Вибрационный пресс для прессования порошкового материала - RU207247U1

Чертежи

Описание

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для прессования изделия из порошкового материала со связующими, которое может найти применение в химической, фармацевтической, пищевой, металлургической, машиностроительной, горноперерабатывающей, атомной и других отраслях промышленности, а также в экологических производствах утилизации отходов промышленных производств.

Известен гидравлический пресс, содержащий станину, рабочий цилиндр поршневого типа, смонтированный в верхней части пресса, ползун, прикрепленный к штоку рабочего цилиндра с возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на стойках станины, и стол, установленный на нижней поперечине станины (Воронин В.Г. Гидравлические прессы с безаккумуляторным насосным приводом. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1974, с.8).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточное усилие при работе пресса и когезия частиц прессуемого вещества.

Известен пресс, включающий пуансон, в котором расположен электромагнитный вибратор, обжимную гильзу и матрицу, последняя из которых выполнена с возможностью перемещения, оси движения матрицы и пуансона расположены во взаимно пересекающихся плоскостях, матрица выполнена в виде основания с боковыми лепестками, пуансон снабжен направляющей гильзой, а пресс-форма дозатором, связанным с матрицей.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится небольшая амплитуда движения пуансона при работе пресса и возникновение сил трения между стенками контейнера, в котором порошок прессуется, и частицами порошка.

Известен вибрационный пресс, состоящий из станины, в нижней части которой установлены статор и якорь электромагнита вибровозбудителя, плиты вибровозбудителя, пуансона, связанного с гидравлическим цилиндром, который закреплен на верхней плите над станиной, и подвижной траверсе для создания статического давления под пуансоном на порошковый материал (В.Д. Варсанофьев, Э.Э. Кальман-Иванов. Вибрационная техника в химической промышленности. – М: Химия, 1985, 240с., стр. 206-207).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невысокая производительность из-за высокой адгезии порошкового материала к стенкам контейнера, а также значительной когезии поверхности частиц порошкового материала, что снижает скорость прессования.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятым за прототип является конструкция вибропресса для формования изделий из порошка, содержащий станину, стол, рабочий гидроцилиндр, поршень которого жестко соединен со столом, направляющие, пригружающее устройство, пульсатор с подпружиненным управляющим золотником и задающим приводом, причем пульсатор снабжен рабочим подпружиненным золотником, гидравлически связанным с управляющим золотником (патент SU 829340 A, B22F 3/02, 15.05.1981).

Техническим результатом предлагаемой конструкции вибрационного пресса для прессования порошкового материала является увеличение производительности.

Поставленный технический результат достигается тем, что вибрационный пресс для прессования порошкового материала, содержащий станину, в нижней части которой установлен вибровозбудитель, гидравлический цилиндр, закрепленный на верхней плите над станиной и соединенный с подвижной траверсой с пуансоном для создания статического давления на порошковый материал, стол с установленным на нем контейнером для порошкового материала и расположенный под столом и прикрепленный к нему шток, отличающийся тем, что вибровозбудитель выполнен в виде статора и якоря электромагнита и жестко связанной с якорем плиты, шток расположен с опорой на упомянутую плиту вибровозбудителя, стол установлен с опорой на цилиндрические пружины, закрепленные на станине, а каждая из упомянутых цилиндрических пружин выполнена с упругостью витков α (кг/с²), которая определена выражением:

где f – частота вибрации вибровозбудителя, Гц;

М – масса стола и контейнера для загрузки порошкового материала с порошковым материалом, кг;

N – число цилиндрических пружин.

Выполнение каждой цилиндрической пружины с упругостью витков, определяемой выражением (1) позволяет вести вибропрессование в резонансном режиме с большой амплитудой. Действительно, стол с контейнером и порошковый материал в нем, опирающийся на цилиндрические пружины, образуют пружинный маятник с собственной частотой колебаний:

где ν – собственная частота колебаний, Гц; α – упругость витков пружины, кг/с²; m – масса, приходящаяся на одну цилиндрическую пружину (Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. - М: Государственное издание физико-математической литературы, 1963, 847с., стр.102).

