РЫЧАЖНЫЙ ПРЕСС ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B28B3/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям прессов для формования брикетов преимущественно для изготовления кирпича методом полусухого прессования.

Известен рычажный пресс для формования изделий из порошковых материалов, содержащий ротор выполненный в виде полого цилиндра с радиально расположенными пресс-формами, с возможностью принудительного перемещения в которых установлена прессовая оснастка, установленный с возможностью позиционного поворота с фиксацией, и механизм перемещения прессующих и выталкивающих элементов, связанный с приводом.

Недостатком такого пресса является повышенная металлоемкость.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости и габаритных размеров, повышение надежности и удобств технического обслуживания.

Это решается за счет того, что в прессе для формования изделий из порошковых материалов, содержащем ротор, выполненный в виде полого цилиндра с радиально-расположенными пресс-формами, с возможностью принудительного перемещения в которых установлена прессовая оснастка, установленный с возможностью позиционного поворота с фиксацией, и механизм перемещения прессующих и выталкивающих элементов, связанный с приводом, прессования оснастка выполнена в виде прессующих и выталкивающих плунжеров, соединенных через ромбовидно-рычажный механизм с парой ползунов, имеющих возможность встречно-расходящегося перемещения, причем каждый ползун соединен по крайней мере с одним из плунжеров прессовой оснастки и приводом возвратно-поступательного перемещения.

Наименьшей металлоемкостью и повышенной надежностью обладает пресс, в котором привод встречно-расходящегося перемещения ползунов выполнен по крайней мере из пары неполноповоротных кривошипов, расположенных относительно оси вала привода прессовой оснастки в диаметрально противоположных направлениях и соединенных с ползунами через шатуны.

Привод встречно-расходящегося перемещения ползунов, выполненный из двух пар неполноповоротных кривошипов, установленных с возможностью встречно-качательного синфазного поворота, обеспечивает устранение перекосов, снижает износ трущихся частей, следовательно, повышает надежность и КПД.

Пониженная металлоемкость и надежный процесс поворота ротора, следующий за циклом прессования, достигается в прессе, в котором механизм поворота ротора выполнен в виде рычага, одна часть которого шарнирно закреплена на неподвижной оси в центральной части ротора, а на его периферийной части закреплено устройство зацепления рычага с ротором, который снабжен фиксатором положения, при этом рычаг имеет возможность качательного поворота и его периферийная часть через кривошипно-шатунный механизм соединена с приводным валом поворота ротора, а устройство зацепления рычага с ротором и фиксатор положения ротора выполнены так, что рычаг имеет возможность разъединения от ротора, а ротор имеет возможность страгивания с положения фиксации при расположении рычага в определенных конечных положениях.

Такой фиксатор положения ротора и устройство зацепления рычага с ротором могут быть выполнены в виде подпружиненных пальцев, установленных на рычаге и на станине с возможностью перемещения в гнезда, выполненные на роторе, при этом одна из упорных граней каждого пальца наклонена к оси пальца на угол, превышающий угол трения пальца о стенку гнезда, причем пальцы снабжена стопорами, которые с возможностью отжатия рычагом, при достижении им определенных положений, подпружинены в застопоренном состоянии.

Наклон упорной грани пальца обеспечивает возможность его выталкивания из гнезда в роторе при передаче усилий через наклонную упорную грань, а подпружиненные стопоры исключают такую возможность при положениях ротора, когда разрыв контакта рычага с ротором или ротора со станиной нежелательны. Стопоры же имеют возможность поочередного отжатия рычагом, при занятии им определенных положений в процессе возвратно-качательного поворота.

Выполнение рычага механизма поворота ротора двуплечим и выполнение на его периферийных частях емкостей с проемами в верхних и нижних гранях, с возможностью их совмещения: верхних проемов с расходными патрубками бункеров с формовочной смесью, а нижних проемов с входными проемами полостей перемещения загрузочных плунжеров, позволяет осуществлять дозированную загрузку формовочной смеси в пресс-формы от привода поворота ротора. Регулирование величины дозы смеси достигается изменением объемов емкостей, например, перемещением одной из стенок.

