Вібропрес для формування виробів з металевих порошків

Реферат: Вібропрес для формування виробів з металевих порошків належить до промислового виробництва виробів з металевих порошків, а саме до машин для формування виробів з металевих порошків тиском. Вібропрес дозволяє формувати вироби з конструкційних металевих порошків, збільшити основні фізико-механічні характеристики матеріалу і експлуатаційні властивості виробу. UA 76280 U (54) ВІБРОПРЕС ДЛЯ ФОРМУВАННЯ ВИРОБІВ З МЕТАЛЕВИХ ПОРОШКІВ UA 76280 U UA 76280 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до промислового виробництва виробів з металевих порошків, а саме до машин для формування виробів з металевих порошків тиском. Відомий вібропрес для формування асфальтобетонних зразків, що містить станину з напрямними, матрицю, витискний пристрій з приводом, реактивну плиту, віброплиту із збудником кругових коливань, а також формувальні пуансони з натискним пристроєм (патент України № 48528, Кл. В28В 3/06, 2010). Відомий вібропрес призначений для формування виробів з асфальтобетонних зразків, які при вібраційній дії не переходять в тиксотропний стан. Оскільки суміші з металевих порошків при вібраційній дії переходять в тиксотропний стан, то відомий вібропрес не може забезпечувати якісне формування виробів з металевих порошків до потрібної технологічними нормами щільності. Як прототип прийнятий вібропрес для формування виробів з металевих порошків, що містить станину з напрямними, на якій за допомогою пружних амортизаторів змонтований вібростіл із збудником колових коливань, матрицю, реактивну плиту, віброплиту із збудником колових коливань, а також формувальні пуансони з натискним пристроєм (Порошковая металлургия. Кипарисов С. С., Либенсон Г. А. - М.: "Металлургия", 1980. - С. 301-304). Відомий вібропрес не забезпечує формування виробів з металевих порошків до потрібної технологічними нормами щільності. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення вібропреса з метою якісного формування виробів з металевих порошків, інтенсифікації обробки порошкової суміші, зниження енергоємності процесу формування, часу обробки та збільшення продуктивності шляхом того, що вібропрес додатково забезпечений встановленими між вібростолом і станиною жорсткопружними обмежувачами, кожен з яких складається із закріпленого на вібростолі жорсткого ударного елемента, що контактує із закріпленою на станині пружно-металевою опорою, виконаною у вигляді жорсткого стакана, заповненого полімерним тілом, при цьому в нерухомому стані зазор між контактуючими поверхнями ударного елемента і полімерним тілом дорівнює 0,1-0,8 амплітуди коливань вібростола, а жорстко-пружні обмежувачі розташовані симетрично відносно центра тяжіння вібростола як в подовжньому, так і в поперечному напрямах. Збудник направлених коливань, розташований на віброплиті, виконаний у вигляді зміщених на однакову відстань від центра тяжіння віброплити двох збудників колових коливань, дебаланси яких мають синхронне обертання та обертаються у протилежних напрямках. Збудник направлених коливань, розташований під вібростолом, виконаний у вигляді зміщених на однакову відстань від центра тяжіння вібростола двох збудників колових коливань, дебаланси яких мають синхронне обертання та обертаються у протилежних напрямках. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено вібропрес для формування виробів з металевих порошків, загальний вигляд; на фіг. 2 - вид А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - вид Б на фіг. 2. Вібропрес для формування виробів з металевих порошків, що містить станину 1 з вертикальними напрямними 2, з'єднаними у верхній частині поперечиною 3, механізм вертикальних переміщень 4, кінематично пов'язаний з розміщеною на вертикальних напрямних 2 у втулках ковзання 5 реактивною плитою 6, до якої на пружних амортизаторах 7 підвішена віброплита 8 з формувальним пуансоном 9, з розташованим на ній збудником 10 направлених коливань і під якою співвісно з нею розміщена знімна прес-форма 11, встановлений співвісно з віброплитою 8 за допомогою пружних опор 12 на станині 1 вібростіл 13 з розміщеним в нижній його частині збудником 14 направлених коливань. Вібропрес додатково забезпечений встановленими між вібростолом 13 і станиною 1 жорстко-пружними обмежувачами 15, кожен з яких складається із закріпленого на вібростолі 13 