Установка для вібраційного формування порошкових сумішей

Реферат: UA 114401 U UA 114401 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі порошкової металургії і може бути застосована для формування виробів з металевих і керамічних порошків та гранул з застосуванням вібраційних технологій. Відомий вібропрес для формування виробів з металевих порошків методом гарячого пресування містить станину з напрямними, жорстко з'єднаними між собою у верхній частині поперечиною матрицю, витискний пристрій з приводом, віброплиту з віброзбуджувачем спрямованих коливань, реактивну плиту, установлену на напрямних у втулках ковзання і з'єднану шарнірно за допомогою тяги з механізмом вертикальних переміщень [Патент України № 69960, кл. В28В 1/08, 2012 р]. Недоліком відомого пристрою є те, що така конструкція реалізує вібраційний процес формування порошків лише методом гарячого пресування, що характеризує процес як низькопродуктивний з обмеженою стійкістю прес-форми. Відома конструкція вібраційною стенду для сортування сипких матеріалів при віброгрохотах [Патент РФ № 2257269, МПК В07В 1/00, В07В 1/40, 2005 р.] використовує основний механізм розділення силових імпульсів, однак, недоліком відомої конструкції є її обмеження у діапазоні 30-40 градусів та недостатнє блокування частинками суміші вічок сита, що неефективно відображає картину градієнту розділення. Також ця відома конструкція має досить складну будову і її використання у якості стенду для вібраційного формування порошків для невеликих по об'єму конструкційних матеріалів (d=30-60 мм), неефективне. Найближчим аналогом до установки для вібраційного формування порошкових матеріалів є прилад для дослідження тертя ковзання в умовах вібрації, що складається з масивної станини, амортизаторів, підшипникових опор, еластичних компенсувальних муфт, гнучкого вала, виконаного з можливістю обертання, на якому закріплений циліндричний контрзразок, а вимушені коливання несучого тіла здійснені дебалансними віброзбудниками. Недоліком приладу є те, що він не дозволяє виконувати вібраційне градієнтне формування сипких матеріалів для подальшого їх дослідження [Патент України № 105964, МПК B64G 7/00, G01M 99/00, 2016 р.]. В основу запропонованої корисної моделі поставлено задачу удосконалення приладу для дослідження тертя ковзання в умовах вібрацій шляхом зміни його конструкції для отримання нового технічного результату, який полягає у встановленні на плиті металевої циліндричної прес-форми з пуансоном та жорсткому закріпленні дебалансних віброзбудників на внутрішніх валах і, як наслідок, визначенні основних параметрів вібраційного розділення для градієнтного формування порошкових сумішей. Поставлена задача вирішується тим, що установка для вібраційного формування порошкових сумішей містить масивну станину на амортизаторах, підшипникові опори, що жорстко з'єднані з несучим тілом і дебалансними віброзбудниками, за допомогою яких можливе здійснення коливань, згідно з корисною моделлю, установка містить металеву циліндричну прес-форму з пуансоном, яку закріплено на плиті, а дебалансні віброзбудники жорстко закріплені на внутрішніх валах. Суть корисної моделі пояснює креслення. Установка для вібраційного формування порошкових матеріалів складається з несучого тіла 1 з кріпленням для вібропресової форми у вигляді сталевої плити 2, на якій закріплено металеву циліндричну прес-форму 3 з пуансоном 4, електродвигунів 5, циліндричних пружин 6, масивної станини 7, яка встановлена на амортизаторах 8, дебалансних віброзбудників 9, підшипникових опор 10, еластичних компенсувальних муфт 11, внутрішніх 12 та зовнішніх 13 валів. Модельний механізм вібросегрегації складається зі сталевої плити 2, що здійснює поступальні коливальні рухи з заданою амплітудою, циліндричної прес-форми 3 для формування градієнтних матеріалів та пуансона 4 для пресування. Вузол встановлення певних амплітудних відхилень складається з дебалансних віброзбудників 9, які жорстко кріпляться на внутрішніх валах 12, що