Пресс для прессования электродов Российский патент 2024 года по МПК B22F3/20 B21C23/21 B30B11/22 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при производстве прессов, в частности пресса для прессования расходуемых титановых электродов с целью их дальнейшей переплавки в слитки или фасонные отливки, предназначенные для последующей обработки давлением.

Известен пресс для прессования электродов, включающий раму, состоящую из основания, архитрав, вертикальные колонны, подвижную траверсу, пресс-штемпели, бункер-смеситель смеситель, контейнер для шихты, приемное устройство для электродов, пресс-шайбы. (см. напр. патент РФ № 174974 U1, MПK B22F 3/20 опубл. 14.11.2017 бюл. № 32). Недостатками известного пресса являлись стационарная, неподвижная, установка смесителя и бункера, что вело к уплотнению шихты и разделению фракций, снижая качество готовых электродов, конструкция приемного устройства, рассчитанная на электроды ограниченной длины, выполнение зачистной шайбы цилиндрической с резьбовым креплением, что ведет к повышенному износу шайбы и требует повышенной трудоемкости при ее замене.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции пресса для прессования электродов полунепрерывным способом, обеспечивающая улучшение качества самого электрода, исключив разделение засыпаемой шихты на фракции из-за гравитации, возможность изготовления электродов различной длины, снижения эксплуатационной трудоемкости прессования электродов и самого процесса производства слитков.

Поставленная задача решается тем, что пресс для прессования электродов включает раму, состоящую из основания, архитрава, вертикальных колонн, подвижную траверсу с инструментальной доской, пресс-штемпели, бункер-смеситель, контейнер для шихты, приемное устройство для электродов, пресс-шайбы, а бункер-смеситель выполнен подвижным с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим, которые подведены к основанию пресса, а приемное устройство для электродов содержит опорную платформу связанную с противовесами через систему блоков, причем нижняя часть приемного устройства может быть выполнена с возможностью размещения в ней пеналов для электродов, при этом, зачистная шайба выполнена составной с байонетным затвором.

Поскольку в прессе для прессования электродов бункер-смеситель выполнен подвижным с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим, которые подведены к основанию пресса, а приемное устройство для электродов содержит опорную платформу, связанную с противовесами через систему блоков, при этом зачистная шайба выполнена составной, причем нижняя часть приемного устройства может быть выполнена с возможностью размещения в ней пеналов для электродов, а зачистная шайба - с байонетным затвором, обеспечивается улучшение качества шихты, за счет исключения разделения засыпаемой шихты на фракции из-за гравитации, возможность изготовления электродов различной длины, снижение эксплуатационной трудоемкости прессования электродов и самого процесса производства слитков.

Пресс для прессования электродов содержит раму, состоящую из основания, архитрава, вертикальных колонн, подвижную траверсу с инструментальной доской, пресс-штемпели, бункер-смеситель, контейнер для шихты, приемное устройство для электродов, пресс-шайбы, а бункер-смеситель выполнен подвижным с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим, которые подведены к основанию пресса, а приемное устройство для электродов содержит опорную платформу связанную с противовесами через систему блоков.

Нижняя часть приемного устройства может быть выполнена с возможностью размещения в ней пеналов для электродов, при этом, зачистная шайба выполнена составной с байонетным затвором.

Пресс для прессования электродов работает следующим образом.

Для подачи смешанной из разных фракций шихты в контейнер для шихты используется засыпка с помощью механизированного "бункера-смесителя".

В исходном положении бункер-смеситель находится в стороне от оси пресса под эстакадой весовых дозаторов. Перемещение бункера-смесителя от весовых дозаторов к прессу и обратно осуществляется по наклонной направляющей.

Перед засыпкой очередной порции в контейнер для шихты прессующая траверса уводится в максимальное верхнее положение, инструментальная доска встает в среднее положение и бункер-смеситель подается на ось пресса с последующим опрокидыванием его, чтобы перемешанная шихта пересыпалась в контейнер для шихты

Для смешивания различных фракций шихты бункер-смеситель во время движения от дозаторов до пресса вращается, при этом ось вращения находится под наклоном (принцип бетономешалки).

Различные градиенты шихты изначально засыпаются в бункеры вибродозаторов. Дозаторы для каждой прессовки навешивают требуемые по весу порции и "сбрасывают" их в приемную воронку. Из воронки шихта попадает в бункер-смеситель, при условии, что бункер-смеситель находится под ней.