жорсткого ударного елемента 16, контактуючого із закріпленою на станині 1 пружно-металевою опорою 17, виконаною у вигляді жорсткого стакана 18, заповненого полімерним тілом 19, при цьому в нерухомому стані зазор між контактуючими поверхнями ударного елемента 16 і полімерним тілом 19 дорівнює 0,1-0,8 амплітуди коливань вібростола 13, а жорстко-пружні обмежувачі 15 розташовані симетрично відносно центра тяжіння вібростола 13 як в подовжньому, так і в поперечному напрямах. Збудник 10 направлених коливань, розташований на віброплиті 8, виконаний у вигляді зміщених на однакову відстань від центра тяжіння віброплити 8 двох збудників 18 і 19 колових коливань, дебаланси яких мають синхронне обертання та обертаються у протилежних напрямках. Збудник 14 направлених коливань, розташований під вібростолом 13, виконаний у вигляді зміщених на однакову відстань від центра тяжіння вібростола 13 двох збудників 20 і 21 колових коливань, дебаланси яких мають синхронне обертання та обертаються у протилежних напрямках. 1 UA 76280 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Механізм вертикальних переміщень 4 виконаний у вигляді двоплечого важеля 22 відносно шарніра тяги 23, при цьому один кінець важеля 22 шарнірно з'єднаний з рамою 24, а другий кінець важеля сполучений шарнірно з гідроциліндром 25, причому відношення довжини першого кінця важеля до довжини другого кінця важеля дорівнює 1  1 . 5 8 Вібропрес працює таким чином. Вібропрес знаходиться у вихідному положенні, при якому шток гідроциліндра 25 повністю висунутий, а реактивна плита 6 разом з віброплитою 8 і формувальним пуансоном 9 підняті по вертикальним напрямним 2 вгору. Після цього на вібростіл 13 встановлюють прес-форму 11, заповнену ретельно перемішаною сумішшю з металевого порошку. Після цього відбувається одночасне включення віброзбудників колових коливань 20 і 21 і приводу насосної станції (на схемі не показана) механізму вертикальних переміщень 4. Після включення віброзбудники колових коливань 20 і 21, що мають різний напрям обертання, на вібростіл 13 разом з прес-формою 11 діють вертикально спрямовані коливання з кутовою частотою коливань 293 рад/с і амплітудою 1,5…1,6 мм. При цьому закріплені на вібростолі 13 жорсткі ударні елементи 16 періодично співударяються об полімерні тіла 19 пружно-металевих опор 17, закріплених на станині 1. В результаті цих ударів вібростіл 13 здійснює асиметричні коливання у вертикальному напрямі, що сприятливо позначається на ефективності ущільнення порошкової суміші. Це пояснюється тим, що при ударах зростають інерційні сили, що забезпечують велику рухливість металевих частинок порошкової суміші з утворенням більш щільної упаковки порошкової суміші. Одночасно з цим насосна станція подає робочу рідину в штокову порожнину гідроциліндра 25, внаслідок чого важіль 22 механізму вертикальних переміщень 4 переміщає реактивну плиту 6 за допомогою тяги 23 по вертикальним напрямним 2 вниз і опускає віброплиту 8 разом з формувальним пуансоном 9 на поверхню порошкової суміші в прес-формі 11. Плаваюча підвіска дозволяє формувальним пуансонам 9 точно спиратися на порошкову суміш, що забезпечує необхідну рівність поверхні формованого виробу. У момент контакту формувального пуансона 9 з порошковою сумішшю включаються віброзбудники колових коливань 18 і 19, під дією яких віброплита 8 разом з формувальним пуансоном 9 здійснюють вертикально направлені коливання з кутовою частотою коливань 293 рад/с і амплітудою 1,5…1,6 мм, здійснюючи тим самим на порошкову суміш віброударний вплив, під дією якого порошкова суміш переходить у стан підвищеної плинності, внаслідок чого з неї віддаляється частина повітря і відбувається більш компактне укладання металевих частинок. При цьому реактивна плита 6 продовжує рухатися вниз по вертикальним напрямним 2, внаслідок чого пружні амортизатори 7 в підвісці віброплити 8 стискаються, а контактуючі поверхні жорстких ударних елементів 16 зближуються з контактуючими поверхнями пружних металевих опор 17 на станині 1. У момент часу, коли пружні амортизатори 7 в підвісці віброплити 8 стиснуті, а контактуючі поверхні жорстко-пружних обмежувачів 15 повністю притиснуті один до одного вібраційне навантаження гаситься, і амплітуди коливань формувального пуансона 9 і вібростола 13 дорівнюють нулю. При цьому реактивна плита 6 продовжує переміщатися вниз