Установка для динамического прессования порошка

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 11.02,81 (21) 3245266/22-02с присоединением заявки Мо -(23) ПриоритетОпубликовано 2309.82. Ьюллетень Мо 35Дата опубликования описания 2309.82 Р 1 М К з В 22 Р 3/02 В 30 В 12/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявите порожский машиностроительный инстит им. В.Я,ЧубаряАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКА 4 овыше и, ее рат бла 20 ию по момудля ди ки Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для динамическОго прессования порошка.Известна установка для динамического прессования порошка, включающая станину, к стойкам которой крепятся направляющие планки, между которыми движется ползун с установленной. неподвижно в нем гайкой. Накопителем энергии является маховик, неподвижно насаженный на шпиндель, кинематически связанный с гайкой ползуна. Над накопителемэнергии установ лен ведущий маховик, получающий вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Скорость бочего органа может изменяться о 0,6 до 2-3 мс-" 1.Однако указанная установка о дает невысокой производительностью. Повышение производительности требует увеличения ее быстроходности, в частности увеличения скорости ползуна, в том числе и при рабочем ходе, что приводит к быстрой усталостной поломке штока.Наиболее близкой изобретен технической сущности достигае Результату является установка намическогопрессования порошка, содержащая станину, рабочий цилиндр,ползун, поршень и шток 2),Однако шток является наиболее слабым звеном, наиболее чувствительнымк эксцентриситету прилагаемой нагрузки, поскольку здесь не устранено наличие знакопеременных напряжений, возникающих в штоке. Колебания напряжений гасятся не полностью, в том числеи продольные, так как отсутствуетконструкционное демпфирование. Наличие металлургических дефектов такжене устранено.Целью изобретения является пние производительности установкнадежности и долговечности.укаэанная цель достигается тем,что установка для динамического прессования порошка, содержащая станину,рабочий цилиндр, ползун, поршень ищток, снабжена верхней и нижней втулками и верхним и нижним распорнымиконическими стержнями, причем верхний стержень смонтирован на штоке,нижний установлен в полэуне, штоквыполнен в виде набора стальных нитей, а втулки установлены с воэможностью охвата нитей, при этом нитиштока свиты в пряди, расположенныегде А - стрела прогиба максимальная наружного волокна штока, мм;1 - длина участка штока междуточками заделки его нитей 15во втулках, мм;г. - текущая длина участка штока, отсчитываемая от места заделки нитей во втулке. 20Применение штока, состоящего иэнабора упругих нитей, позволяет(практически) полностью устранить волволновые явления, возникающие в одно- или многостержневом штоке за 25счет повышения эффекта конструкционного демпфирования Поверхностьконтакта упругих нитей во много разбольше поверхности контакта стержней,поэтому и возникающие касательные ЗОусилия в нитях при колебаниях штокапрактически полностью гасятся силамитрения.Повьыения эффекта конструкционного демпфирования можно добиться засчет увеличения поверхности контактаупругих нитей друг с другом, за счетувеличения их длины, не увеличиваяпри этом общей длины штока в целом.Для этого упругие нити могут бытьрасположены по винтовой линии. Приударе в этом случае поршень будетзакручиваться на определенный угол,за счет чего будет увеличиватьсядлительность нагрузочной фазы и всвою очередь КПД удара,Под действием продольных усилий,возникающих в штоке в момент удара,в упругих нитях появляется продольный изгиб, так как они теряют продольную устойчивость, при этом упругие нити будут занимать положение,описываемое уравнениемп, хы(г) А з 1 п -1 в55где м - текущая величина стрелкипрогиба;А -м -величина максимального-махпрогиба;1 - длина стрелки между заделанными концами;и - число полуволн синусоиды,умещающихся на длине изогнутого стержня;г - текущее значение длиныстержня. 65 45 по винтовой линии, длина участка штока между точками заделки в верх-: ней и нижней втулках составляет 0,2- 0,3 общей длины штока, а образующие внутренних поверхностей нижнего торца верхней втулки и верхнего тор .