Устройство для непрерывного формования порошков Советский патент 1989 года по МПК B22F3/20 

1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для непрерывного формования порошковых материалов с одновре- менным измерением силовых параметров процесса.

Цель изобретения - снижение энергозатрат путем оптимизации силовых параметров процесса и расширение технологических возможностей за счет увеличения диапазона измеряемых параметров и номенклатуры порошков.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2- вид А на фиг . 1.,

Устройство состоит из основания 1 , на котором установлен корпус 2. Внутри корпуса расположен шнек 3, опирающийся на подшипник 4 и посредством зубчатых колес 5 и 6 соединенный с приводом (не показан). На валу 7 привода шнека закреплены тензодатчики 8 для измерения крутящего момента ( Усилие, действующее на шнек (Р ш) измеряется тензометрическим преобразователем 9, установленным в отверстии корпуса и опирающимся на крышку 10. На другом торце корпуса установлен стакан 1 1. В отверстии стакана с возможностью вращения на одном уровне с торцевой поверхностью шнека размещена гильза 12. С целью уменьшения потерь на тр ение гильза опирается на упорный подшипник 13. Внутри гильзы также с возможностью вращения установлена матрица 14. Момент сил трения порошка на торце шнека (Мт) измеряется тензометрическим преобразователем 15 прямоугольного сечения, соединенным с гильзой и зафиксированным в радиальном направлении в пазу упора 16. Усилие прессования (Р п ) , развиваемое шнеком, измеряется кольцевым тензометрическим преобразователем 17. Тензорезисторы тензометрического преобразователя 17 соединены через усилитель с электромагнитным реле (не показано), размыкающим электрическую цепь двигателя устройства при достижении шнеком предельного для формуемого материала усилия прессования. На шлицевом участке матрицы 14 установлен тензо147

С целью уменьшения погрешности при измерении усилия прессования (Р„. ) развиваемого шнеком, в отв

метрический преобразователь 18, удер- стии стакана заподлицо с торцевой

жнвающий от радиального перемещения и за счет этого измеряющий момент сил трения порошка по поверхности матрицы (Мм) Консольный конец преповерхностью шнека установлена гил за , передающая усилие прессования

через стакан на преобразователь

тензометрический 17.

25

jQ15

2045/) 75212

образователя 18, имеющий прямоугольное сечение, зафиксирован в пазу упора 16. Усилие, действующее на матрицу (Рм), передается на тензо- метрический преобразователь 19, размещенный в отверстии гильзы. На корпусе установлен загрузочный бункер 20.

Устройство работает следующим образом.

От привода через зубчатые колеса 6 и 5 вращательное движение сообщается шнеку 3. Из загрузочного бункера 20 на витки шнека поступает порошок. Одновременно с заполнением межвиткового пространства шнека порошком нарезкой осуществляется его перемещение в осевом направлении. Продвигаясь по нарезке шнека, порошок получает предварительное уплотнение и поступает в зону прессования, ограниченную поверхностями шнека 3, гильзы 12 и матрицы 14. Прота- рированные тензометрические преобразователи 9, 15, 17, 18 и 19 и тензодатчики 8 фиксируют появление и рост соответствующих силовых параметров, характерных для начальной стадии экструзии - предварительного уплотнения. При, этом величина параметров регистрируется самописцами записывающего прибора на бумажной ленте. С достижением силовыми параметрами некоторой определенной величины начинается выдавливание порошка в отверстие матрицы. Спустя некоторое время процесс экструзии стабилизируется и самописцы регистрируют примерно постоянную величину силовых параметров.

В конструкции устройства предусмотрено пять тензометрических преобразователей, измеряющих непосредственно в процессе экструзии следующие силовые параметры усилие, действующее на шнек (Рш), усилие прессования (Рп) , усилие,, действующее на матрицу (Рм) момент сил трения порошка на торце шнека (М т) , момент сил трения порошка по поверхности матрицы (Мм) и крутящий момент (Mk3 на валу привода шнека.

С целью уменьшения погрешности при измерении усилия прессования (Р„. ) развиваемого шнеком, в отвер30

35

40

стии стакана заподлицо с торцевой

поверхностью шнека установлена гильза , передающая усилие прессования

через стакан на преобразователь

тензометрический 17.

314

Для обеспечения возможности измерения момента сил трения порошка на торце шнека (М т) гильза, с которой связан тензометрический пре- образователь 15, предназначенный для измерения этого параметра, установлена в отверстии стакана с возможностью осевого вращения.

Устройство позволяет провести

силовой анализ процесса экструзии порошков вращающимся шнеком. Целью силового анализа является оптимизация силовых параметров процесса в зависимости от различных перемен- ных факторов процесса, таких как химический, гранулометрический состав и форма частиц исходной порошковой шихты, геометрические параметры шнека и матрицы и типоразмер изделия.

Оптимизация силовых параметров экструзии производится в направлении снижения энергоемкости процесса путем совершенствования конструкции рабочих органов устройства. Расширение технологических возможностей устройства достигается за счет расширения диапазона измеряемых параметров процесса экструзии и за счет расширения номенклатуры порошков, например формования порошков пирофорных материалов. Для этого, с целью повышения безопасности, достигают шнеком определенного значения усилия прессования, после которого дальнейший его рост для данного ма

-

5 0

5

5

0

1

териала нежелателен. Исполнительным механизмом размыкания цепи служит электромагнитное реле, командный сигнал на которое поступает от транзисторов тензометрического преобразователя 1 7.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного формования порошков, содержащее корпус,, шнек с приводом, стакан, матрицу, тензометрические преобразователи, измеряющие усилия на шнек и матрицу, и тензометрические датчики, закрепленные на валу привода, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат путем оптимизации силовых параметров процесса и расширения технологических возможностей за счет увеличения диапазона измеряемых параметров и номенклатуры порошков, оно снабжено гильзой, электромагнитным реле, соединенным с приводом, дополнительными, закрепленными на гильзе тензометрическими преобразователями, измеряющими момент сил трений на торце шнека и поверхности матрицы, и дополнительными, закрепленными на стакане преобразователями с тензорезисторами, измеряющими усилие прессования, причем гильза установлена в стакане на уровне торцовой поверхности шнека с возможностью вращения, а тензорезис- торы соединены с электромагнитным реле.

Изобретение относится к устройствам для непрерывного формования порошков. Целью изобретения является снижение энергозатрат путем оптимизации силовых параметров процесса и расширение технологических возможностей за счет увеличения диапазона измеряемых параметров и номенклатуры порошков. Устройство состоит из основания 1, корпуса 2, шнека 3, подшипников 4, зубчатых колес 5 и 6. Устройство снабжено тензометрическими преобразователями, измеряющими усилие прессования и крутящий момент шнека, управляющим реле. За счет возможности измерения усилия прессования и крутящих моментов на шнеке устройство позволяет оптимизировать силовые параметры процесса прессования и отключать двигатель при перегрузках. Благодаря этому расширена номенклатура порошков за счет создания возможности прессования, например, пирофорных порошковых материалов. 2 ил.

Вид /1