Пристрій для охолоджування формуючих пуансонів взуттєвих машин

Изобретение относится к обувной промышленности, а именно к устройствам для охлаждения пуансонов в машинах для формования пяточных узлов заготовок и обуви. Известно устройство для охлаждения формующих пуансонов в машине модели 636 фирмы "IKOS" (Югославия) для формования пяточной части обуви с термопластичным задником [1], содержащее холодильную установку, литые формующие пуансоны с магистралью для прохождения рабочего агента внутри пуансонов, связанной с системой циркуляции охлажденного агента, включающей магистрали для его подачи и отвода от формующих пуансонов. Устройство содержит также змеевик, в котором циркулирует антифриз (рабочий агент), емкость с антифризом, в которой размещен змеевик, насос для нагнетания антифриза. Охлаждение формующих пуансонов осуществляется аз счет теплообмена между пуансонами и магистралью с охлаждающим рабочим агентом только по площади их контакта. При этом тепло от формующих пуансонов передается рабочему агенту и выводится за пределы пуансона к емкости с антифризом. Устройство позволяет охладить пуансоны от -5 до +5°C. Трубопроводы, проходящие внутри пуансонов, охлаждают посредством антифриза тело пуансона поверхностью трубопроводов, причем одинаково по всей поверхности. Известные устройства громоздки, сложны в конструкции и в обслуживании. Эффективность охлаждения невысокая. Использование в холодильной установке фреона может привести к загрязнению окружающей среды. Таким образом, в основу изобретения положена задача создать устройство для охлаждения формующих пуансонов обувных машин, в котором путем совершенствования формующих пуансонов, а также системы циркуляции и охлаждения рабочего агента осуществилось бы полное проникновение рабочего агента сквозь весь слой пуансонов, благодаря чему повысилась бы интенсивность охлаждения, а также снизилась материалеи металлоемкость, упростилась конструкция. Поставленная задача решена тем, что в устройстве для охлаждения формующих органов обувных машин, содержащем холодильную установку, формующие пуансоны с магистралью для прохождения рабочего агента внутри формующих пуансонов, связанной с системой циркуляции охлажденного агента, включающей магистрали для его подачи и отвода от формующих пуансонов, согласно изобретению, формующие пуансоны выполнены из сплава, спрессованного на основе металлического порошка, преимущественно алюминиевого, магистраль для прохождения рабочего агента внутри формующих пуансонов имеет отверстия, ориентированные в продольном и поперечном направлениях и направленные к наружной поверхности формующих пуансонов, магистрали для отвода рабочего агента от формующих пуансонов снабжены предохранительными клапанами и соединены с холодильной установкой. Целесообразно, чтобы в качестве рабочего агента был выбран воздух, а в качестве холодильной установки вихревой микрохолодильник, например, типа ВМХ-14 с температурой охлаждения воздуха -10 ... -20°C. Целесообразно также, чтобы формующие пуансоны были выполнены с регулируемой плотностью на различных участках формования, например, в пяточной части, требующей большего воздействия хпадоагента, плотность спрессованного материала ниже, С целью регулирования объема прохождения хладоагента в зависимости от формуемого участка обуви, магистраль для прохождения рабочего агента имеет отверстия, расположенные с различной концентрацией по длине магистрали, причем их концентрация выше о пяточной части формующих пуансонов. Применение для изготовления формующих пуансонов технологий порошковой металлургии, предусматривающей получение изделий путем прессования с последующим спеканием сплава на основе металлического порошка, преимущественно алюминиевого, в частности, формующего пуансона, позволяет получить его пористым и пропускать сквозь него хладоагент и это, в свою очередь, повышает эффективную площадь теплообмена между формующим пуансоном и рабочим агентом, что неизвестно авторам из источников информации. При выходе рабочего агента из отверстий магистрали, расположенной внутри формующих пуансонов, образуются воздушные завихрения в пористой структуре материала формующего пуансона, что приводит к увеличению эффективности его охлаждения. Соединение магистралей для отвода рабочего агента от формующих пуансонов с холодильной установкой при наличии предохранительных клапанов позволяет избыточную часть рабочего агента подавать на вход холодильной установки и повторно использовать в процессе охлаждения формующего пуансона. Таким образом, в отличие от прототипа, охлаждение формующего пуансона осуществляется при непосредственном контакте каждого участка пористой поверхности формующего пуансона с хладоагентом. Использование вихревого микрохолодильника позволяет отказаться от традиционно используемых громоздких холодильных установок и при этом получать на выходе сжатый воздух с температурой до -20°C. В то же время значительно упрощается конструкция как самой холодильной установки, так и