Выполнение пресса, в котором приводной вал через кривошипно-ползунные механизмы соединен с валом привода прессовой оснастки, а через кулисный механизм с валом привода поворота ротора, позволяет упростить пресс и снизить его себестоимость, что достигается тем, что для привода всех механизмов пресса, пиковые нагрузки которых разнесены по фазе, используются один двигатель, сосредоточение всех трущихся частей в небольшом объеме и возможность выноса силового привода за пределы оснастки, повышает удобства обслуживания.

Выполнение ползуна соединения приводного вала пресса с валом привода прессовой оснастки по крайней мере из двух элементов, установленных с возможностью ограниченного взаимного перемещения в направлении перемещения ползуна, в котором один элемент связан с приводным валом пресса, а второй элемент с валом привода прессовой оснастки, позволяет обеспечить задержку перемещений ротора и прессовой оснастки друг относительно друга, что необходимо для последовательного чередования циклов их перемещений.

На фиг. 1 изображен пресс в исходном положении, вид по оси ротора, частичный разрез, на фиг.2 то же, в положении отпрессовано; на фиг.3 - механизм привода прессовой оснастки, аксонометрия привод перемещения загрузочных плунжеров условно не показан; на фиг.4 механизм поворота ротора и вала привода прессовой оснастки, аксонометрия прессовая оснастка и механизм дозированной загрузки смеси не показаны; на фиг.5 механизм поворота ротора и дозирования смеси, вид по оси ротора, в начальной стадии поворота; на фиг.6 - то же, в конечной стадии поворота ротора; на фиг.7 разрез А-А на фиг.6; на фиг. 8 разрез Б-Б на фиг. 6.

На станине 1 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси установлен ротор 2 с размещенными пресс-формами 3. Ротор 2 снабжен кожухом 4,в котором выполнены полости 5 для размещения прессовой оснастки, которая состоит из плунжеров прямого прессования 6 и 7, встречного прессования 8 и 9, выталкивающих 10 и 11, загрузочных 12 и 13. Плунжер прямого прессования 6 в одной пресс-форме 3 через плиту 14 тягами толкателями 15 соединен с плунжером встречного прессования 9 в другой пресс-форме 3, расположенной в диаметрально противоположном первой пресс-форме положении, плунжер прямого прессования 7, в которой через плиту 16 тягами толкателями 17 соединен с плунжером встречного прессования 8 в первой пресс-форме. Выталкивающие плунжеры 10 и 11 расположены в оси, перпендикулярной оси размещения прессующих плунжеров 6 и 7, и через толкатели 18 соединены с ползунами 19 и 20, которые через тягу-толкатель 21 соединены с плитой 24. Плиты 14 и 16 рычагами 25 шарнирно соединены с плитами 22 и 24, образуя этим ромбовидный рычажный механизм PPM. В центральной части ротора 2 установлен вал привода прессовой оснастки, состоящий из вала 26, расположенного внутри вала 27. Вал 26 в верхней части снабжен парой кривошипов 28 и 29, а в нижней части кривошипом 30. Вал 27 в верхней части снабжен парой кривошипов 31 и 32, а в нижней части кривошипом 33. Кривошипы 28 и 32 шатунами 34 шарнирно соединены с ползуном 19, а кривошипы 29 и 31 соединены с ползуном 20. Загрузочные плунжеры 12 и 13 шатунами 35 соединены с кривошипами 28 и 29. Кривошипы 30 и 33 рычагами 36 шарнирно соединены с элементом 37 ползуна, второй элемент 38 которого через шатун 39 соединен с кривошипом 40 который установлен на приводном вале 41. Кривошип 40 с кулисой 42, установленной на вале 43 привода поворота ротора, образуют кулисный механизм. Вал 43 через кривошип 44 и рычаг 45 связан с двуплечим рычагом 46, установленным с возможностью возвратно-качательного движения соосно ротору 2. На одной периферийной части рычага 46 установлено устройство 47 зацепления рычага 46 с ротором 2, состоящее из корпуса 48 с размещенным в нем пальцем 49, подпружиненным пружиной 50. Палец 49 имеет одну упорную грань скошенной к направлению поворота ротора 2, а другую - перпендикулярную к ней. В роторе 2, соответственно форме пальца 49 выполнены гнезда 51. Палец 49 имеет возможность фиксирования стопором 52, который подпружинен пружиной 53, и имеет в своем теле сквозной вырез 54. В положении нахождения рычага 46 в конечной стадии поворота ротора 2, на станине 1 закреплен упор 55. Один торец периферийной части рычага 46 снабжен упором 56, который при расположении рычага 46 в начальной стадии поворота ротора 2, имеет возможность отжатия стопора 57 фиксатора 58. Фиксатор 58 установлен на станине 1 и состоит из корпуса 59, в котором размещен палей 60, подпружиненный пружиной 61. Палец 60 имеет одну упорную грань скошенной к направлению поворота ротора 2, а другую перпендикулярную к ней. Палец 60 имеет возможность фиксирования стопором 57, который подпружинен пружиной 62 и имеет в своем теле сквозной вырез 63.

