Установка для вибрационного уплотнения порошка Советский патент 1983 года по МПК B22F3/93 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для виброуплотнения сыпучих материалов. Известно устройство для вибрацио ного формования изделий, включающее .вибратор, пресс-форму, пружину и устройство пригружения Щ . Недостатком известного устройств является невозможность точного задания частоты вибраций пуансона, большая масса колеблющейся части установки, необходимость преодолени вибратором усилий статического нагружения порошка. Для уплотнения больших масс порошка в емкостях больших размеров и массы необходим мощный вибратор, развивающий больши усилия и, следовательно, имекщий .большие габариты и потребляющий бол Уое количество электроэнергии. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для вибргщионного уплотнения порошка, включающая вибратор, емкость для загрузки порошка, пуансон со штоком и штангу, связывающую вибратор со штоком 2J . Недостатком этой установки является то, что уплотнение слоя сыпуче го материала большой высоты необходимо осуществдять послойно. Послойное уплотнение трудоемко, требует значительных затрат времени на вспо могательные операции, что приводит непроизводительному использованию вибростенда, являющегося дорогостоя щим оборудованием. Цель изобретения - повышение про изводительности процесса. Указанная цель достигается тем, что установка для вибрационного уплотнения порошка, включающая вибратор, емкость для загрузки порошка, пуансон со штоком и штангу, связыва ющую вибратор со штоком, снабжена втулкой, выполненной с возможностью вращения, связанным с ней приводом гайкой, жестко связанной со штангой рабочая поверхность пуансона образо вана вращением радиуса пуансона вокруг его оси по винтовой линии,участки (Наибольшей и наименьшей пуансойа выполнены в виде секторов и в участке наименьшей толщины выполнены радигшьные прорези,свободный конец штока выполнен с резьбой,связывающей ыток с гайкой, а участок штока между резьбой и пуансоном выполнен со шлицами или зубьями, находящимис в зацеплении с втулкой. При этом верхняя поверхность пуансона выполнена конической или ско шенной в направлении прорезей. Резьбовое соединение штока с гай ;кой выполнено ходовым, например, с ПОМОЩЬЮ трапецеидсшьной резьбы.. На фиг.1 представлена установка вибрационного уплотнения порошкаj на фиг.2 - разреэ А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.2; на фИг.4 развертка на плоскость сечения пуансона по цилиндрической поверхности 8на фиг.3. . Установка для вибрационного уплотнения порошка включает вибратор 1, штангу 2, жестко закрепленную одним концом на вибраторе 1, емкость 3 для загрузки порошка, пуансон 4 со штоком 5, щелевидную прорезь 6, расположенную радиально, резьбу 7 на свободном конце штока 5, посредством которой шток 5 соединен с гайкой 8, жестко закрепленной на конце штанги 2, зубья или шлицы 9, расположенные между резьбой 7 и руансоном 4 на штоке 5- и находящиеся в зацепле- . НИИ со втулКой 10, которая связана посредством передачи 11 с приводом 12, а посредством соединения, допускающего только вращение втулки 10, например подшипника 13, - с жестко з.акрепленной опорой 14. Поверхность |15 пуансона 4, воздействующая на уплотняемый материал,образована вращением радиуса пуансона 4 вокруг его оси по винтовой линии, а по обе стороны от радиальной щелевидной прорези 6 имеются две площадки 16 и 17 в виде секторов, поверхности которых перпендикулярны оси пуансона 4, верхняя поверхность пуансона 4 имеет скос 18 в направлении радиальной щелевидной поорези 6. Установка работает следующим образом. Привод 12 через передачу 11 приводит во вращение втулку 10, которая посредством зубьев или шлицев 9передает вращающий момент на шток .5. Втулка 10 с помощью подшипника 13 соединена с закрепленной опорой 14, за счет чего она фиксируется от осевых перемещений вдоль штока 5. В то же время подшипник 13 допускает свободное вращение втулки 10. При вращении штока 5 последний посредством резьбы 7, ввор.