приводяться в рух за рахунок електродвигунів 5. Використовуючи механізм управління електродвигунами 5, а також змінюючи позиції дебалансних віброзбудників 9, встановлюючи їх на внутрішніх валах 12, отримуємо можливість забезпечити режими вібраційного формування із зміною амплітудних характеристик в діапазоні від 7 мм до 13,8 мм. Металева циліндрична прес-форма 3 з пуансоном 4 заповнюється відповідним випробовуваним порошковим матеріалом у випадку дослідження його градієнтного розділення під впливом вібраційного формування. Установка для вібраційного формування порошкових сумішей змонтована на металевій станині, яка, в свою чергу, за допомогою гвинтів кріпиться на несучому тілі 1 вібростенда. Несуче тіло 1 пружно підвішене за допомогою гвинтових циліндричних пружин 6 на масивній станині 7. Останню встановлено на нерухомій основі за допомогою амортизаторів 8. У 1 UA 114401 U 5 10 15 20 25 30 підшипникових опорах 10, жорстко з'єднаних з несучим тілом 1, на внутрішніх валах 12 розміщено чотири дебалансних віброзбудники 9. За допомогою еластичних компенсувальних муфт 11 крайні ротори дебалансних віброзбудників 9 з'єднано з валами електродвигунів 5, закріплених на станині 7. Осі роторів є перпендикулярними до площини, в якій відбувається рух несучого тіла 1 вібростенда. Осі кожної пари дебалансних віброзбудників 9 є рівновіддалені від центра мас несучого тіла 1 вібраційної установки. Зміна відстані від осі кожного ротора дебалансних віброзбудників 9 до центра ваги несучого тіла буде істотно впливати на величину різниці фаз, а також на амплітуди горизонтальних і поворотних коливань. При зменшенні цієї відстані амплітуди будуть збільшуватися. Зміна амплітудних характеристик установки позитивно впливає на розділення часток сипких середовищ, у яких фактор форми часток (гранул) близький до 1, та гранулометричний склад співвідноситься як 1:1,25. При обертанні дебалансних віброзбудників 9 виникають відцентрові сили інерції, під дією яких збуджуються малі вимушені коливання несучого тіла 1 вібростенда, яке здійснює плоский рух з необхідними контрольованими амплітудами. Пристрій працює наступним чипом. У вихідному положенні пуансон 4 піднятий. Металева циліндрична прес-форма 3 заповняється сумішшю порошків, після чого вмикається привід з одночасним пуском електродвигунів 5. Під дією встановлених дебалансних віброзбудників 9 вібраційна установка здійснює вертикальні коливання (значення амплітуди регулюються положеннями дебалансних віброзбудників 9 та вибираються згідно рекомендацій в залежності від вибору шихти). Під дією вібрації порошкова суміш проходить етапи локальних деформацій та просіювання дрібних часток крізь решітку крупних часток від конвективного змішування до сегрегації. Після встановленого періоду коливань пристрій вимикається і на циліндричну прес-форму 3 опускається пуансон 4 для вібраційного ущільнення сформованої заготовки. Тиск пресування вибирається згідно виду і гранулометричного складу порошків. Після виконаного процесу пресформа 3 разом з відформованим виробом виймається з робочої зони, а після звільнення пресовки вона може знову заповнюватись порошками для формування заготовки і робочий цикл повторюється. Запропонована конструкція дає можливість проводити вібраційні випробовування для формування порошкових сумішей, що дозволяє отримувати невеликі за розміром заготовки (діаметром ~50 мм) з неоднорідними структурами і характеристиками по висоті зразка. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Установка для вібраційного формування порошкових матеріалів, яка складається з масивної станини на амортизаторах, підшипникових опор, що жорстко з'єднані з несучим тілом і дебалансних віброзбудників, за допомогою яких можливе здійснення коливань, яка відрізняється тим, що вона містить металеву циліндричну прес-форму з пуансоном, яку закріплено на плиті, а дебалансні віброзбудники жорстко закріплені на внутрішніх валах. 2 UA 114401 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3