В пределах внутреннего диаметра ротора 2, на периферийных частях рычага 46 выполнены полости 64 и закреплены козырьки 65. Входные проемы полостей 64 имеют возможность совмещения с расходными патрубками бункера 66 с формовочной смесью, которые в других положениях рычага 46 остаются перекрытыми козырьками 65. Выходные проемы полостей 64 имеют возможность перемещения по плитам 67 и совмещения с проемами 68, выполненными на них в позициях загрузки пресс-форм 3 формовочной смесью.

Пресс работает следующим образом.

При повороте приводного вала 41 по ходу часовой стрелки на угол 90^o, через шатун 39, элементы ползуна 38 и 37, рычаги 36, кривошипы 30 и 33, кривошипами 28, 29, 31 и 32 будут приданы перемещения, которые через шатуны 34 обеспечат расходящееся перемещение ползунов 19 и 20. В результате этого выталкивающие плунжеры 10 и 11, перемещаясь в полости пресс-форм 3, выталкивают из них готовые изделия. При этом тяги-толкатели 21 и 23 с плитами 22 и 24 также приобретут расходящиеся перемещения относительно друг друга, а рычаги 25 PPM обеспечат перемещения плит 14 и 16, следовательно расходящиеся плунжеры прямого прессования 6 и 7 с усилием переместятся в пресс-формы 3. Одновременно с этим плунжером встречного прессования 8 и 9, благодаря тягам-толкателям 15 и 17, совершат встречные перемещения к плунжерам прямого прессования 6 и 7 в пресс-формах, обеспечивая двустороннее прессование одновременно двух изделий. Загрузочные плунжеры 12 и 14 шатунами 35 переместятся от пресс-форм 3, освободив этим полости 5 для приема последующей порции формовочной смеси. В начальный момент поворота приводного вала 41, двуплечий рычаг 46 располагается в положении, соответствующем фиг.6, при котором полости 64 находятся в совмещенном состоянии с расходными патрубками бункеров 66 с формовочной смесью следовательно объемы полостей 64 заполнены смесью. В таком положении стопор 52 устройства 47 зацепления рычага 46 с ротором 2 находится в отжатом состоянии. При повороте приводного вала 41 кривошип 40, поворачивая кулису 42 по часовой стрелке, через вал 43 привода поворота ротора, кривошип 44, рычаг 45, обеспечивает поворот двуплечего рычага 46 против хода часовой стрелки, при этом вследствие свободного состояния стопора 57 и отжатого состояния стопора 52, ротор 2 продолжает сохранять неподвижное состояние, а палец 49 за счет своей скошенной грани, вытесняется из гнезда 51 в роторе 2. Высыпанию формовочной смеси из полости 64 препятствуют поверхность плиты 67.