Так как масса m, приходящаяся на одну цилиндрическую пружину равна:

m=M/N , (3)

а для обеспечения резонансного режима колебаний пружинного маятника должно выполняться условие равенства собственной частоты колебаний ν с частотой вынужденных колебаний f:

ν =f , (4)

то из совместного решения уравнений (2÷4) получаем условие (1) для упругости витков каждой цилиндрической пружины, обеспечивающей резонансный режим колебаний с большой амплитудой стола с контейнером и порошковым материалом. Такая резонансная вибрация с большой амплитудой приводит к ожижению порошкового материала, снижению сил трения как между частицами порошка, так и между стенками контейнера и частицами порошка, вибрирующими внутри него (Г.А. Кудашев. Физические методы интенсификации процессов химической технологии. – М.: Химия, 1990, 208с., стр.140). Все вышесказанное увеличивает скорость вибропрессования, а значит приводит к росту производительности.

На чертеже представлена схема предлагаемой конструкции вибрационного пресса для прессования порошкового материала.

Он состоит из станины 1, в нижней части которой установлен вибровозбудитель со статором 2 и якорем 3 электромагнита, плиты 4 вибровозбудителя, жестко связанной с якорем 3 электромагнита, стола 5, опирающегося на цилиндрические пружины 6, которые закреплены на станине 1 и имеют упругость витков, подчиняющуюся выражению (1), штока 7, опирающегося на плиту 4 вибровозбудителя, контейнера 8 для загрузки порошкового материала и установленного на столе 5, пуансона 9, соединенного с гидравлическим цилиндром 10, который закреплен на верхней плите 11 над станиной 1, и подвижной траверсе 12 для создания статического давления под пуансоном 9 на порошковый материал 13.

Вибрационный пресс для прессования порошкового материала работает следующим образом.

Гидравлическим цилиндром 10 поднимают подвижную траверсу 12 пуансона 9, устанавливают на столе 5 контейнер 8 и засыпают в него мерное количество порошкового материала 13. Затем с помощью гидравлического цилиндра 10 опускают подвижную траверсу 12 с пуансоном 9, которым предварительно сдавливают порошковый материал 13 в контейнере 8. Включают вибровозбудитель, электромагнитное воздействие статора 2 и якоря 3 которого приводит к вертикальным колебаниям плиты 4 вибровозбудителя с частотой f. Эти колебания передаются с той же частотой на конец штока 7, а от него на стол 5, контейнер 8 и порошковый материал 13. Так как цилиндрические пружины 6 имеют упругость витков, подчиняющуюся выражению (1), то собственная частота колебаний ν совпадет с частотой f вынужденных колебаний вибровозбудителя и вертикальные колебания стола 5 с контейнером 8 и порошковым материалом 13 совершают резонансные колебания с высокой амплитудой, которая интенсифицирует процесс виброформования порошкового материала 13 в контейнере 8 за счет снижения адгезионного трения частиц порошкового материала 13 на внутренних стенках контейнера 8 и когезионного трения этих частиц между собой. Это позволяет вести процесс опускания от гидравлического цилиндра 10 подвижной траверсы 12 с пуансоном 9 с большой скоростью, быстрее уплотнять частицы порошкового материала 13 внутри контейнера 8, а значит увеличивать производительность процесса виброформования.

Таким образом, установка в вибрационном прессе для прессования порошкового материала контейнера для загрузки порошкового материала на столе 5, опирающимся на цилиндрические пружины 6, закрепленные на станине, и прикрепление под столом 5 штока 7, опирающегося на плиту 4 вибровозбудителя, а также выполнение витков каждой цилиндрической пружины 6 с упругостью, определяемую выражением (1), позволяет проводить процесс вибропрессования в резонансном режиме с большой амплитудой, приводит к снижению сил трения между частицами порошка, между стенками контейнера и частицами порошка, вибрирующими внутри него, что увеличивает производительность.

Реферат

Полезная модель относится к порошковой металлургии и может быть использована при прессовании порошкового материала. В нижней части станины установлены статор и якорь электромагнита вибровозбудителя. На верхней плите над станиной закреплен гидравлический цилиндр, соединенный с подвижной траверсой с пуансоном для создания статического давления на порошковый материал. На столе установлен контейнер для порошкового материала. Стол опирается на цилиндрические пружины, закрепленные на станине. Под столом закреплен шток, опирающийся на плиту вибровозбудителя. Витки каждой цилиндрической пружины имеют упругость, которая определена из приведенного выражения. В результате обеспечивается возможность проведения процесса прессования в резонансном режиме с большой амплитудой, что приводит к снижению сил трения между частицами порошка между собой и со стенками контейнера. 1 ил.

Формула

,