всего устройства в целом, снижается материалеи металлоемкость, облегчается обслуживание устройства. Использование в качестве рабочего агента охлажденного воздуха исключает применение фреона, антифриза или какого-либо другого рабочего агента, для использования которых необходимы специальные герметические емкости, что усложняет конструкцию устройства, ухудшает условия труда. Температура охлаждения формующих пуансонов при использовании предложенной конструкции достигает - 5 ... -10°C, что позволяет значительно ускорить формование деталей обуви. Прессование пуансонов с регулируемой плотностью на различных участках формования позволяет охлаждать пуансоны с интенсивностью, необходимой для качественного формования отдельных участков заготовки обуви. При этом прессование формующих пуансонов осуществляется по известной технологии [1], предусматривающей воздействие на отдельные участки прессуемого изделия различной нагрузки. Кроме того, повышенная концентрация отверстий в магистрали для прохождения рабочего агента в пяточной части пуансона позволяет более эффективно охлаждать наиболее ответственные участки формуемых деталей обуви. На фиг.1 представлена схема устройства для охлаждения формующих пуансонов обувных машин; на фиг.2 - фрагмент пуансона. Устройство содержит холодильную установку 1, представляющую собой, например, вихревой микрохолодильник марки ВМХ-14 (разработанный Куйбышевским политехническим институтом, завод-изготовитель кооператив "ВАРД", г.Самара), формующие пуансоны 2, систему циркуляции охлажденного воздуха, включающую магистраль 3 для его подачи и магистраль 4 для отвода от формующих пуансонов 2, магистраль 5 для прохождения рабочего воздуха внутри формующих пуансонов 2 с отверстиями 6 для направления рабочего воздуха к наружной поверхности формующего пуансона 2, ориентированные в продольном и поперечном направлениях магистрали 5, предохранительные клапаны 7 на магистралях 4, соединенных с входом холодильной установки 1. Формующие пуансоны 2 выполнены методом холодного прессования с последующим спеканием при температуре 480°C в течение 20мин порошкообразной композиции на основе алюминиевого порошка ПА-4, полученного в соответствии с ГОСТ 6058 - 77. Исходные компоненты: алюминий - 87%, медь - 10%, графит 3%. Контрольно-измерительная аппаратура на чертеже не показана. Устройство работает следующим образом. В вихревой микрохолодильник 1 воздух подается от компрессора (на фиг.1 не показан). Охлажденный воздух до температуры -10 ... -20°C под давлением из вихревого микроходильника 1 по магистрали 3 поступает во внутреннюю полость пуансонов 2. Основная часть воздуха через отверстия 6 в магистрали 5 проходит сквозь пористые спрессованные формующие пуансоны 2 к их наружной поверхности (фиг.2). При этом происходит эффективный теплообмен внутри формующих пуансонов и их интенсивное охлаждение за счет завихрения воздуха и увеличения площади контакта между охлажденным рабочим агентом и формующим пуансоном 2. Структура материала формующих пуансонов 2 такова, что не позволяет сразу пройти через его поры всему рабочему агенту, Поэтому избыточная часть воздуха по магистрали 4 через предохранительный клапан 7 поступает на вход микрохолодильника 1, при этом создается возможность повторного использования части рабочего агента и снижения требуемой мощности компрессора. При необходимости интенсифицировать процесс охлаждения какой-либо части формующего пуансона (например, пяточной его части) прессование проводится с пониженной плотностью металлического материала в этой части пуансона (при этом увеличивается пористость). Кроме того отверстия в магистрали во внутренней полости пуансона распределяются таким образом, чтобы их концентрация в этой области была значительно выше. Пример. Формующие пуансоны изготовлены методом прессования на основе алюминиевого порошка ПА-4. Готовое изделие разрезается вдоль своей оси на две равные части и выбирается паз, в который устанавливается магистраль для прохождения рабочего агента. Магистраль диаметром 16мм во внутренней полости пуансонов имеет отверстия, ориентированные в продольном и поперечном направлениях с интервалом 1,5 - 2мм и диаметром 2,5мм (в пяточной части пуансона отверстия в магистрали расположены с интервалом 0,5 - 1,0мм) и направленные к наружной поверхности формующих пуансонов. Кроме того, плотность спрессованного материала формующего пуансона, определяемая по известной методике [1], в пяточной части составляет 2,0г/см3, в других частях формующего пуансона - 3,5г/см3. Воздух подается под давлением 5атм. и расходом - 30м3/ч. При этом пуансоны за 10 - 15 секунд охлаждались до температуры -5 ... -10°C. При охлаждении пуансонов в известном устройстве температура охлаждения достигала 0 ... -5°C за 3 - 5мин. Использование предлагаемого устройства для охлаждения формующих пуансонов обувных машин позволяет повысить эффективность охлаждения формующих пуансонов, что ускоряет процесс формования и повышает производительность оборудования.