Для прессования электродов спроектирован контейнер для шихты который устанавливаются сменные рабочие втулки под требуемый диаметр электрода. Контейнер для шихты оснащается электрическим нагревателем в виде ТЭНов, установленных по кругу в соответствующие просверленные каналы, чем достигается нагрев рабочей втулки по всему объему.

Данная конструкция оборудования обеспечивает разогрев частиц шихты, что увеличивает их пластичность, а под действием давления частицы сцепляются между собой и на выходе получается достаточно прочный электрод. Кроме того, под действием нагрева шихта частично дегазируется, а усилие прессование снижается до 20 раз.

Система приема электрода производит прием прессуемого электрода из пресса и перемещает его с оси пресса для извлечения цеховыми подъемно-транспортными механизмами для дальнейшей обработки.

Из-под пресса электрод поступает в систему приема электрода, которая установлена под прессом и принимает электрод вертикально.

Для направления электрода после контейнера в основании пресса установлена сменная направляющая втулка.

Механизм приема электрода представляет из себя подъемный механизм, который принимает прессуемый электрод и с небольшим подпором сопровождает его по мере выхода из контейнера вниз. Подпор (поддержка электрода) осуществляется при помощи механизма противовесов в системе приема электрода.

Поддержка выпресованной части электрода при прессовании позволяет исключить разрыв электродов при его получении, что особенно важно для получения электродов большой длинны.

Для предотвращения неконтролируемого падения части электрода (в случае, когда от электрода, в силу плохого сцепления между слоями, отделяется фрагмент) в конструкции предусмотрена «ловушка» построенная на базе обгонной муфты.

В штатном режиме, когда происходит прессование электрода - электрод выходит из-под пресса в пенал и опирается на подпятник механизма приема. При этом привод подъема электрода вращает входной вал обгонной муфты со скоростью на 5% выше скорости выхода электрода из-под пресса. При этом подпятник создает на электрод встречное сопротивление, обусловленное весом противовесов. В случае, когда электрод разрывается и оторвавшийся фрагмент по весу больше, чем противовес - то при этом замыкается обгонная муфта и скорость опускания подпятника будет обусловлена скоростью вращения электромотора на 5% больше, чем скорость выхода электрода из-под пресса при прессовании).

По окончании процесса прессования электрода, механизм приема электрода выезжает из-под оси пресса в сторону. Для выгрузки электрода из пенала, привод подъема электрода меняет направление, обгонная муфта запирается и передает момент на шкивы, которые вращаясь увлекают цепь и опорную пяту вверх, таким образом поднимая электрод для дальнейшего зачаливания цеховым краном.

Для обслуживания механизма приема электрода и для перемещения опорной пяты в любом направлении без электрода предусмотрен второй вспомогательный привод, который оснащен электромагнитной муфтой. При включении этой муфты оператор имеет возможность в ручном режиме перемещать опорную пяту в обоих направлениях как с электродом, так и без него с фиксированной скоростью.

Для предотвращения искривления электрода во время прессования (поводки, изгибы и т.п.), а также для его перемещения цеховым краном без риска разорвать электрод, система приема электрода оснащается сменным "пеналом", в который попадает электрод непосредственно при прессовании. Извлечение электрода из-под пресса происходит вместе с пеналом или без него. При поточном производстве электродов пресс должен быть оснащен несколькими пеналами под каждый диаметр электрода.

Зачистная пресс-шайба служит для зачистки стенок рабочей втулки контейнера перед прессованием очередного электрода. Таким образом, обеспечивается очистка стенок рабочей втулки от наклепа, образовавшегося после прессования предыдущего электрода, что повышает качество прессуемого электрода и снижает вероятность возникновения брака при прессовании. Зачистная пресс-шайба устанавливается в контейнер перед прессованием очередного электрода и, после прохождения контейнера оказывается в приемном устройстве, откуда извлекается для повторного использования.

Для обеспечения нужной производительности рекомендуется иметь оборотный запас из нескольких пресс-шайб.