по вертикальним напрямним 2 разом з віброплитою 8 і формувальним пуансоном 9, здійснюючи тим самим статичне ущільнення порошкової суміші із зусиллям в 5 МПа, що розвивається механізмом вертикальних переміщень 4 вібропреса. Коли гідропривід вібропреса розвиває найбільше статичне зусилля пресування, рух реактивної плити 6 вниз припиняється, а приводи віброзбудників 18, 19 і 20, 21 колових коливань відключаються. Робоча рідина подається в поршневу камеру гідроциліндра25, внаслідок чого поршень з штоком рухаються вгору, переміщаючи тим самим важіль 22 механізму вертикальних переміщень 4 разом з реактивною плитою 6 по вертикальним напрямним 2 вгору. Пружні амортизатори 7 в підвісці віброплити 8 розтискаються і віброплита 8 разом з формувальним пуансоном 9, відриваючись від поверхні відформованого виробу, піднімається вгору разом з реактивною плитою 6, а прес-форма 11 разом з відформованим виробом висувається з робочої зони. Після витягання виробу прес-форма 11 заповнюється порошковою сумішшю і робочий цикл повторюється. Пропонований вібропрес має низьку енергоємність (комплектується чотирма електромеханічними вібраторами сумарною потужністю 1 кВт, а потужність двигуна насосної станції не перевищує 2,5 кВт). Використання в конструкції вібраційного преса пружних елементів, виконаних з циліндричних пружин і встановлених за диференціальною схемою, є достатнім і надійним для виготовлення різних виробів, дозволяє амортизувати вібраційне навантаження від віброзбуджувачів коливань. В установках, що протиставляються, вібрація передавалася всій конструкції, що знижувало термін експлуатації. Збільшується амплітуда вібрації на початковій стадії процесу формування за рахунок ударної взаємодії жорстких 2 UA 76280 U 5 ударних елементів з пружними металевими опорами, а також одночасно ведеться вібраційна обробка порошкової суміші зверху і знизу (при цьому виключається маса плити, що навантажує). Пропонований вібропрес дозволяє формувати вироби з конструкційних металевих порошків, збільшити основні фізико-механічні характеристики матеріалу і експлуатаційні властивості виробу. За рахунок одночасної дії на порошкову суміш двох джерел коливань в 22,5 рази скорочується час формування, а, отже, збільшується продуктивність. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 1. Вібропрес для формування виробів з металевих порошків, що містить станину з вертикальними напрямними, з'єднаними у верхній частині поперечиною, механізм вертикальних переміщень, кінематично зв'язаний з розміщеною на вертикальних напрямних у втулках ковзання реактивною плитою, до якої на пружних амортизаторах підвішена віброплита з формувальним пуансоном, з розташованим на ній збудником направлених коливань і під якою співвісно з нею розміщена знімна прес-форма, встановлений співвісно з віброплитою за допомогою пружних опор на станині вібростіл з розміщеним в нижній його частині збудником направлених коливань, який відрізняється тим, що додатково забезпечений встановленими між вібростолом і станиною жорстко-пружними обмежувачами, кожен з яких складається із закріпленого на вібростолі жорсткого ударного елемента, що контактує із закріпленою на станині пружно-металевою опорою, виконаною у вигляді жорсткого стакана, заповненого полімерним тілом, при цьому в нерухомому стані зазор між контактуючими поверхнями ударного елемента і полімерним тілом дорівнює 0,1-0,8 амплітуди коливань вібростола, а жорстко-пружні обмежувачі розташовані симетрично відносно центра тяжіння вібростола як в подовжньому, так і в поперечному напрямах. 2. Вібропрес для формування виробів з металевих порошків за п. 1, який відрізняється тим, що збудник направлених коливань, розташований на віброплиті, виконаний у вигляді зміщених на однакову відстань від центра тяжіння віброплити двох збудників кругових коливань, дебаланси яких мають синхронне обертання та обертаються у протилежних напрямках. 3. Вібропрес для формування виробів з металевих порошків за п. 1, який відрізняється тим, що збудник направлених коливань, розташований під вібростолом, виконаний у вигляді зміщених на однакову відстань від центра тяжіння вібростола двох збудників кругових коливань, дебаланси яких мають синхронне обертання та обертаються у протилежних напрямках. 3 UA 76280 U 4 UA 76280 U 5 UA 76280 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6