ГИДРОПУЛЬСАЦИОННЫЙ ПРЕСС Российский патент 1995 года по МПК B21J9/06 

Изобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к прессам для получения искусственных материалов, в том числе алмазов.

Известен пресс шагового пульсационного действия с гидромоторным шаговым приводом гидропульсатора объемного действия [1]
Этот пресс предназначен для осуществления деформирования материалов только путем приложения усилий сжатия, тогда как наиболе эффективной технологией получения искусственных материалов, в том числе алмазов, является их сжатие в условиях напряжения сжатия-сдвига и высокой температуры, возникающей при высокочастотных колебаниях и повышенном гистерезисе.

Цель изобретения расширение технологических возможностей пресса.

Цель достигается тем, что гидропульсационный пресс, содержащий станину, силовой гидроцилиндр, гидропривод шагового перемещения плунжера, включающий насос и гидропульсатор, снабжен гидроприводом тангенциально-колебательного плунжера, выполненного в виде гидродвигателя пульсирующего действия, приводимого гидропульсатором.

Гидродвигатель для упрощения конструкции размещен в полости гидроцилиндра пресса. На плунжере установлены поршень и лопасти гидродвигателя, взаимодействующие с замыкателями, установленными в станине пресса и в отверстиях корпусных деталей гидродвигателя и выполняющими функцию направляющих колонок при возвратно-поступательных колебаниях поршня. Как эти колебания, так и его тангенциальные колебания осуществляются при взаимодействии пружин.

На фиг. 1 показан гидропульсационный пресс, продольный разрез; на фиг.2 гидродвигатель, поперечный разрез; на фиг.3 лопасть, поперечный разрез; на фиг.4 гидросхема пресса.

Гидропульсационный пресс состоит из собственного пресса, присоединенного к нему высокочастотного гидропульсатора, гидродвигателя, размещенного в полости цилиндра пресса. Корпус 1 гидропульсатора соединен со станиной 2 пресса резьбовыми соединениями 3.

В корпусе 1 с крышкой 4 установлен разъемный коллектор 5 с опорами для вала 6 с лопастным ротором 7. В коллекторе 5 размещены замыкатели 8, синхронизированные с ротором зубчатым зацеплением 9. Вал и ротор установлены на подшипниках 10, обеспечивающих точное расположение лопастей ротора 7 в рабочей кольцевой полости 11.

От рабочей полости отходят отверстия 12 и 13 к гидроцилиндрам 14 с пружинами 15 и крышкой 16. В полости ротора 7 установлен вкладыш 17 с отверстием 18, идущим в полость 19 гидроцилиндра пресса. В гидроцилиндре пресса размещен корпус 20 гидромотора, составленный из двух частей.

В отверстиях станины 2 пресса закреплены стержни 21, выполняющие функцию замыкателей гидромотора и направляющих колонок при возвратно-поступательных колебаниях корпуса 20 гидромотора с поршнем под воздействием гидропульсатора и пружин 22, установленных в гнездах станины.

Поршень 23 и ротор гидродвигателя являются составными частями плунжера 24, имеющего продольный канал 25 и радиальные каналы 26, отходящие в рабочие полости гидродвигателя. Рабочие полости 27 гидродвигателя закреплены на роторе-плунжере 24 штырями 28. Между лопастями 27 и замыкателями 21 установлены пружины 29. Утечки рабочей жидкости отводятся через отверстия 30 станины.

В рабочем пространстве 31 пресса, ограниченном упором 32, устанавливается контейнер 33 с синтезируемым материалом.

Установка гидропульсационного пресса по гидросхеме (фиг.4) состоит из электродвигателя 34 и гидропульсатора 35 и поршневого гидродвигателя-пресса 36. Для пополнения утечек и осуществления поступательного движения поршня имеется насос 37 с фильтром 38.

Гидропульсационный пресс работает следующим образом.

При вращении вала 6 гидропульсатора происходит вращение лопастей ротора 7 в рабочей полости 11 и при взаимодействии с замыкателями 8 порционное вытеснение рабочей жидкости по каналу 18 в полость 19 гидроцилиндра пресса.

При возникновении силы противодействия от деформированного образца происходит повышение давления рабочей жидкости, порционно вытесняемой гидропульсатором. Поршень 23 и плунжер 24 перемещаются в сторону образца, сжимая пружины 22.

Жидкость по каналам 25 и 26 передается также в отсеки полости гидродвигателя под стержни 21 и лопасти 27. При повышении давления пружины 29 сжимаются, лопасти, а с ними плунжер 24 поворачиваются на установленный угол.

Одновременное возвратно-поступательное движение поршня 23 с плунжером 24 и их поворот обеспечат напряжение сжатия и сдвига в материалах, превращаемых в новые кристаллические модификации. После выпуска порции жидкости под воздействием сжатых пружин 22 происходит снятие напряжений сжатия-сдвига.

При частотах пульсационного нагружения с частотой 100-200 Гц образец 33 нагревается до высокой температуры из-за явлений гистерезиса в обрабатываемом материале.

После определенного числа колебаний жидкость при помощи соответствующего гидрораспределителя (не показан) под воздействием пружины 22 сбрасывается в бак и после установки нового контейнера 33 цикл повторяется.

Выбором производительности насоса 37 и мощности двигателя 34 определяется цикл нагружения: или от максимальных напряжений до нуля, или от исходного напряжения на максимальное.

Наличие прессового оборудования для высокочастотного воздействия на обрабатываемый материал напряжениями сжатия-сдвига позволит разработать новые технологии производства искусственных материалов, в том числе более крупных алмазов.

Использование: обработка искусственных материалов, в том числе алмазов, давлением. Сущность изобретения: гидропульсационный пресс содержит гидропривод шагового перемещения плунжера и гидропривод его тангенциально-колебательного движения. Последний выполнен в виде гидродвигателя пульсирующего действия, приводимого гидропульсатором. Гидродвигатель размещен в гидроцилиндре пресса. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ГИДРОПУЛЬСАЦИОННЫЙ ПРЕСС, содержащий станину, силовой гидроцилиндр, гидропривод шагового перемещения плунжера, включающий насос и гидропульсатор, отличающийся тем, что пресс снабжен гидроприводом тангенциально-колебательного движения плунжера, выполненным в виде гидродвигателя пульсирующего действия, проводимого гидропульсатором. 2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что гидродвигатель пульсирующего действия содержит корпус с кольцевой рабочей полостью, лопасти, закрепленные на плунжере, и замыкатели, установленные в станине пресса и в отверстиях корпусных деталей гидродвигателя, при этом между лопастями и замыкателями, а также между станиной пресса и корпусом гидродвигателя установлены пружины. 3. Пресс по п.1, отличающийся тем, что гидродвигатель расположен в полости гидроцилиндра пресса.