Для удобства обслуживания и оперативной смены пресс-шайб на пресс-штемпеле, а также для повышения надежности фиксации, предусматривается байонетное крепление пресс-шайбы на торце пресс-штемпеля

Общий алгоритм работы пресса

1. Стол с контейнером для шихты находится вне пресса. Контейнер подключен к источнику электроэнергии и он разогрет;

2. Бункер-смеситель находится под воронкой весовых дозаторов;

3. Траверса пресса поднята максимально вверх, инструментальная доска в среднем положении. На инструментальной доске установлены 2 прессштемпеля, один с гладкой прессшайбой, другой с фигурной.

4. Механизм приема электрода установлен и зафиксирован под основанием и на оси пресса. Приемный рычаг находится в верхней точке.

Цикл прессования

1. Оператор с помощью цехового крана устанавливает в контейнер пробку. Стол задвигается на ось пресса и фиксируется на оси резьбовыми тягами к основанию.

2. Инструментальная доска переводится в крайне положение так, чтобы пресс-штемпель с гладкой пресс-шайбой встал на ось пресса.

3. Осуществляется опускание траверсы вниз холостым ходом. Пробка начинает заходить в контейнер. Для размещения ее в выходной части контейнера включается рабочий ход пресса, и пробка запрессовывается в выходной части контейнера.

4. Возврат траверсы в верхнее положение и перемещение инструментальной доски в среднее положение.

5. Дозаторы отмерили требуемое количество лигатуры и ссыпали в воронку, из воронки шихта попала в бункер-смеситель;

6. Смеситель начинает движение по направляющей к прессу при этом одновременно наклоняет ось вращения и вращает корпус бункера.

7. Смеситель, достигнув края направляющей опрокидывает свое содержимое в воронку контейнера;

8. Инструментальная доска переводится в крайне положение так, чтобы пресс-штемпель с фигурной пресс-шайбой встал на ось пресса.

9. Совершается холостой ход под действием силы тяжести, а за ним следом выполняется рабочий ход;

10. Прессуемый электрод начинает выходить из нижней части контейнера для шихты попадая в пенал системы приема электрода.

11. Совершая множество раз навеску и засыпку шихты в контейнер с последующим прессованием каждой порции, получаем на выходе электрод нужной длины;

12. Для отсечения электрода нужной длины после очередной засыпки в контейнер для шихты укладывается разделительная пластина (из листового металла) соответствующего диаметра и происходит прессование плоской прессшайбой.

13. Когда отделенный электрод полностью выходит из пресса он находится в пенале приемного механизма. Механизм приема электрода переезжает с оси пресса в сторону для выгрузки пенала с электродом цеховым краном;

14. Пенал вместе с электродом извлекается из системы приема, устанавливается новый пенал;

15. Пресс переходит в исходное положение для последующего цикла прессования.

Таким образом предложенная конструкция стенда для прессования электродов обеспечивает улучшение качества шихты, исключив гравитацию и разделение шихты на фракции, возможность изготовления электродов различной длины, особенно длинномерных, снижение эксплуатационной трудоемкости пресса и самого процесса производства.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в прессах для прессования расходуемых титановых электродов с целью их дальнейшей переплавки в слитки или фасонные отливки. Пресс содержит раму, состоящую из основания и архитрав, вертикальные колонны, подвижную траверсу, пресс-штемпели, бункер-смеситель, контейнер для шихты, приемное устройство для электродов, пресс-шайбы. Бункер-смеситель имеет возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим, которые смонтированы на основании. Приемное устройство для электродов содержит опорную платформу, связанную с противовесами через систему блоков. Предусмотрена составная зачистная шайба. В результате обеспечиваются повышение качества электродов и возможность изготовления электродов различной длины. 2 з.п. ф-лы.

1. Пресс для прессования электродов, содержащий раму, состоящую из основания, архитрав, вертикальные колонны, подвижную траверсу, пресс-штемпели, бункер-смеситель, контейнер для шихты, приемное устройство для электродов, пресс-шайбы, отличающийся тем, что бункер-смеситель выполнен подвижным с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим, которые смонтированы на основании пресса, а приемное устройство для электродов содержит опорную платформу, связанную с противовесами через систему блоков, при этом зачистная шайба выполнена составной.

2. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что нижняя часть приемного устройства выполнена с возможностью размещения в ней пеналов для электродов.

3. Пресс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что зачистная шайба выполнена с байонетным затвором.