ачиваясь в гайку 8, перемещается поступательно.Резьбовое соединение гайки 8 со штоком 5 выполнено ходовьш, для чего используется трапецеидальная резьба. Таким образом, пуансон 4 совершает вращательно-поступательное движение. Одновременно с вращением и подъемом вверх пуансон 4 вибрирует необходимой частотой, которая возбужда ется и задается вибратором 1 и передается на пуансон 4 через . итангу 2, гайку 8 и шток 5. Для того, чтобы уменьшить контактное трение при вибрации в зубчатом соединении втулки 10 со штоком 5, зацепление втулки со штоком выполнено по посадке, допускающей перемещение штока 5 вдоль втулки 10 без нагрузки. Этому условию соответствуют, например, зубчатые соединения легко и суедней серий. Порошок дозатором загружается в емкость 3 сверху пуан сова 4 и под действием вибрации через щелевидную радиальную прорезь 6 подается под пуансон в месте его наименьшей толщины. Скос 18.способствует лучшей подачей порошка к щел видной прорези 6. При вргицении пуан сона 4 порошок ргшномерно распределяется по сечению емкости 3 и под действием поверхности пуансона 4, образованной вращением его радиуса вокруг оси по винтовой линии, уплот няется. Совместное действие силового нагружающего усилия и вибрации со стороны винтовой поверхности пуансона 4 способствует эффективному уплотнению порошка, которое возможно лишь при определенном оптимальном соотношении между числом оборотов .пуансона 4, .скоростью его подъ ема и геометрией винтовой noBet XHOc .ти пуансона. Это соотношение определяется также, как Скорость вращения пуансона 4 и частота его вибраций, расчетно-экспериментальным путем. Соотношение между числом оборотов и скоростью подъема пуансона определяется параметрами 7 и может быть изменено при изменении шага и заходности резьбы. Площадка 16 способствует беспрепятственной подаче материала под пуансон. Площадка 17 способствует эффективному уплотнению, поскольку благодаря, ее наличию увеличивается время воздействия вибргщии на порсяяок при мги симааьной степени ; уплотнения. Таким образом, в предлагаемой установке для вибрационного уплотнения порсяика обеспечивается непрерыв- , ность процесса виброуплотнения, за счет чего значительно повьаиается производительность процесса, сокращается его трудоемкость, время виброуплотнения, повышается эффективность использования оборудования. При этом мощность вибростенда уменьшается в 3,5-4 раза, затраты на электроэнергию сокращаются в 4 раза, время вспомогательных операций по сравнению с известной установкой сокращается в 1,5-2 раза.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО УПЛОТНЕНИЯ ПОРОиЖА, включающая вибратор, емкость для загрузки порОшка, пуансон со штоком и штангу, свя.зывакядую вибратор со штоком,6 т л и ч а ю щ а я с я- тем, что, с.це-. лыб повышения производительцости процесса, она снабжена втулкой, выполненной с возможностью вращения. связанным с ней приводом и гайкой, жестко связанной со штангой, рабочая поверхность пуансона образована вращением радиуса пуансона вокруг его оси по винтовой линии, участки наибольшей и наименьшей пуансо, на выполнены в виде секторов и в участке наименьшей толщины выполнены радиальные прорези, свободный конец ,штока выполнен,с резьбой,связывающей шток с гайкой, а участок штока между резьбой и пуансоном вы:полнен со шлицш и или зубьями, находящимися в зацеплении с втулкой. 2.Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшения подачи порошка к прорезям, верхняя поверхность пуансона выполнена (Л конической или скошенной в направлении прорезей. 3.Установка по П.1, отличающаяся тем, что резьбовое соединение штока с гайкой выполнено ходовым, например, с помощью трапецеидальной резьбы.

fS

8

/7

фуг. г evffff/noSejcff/y no)

Ф1/1.3