смеситель.
На фиг.1 представлена кинематическая схема однорычажного варианта установки заявляемой литейной машины, где: 1 - вертикальная опора рычажного привода; 2 - привод; 3 - опорное плечо рычажного привода; 4 - подвижное основание рычажного привода; 5 - тарированная пружина; 6 - рабочее плечо рычажного привода; 7 - дозирующий цилиндр со штоком 8; 9 - подвижная опора дозирующего цилиндра.
На фиг.2 представлен вариант двухрычажной установки заявляемой литейной машины, где: 10 - теплозащитная оболочка цилиндра; 11 - термостат; 12 - резервуар для хранения исходных компонентов; 13 и 14 - краны; 15 - трехпозиционный распределитель; 16 - статический смеситель с чередующимися противоположно направленными поворотными лопастями 17; 18 - резервуар с промывочной жидкостью.
Представленная на фиг.2 литьевая машина работает следующим образом. Перед началом заливки заполняют дозирующие цилиндры 7 исходными компонентами из резервуаров 12 через краны 13. После этого, краны 13 перекрывают, а краны 14 - открывают. Для нормального протекания процесса полимеризации исходных компонентов, их подогревают до необходимой рабочей температуры, для чего из термостата 11 в теплозащитные оболочки 10 дозирующих цилиндров 7 подается подогретая до необходимой температуры жидкость. Далее при помощи движения штока привода 2 через опорные плечи 3 передаются на рабочие плечи 6 рычажного привода необходимые усилия, которые через штоки 8 передаются на поршни дозирующих цилиндров 7. Под воздействием поршней, исходные компоненты из цилиндров 7 через краны 14 поступают на трехпозиционный распределитель 15, который при заливке переводится в положение «А». Компоненты из обоих цилиндров 7 соединяются между собой и эффективно перемешиваются в статическом смесителе 16 за счет чередующихся противоположно направленных поворотных лопастей 17. Полученная смесь поступает в заливаемую форму (на фиг.2 она не показана). После окончания заливки, трехпозиционный распределитель 14 переключается в положение «В» и проводится промывка смесителя 16 промывочной жидкостью из резервуара 18. После окончания промывки распределитель 15 переводится в положение «Б», в котором заливочная машина не работает и может находиться сколь угодно долго.
Для изменения соотношения смешиваемых компонентов, необходимо при помощи подвижных опор 9 передвинуть соответствующий дозирующий цилиндр 7. В результате этого, при одном и том же перемещении рабочего плеча 6, изменяется длина хода штока 8 и, соответственно, количество выдавливаемой из цилиндра 7 жидкости, а значит, изменяется соотношение между компонентами.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет создать простую и надежную конструкцию литьевой машины, предназначенную для изготовления деталей сложной формы в условиях мелкосерийного или экспериментального производства.