При дальнейшем повороте приводного вала 41 по ходу часовой стрелки в пределах поворота от 90 до 180^o, прессовая оснастка будет сохранять неподвижное состояние, что будет достигаться за счет перемещения элемента 38 ползуна относительно элемента 37, а двуплечий рычаг 46 будет продолжать поворот против хода часовой стрелки.

При дальнейшем повороте приводного вала 41 в пределах поворота от 180 до 270^o, прессовая оснастка займет исходное положение, а двуплечий рычаг 46 займет такое положение, при котором полости 64 совместятся с проемами 68, расположенными над полостями 5. Стопор 57 отжимается упором 56, палец 49 входит в очередное гнездо 51. Этим обеспечивается зацепление двуплечего рычага 46 с ротором 2 и пересыпание формовочной смеси из полостей 64 в полости 5. Одновременно с этим загрузочные плунжеры 12 и 13 перемещают формовочную смесь в пресс-формы 3.

При дальнейшем повороте приводного вала 42 с пределах поворота от 270 до 360^o, прессовая оснастка будет сохранять неподвижное состояние, что будет достигаться за счет перемещения элемента 38 ползуна относительно элемента 37, а двуплечий рычаг 46 начнет поворот по ходу часовой стрелки. При этом так как стопор 57 отжат упором 56, а стопор 52 находится в свободном состоянии, ротор 2 совершает совместно с двуплечим рычагом 46 поворот по ходу часовой стрелки, причем разрыв связи двуплечего рычага 46 с ротором 2 невозможен. Следовательно, равномерное вращение приводного вала 41, обеспечивает циклическое перемещение всех механизмов пресса в технологической последовательности.

Возможны варианты изготовления прессов, в которых прессующие загрузочные и выталкивающие плунжеры ориентированы относительно друг друга и в отношении привода, в ином порядке, например, выталкивающие плунжеры 10 и 11 занимают положения загрузочных плунжеров 12 и 13, когда последние занимают положения первых.

Возможно изготовление пресса, в котором прессующие плунжеры устанавливаются по другой диагонали PPM, соотношения размеров которых должны быть приведены необходимым значениям.

Применение в прессе пустотообразующей прессовой оснастки позволит изготавливать пустотные изделия.

Использование: в машиностроении в конструкциях прессов для формования брикетов, преимущественно для изготовления кирпича методом полусухого прессования. Сущность изобретения: рычажный пресс для формования изделий из порошковых материалов содержит ротор, выполненный в виде полого цилиндра с радиально расположенными пресс-формами, с возможностью принудительного перемещения в которых установлена прессовая оснастка, установленный с возможностью порционного поворота с фиксацией, и механизм перемещения прессующих и выталкивающих элементов, связанный с приводом. При этом прессовая оснастка выполнена в виде прессующих и выталкивающих плунжеров, соединенных через ромбовидно-рычажных механизм с парой ползунов, имеющих возможность встречно-расходящегося перемещения. По одному из вариантов механизм поворота может быть выполнен в виде рычага, зацепленного с ротором. Фиксатор положения ротора и устройство зацепления рычага с ротором могут быть выполнены в виде подпружиненных пальцев, упорные грани каждого из которых наклонены к оси пальцев на угол, превышающий угол трения пальца о стенку гнезда. 4 с. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Рычажный пресс для формования изделий из порошковых материалов, содержащий ротор, выполненный в виде полого цилиндра с радиально расположенными пресс-формами, с возможностью принудительного перемещения в которых установлена прессовая оснастка, установленный с возможностью позиционного поворота с фиксацией и механизм перемещения прессующих и выталкивающих элементов, связанный с приводом, отличающийся тем, что прессовая оснастка выполнена в виде прессующих и выталкивающих плунжеров, соединенных через ромбовидно-рычажный механизм с парой ползунов, имеющих возможность встречно-расходящегося перемещения, причем каждый ползун соединен по крайней мере с одним из плунжеров прессовой оснастки с приводом возвратно-поступательного перемещения. 2. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что привод встречно-расходящегося перемещения ползунов выполнен по крайней мере из пары неполноповоротных кривошипов, расположенных относительно оси вала привода прессовой оснастки диаметрально противоположно и соединенных с ползунами через шатуны. 3. Пресс по п. 2, отличающийся тем, что привод встречно-расходящегося перемещения ползунов выполнен из двух пар неполноповоротных кривошипов, установленных с возможностью встречно-качательного синфазного поворота. 4. Рычажный пресс для формования изделий из порошковых материалов, содержащий ротор, выполненный в виде полого цилиндра с радиально расположенными пресс-формами, с возможностью принудительного перемещения в которых установлена прессовая оснастка, установленный с возможностью позиционного поворота с фиксацией, и механизм перемещения прессующих и выталкивающих элементов, связанный с приводом, отличающийся тем, что механизм поворота ротора выполнен в виде рычага, одна часть которого шарнирно закреплена на неподвижной оси в центральной части ротора, а на его периферийной части закреплено устройство зацепления рычага с ротором, который снабжен фиксатором положения, при этом рычаг имеет возможность качательного поворота, а его периферийная часть через кривошипно-шатунный механизм соединена с приводным валом поворота, а устройство зацепления рычага с ротором и фиксатор положения ротора выполнены так, что рычаг имеет возможность разъединения от ротора, а ротор имеет возможность страгивания с положения фиксации при расположении рычага в определенных положениях. 5. Пресс по п.4, отличающийся тем, что фиксатор положения ротора и устройство зацепления рычага с ротором выполнены в виде подпружиненных пальцев, установленных на рычаге и на станине с возможностью перемещения в гнезда, выполненные на роторе, при этом одна из упорных граней каждого пальца наклонена к оси пальца на угол, превышающий угол трения пальца о стенку гнезда, причем пальцы снабжены стопорами, которые с возможностью отжатия рычагом по достижении им определенных положений подпружинены в застопоренном состоянии. 6. Рычажный пресс для формования изделий из порошковых материалов, содержащий выполненный в виде полого цилиндра с радиально расположенными пресс-формами, с возможностью принудительного перемещения в которых установлена прессовая оснастка, установленный с возможностью позиционного поворота с фиксацией, и механизм перемещения прессующих и выталкивающих элементов, связанный с приводом, отличающийся тем, что рычаг механизма поворота ротора выполнен двуплечим, на периферийных частях которого выполнены емкости с проемами в верхней и нижней частях с возможностью их совмещения: верхних проемов с расходными патрубками бункера с формовочной смесью, а нижних проемов с входными проемами полостей перемещения загрузочных плунжеров. 7. Рычажный пресс для формования изделий из порошковых материалов, содержащий ротор, выполненный в виде полого цилиндра с радиально расположенными пресс-формами, с возможностью принудительного перемещения в которых установлена прессовая оснастка, установленный с возможностью позиционного поворота с фиксацией, и механизм перемещения прессующих и выталкивающих элементов, связанный с приводом, отличающийся тем, что приводной вал пресса через кривошипно-ползунный механизм соединен с валом привода прессовой оснастки, а через кулисный механизм с валом привода поворота ротора. 8. Пресс по п.7, отличающийся тем, что ползун соединения приводного вала пресса с валом привода прессовой оснастки выполнен по крайней мере из двух элементов, установленных с возможностью ограниченного взаимного перемещения в направлении перемещения ползуна, при этом один элемент ползуна связан с приводным валом пресса, а второй элемент с валом привода прессовой оснастки.