ца нижней втулки, охватывающих нити штока, описываются уравнением видау=Аз пй Г,Величины п и г определяются конструктивными параметрами штока, и очевидно, последние можно подобрать так, что число полуволн синусоиды всегда будет равно 1 (этот случай имеет место в данном техническом решении). Для устранения конструкции напряжений в упругих нитях в месте заделки, тонкостенные втулки, монтируемые в ползуне и порошке, имеют на свободных концах внутренние поверхностии,Величина А, равная максимальному прогибу, может быть определена с достаточной точностью по формуле А:Е:е С 05 басф л Ркр где г - расстояние от оси штока доцентра упругой нити; Р - максимальное усилие, задаваемое при расчете конструкции молота, зависит от веса поршня и его ускорения в момент удара; Рк - критическая сила, после превышения которой упругие нити теряют устойчивость, определяется по Формуле ЭйлераУ ЕЮРкр % 1 где Е - модуль продольной упругости материала волхна. Для стали210 кг/см д - момент инерции сечения нити, зависящий от диаметра нити, определяется по формуле0 1 йн 2 - приведенйая длина упругихнитей,Длина участка штока между точками заделки в верхней и нижней втулках составляет 0,2-0,3 общей длины штока. Такая величина участка выбирается, исходя из значений максимального прогиба, величины хода рабочего органа и длины изгибающей части штока.На фиг.1 представлена установка,общий вид; на фиг.2 - место посадки поршня на шток.Установка включает станину 1, между стоек которой перемещается ползун 2, рабочий цилиндр 3, внутри которого перемещается поршень 4. Уплотнение поршня осуществляется кольцами 5,. Поршень 4 насажен на шток 6 и закрепляется на нем с помощью верхнего распорного конического стержня 7 и болтов 8, которыми и создается необходимая посадка поршня 4 на шток б, Уплотнение штока в цилиндре осуществляется набивкой 9, вкладываемой в корпус 10 и поджимаемЬй шайбой 11. Посадка штока б в ползун 2 осуществляется с помощью нижнего распорного конического стержня 12 и нижней втулФ959920 может быть значительно увеличена без увеличения напряжений, возникающих в штоке (в 1,5-3 раза), что позволит повысить производительность на 30- 60 в зависимости от сложности форьы 5 изделия.Зкономический эффект от применения предлагаемой установки определяется экономией дорогостоящих сталей, идущих на изготовление штоков со кращением количества ремонтов и ихстоимости, а также увеличением фактического ресурса времени работы установки и снижением трудоемкости изготовления штоков.15 формула изобретения 1. Установка для динамическогопрессования порошка, содержащая станину, рабочий цилиндр, ползун и шток,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, надежности и долговечности установки, она снабжена верхней и нижней втулками и верхним и нижним распорными коническими стержнями, причем верхний стержень смонтирован на штоке, нижний установлен в ползуне шток выполнен в виде набора стальных З 0 нитей, а втулки установлены с возможностью охвата нитей. 2. Установка по п.1, о т л ифч а ю щ а я с я тем, что нити штока 35 свиты в пряди, расположенные по винтовой линии.3. Установка по пп.1 и 2, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что длина участка штока между точками заделки 4 в верхней и нижней втулках составляет 0,2-0,3 общей длины штока.4. Установка по пп.1-3, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что образующие внутренних поверхностей нижнего тор ца верхней втулки и верхнего торцанижней втулки, охватывающих нити штока, описываются уравнением видаЗгА зж -У50где,А 60 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 442893, кл. В 22 Р 3/02, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР И Р 447223, кл, В 22 Р Э/02, 1973.ки 13. На верхнюю часть штока б на-.4сажена втулка 14, с которой в процессе работы установки контактирует набивка 9, предотвращая тем самым утечки энергоносителя из цилиндра 3.Посадочные отверстия в поршне и ползуне выполнены в виде двух усеченных конусов с общей поверхностью.Установка работает следующим образом.При подаче команды на совершение рабочего хода энергоноситель поступает в рабочий цилиндр Э в его поршневую полость) и, воздействуя на поршень 4, заставляет его с ускорением двигаться внизВместе с поршнем 4 начинает двигаться также шток 6, ползун 2 и верхняя часть инструмента (не обозначен). За время разгона поршня 4, штока б, ползуна 2 с инструментом в них накапливается кинети-ческая энергия, которая в процессе смыкания прессформ расходуется на формование изделий из порошков динамическое горячее и холодное прессования). При этом в процессе нагружения упругие нити в связи с .потерей продольной устойчивости будут выгибаться наружу, а линия прогиба будет представлять собой синусоиду. Такое выполнение штока способствует также увеличению длительности нагрузочной фазы и КПД за счет существенного снижения энергии отражения.Выполнение штока нитевидным гриводит к практически полному устранению упругих колебаний в штоке, а напряжения, возникающие в нем, не зависят от скорости ползуна в момент соприкосновения верхней части инструмента с порошком. Появляется возможность беспрепятственного повышения быстроходности установки и производительности ее).При многоместной формовке эксцентриситет нагрузки уже практически не влияет на надежность штока. Если при отсутствии эксцентриситета нагрузки нити будут выгибаться симметрично, т.е, стрелка прогиба их будет одинаковой, то при эхсцентриситете нагрузки стрелка прогиба нитей будет различной: со стороны эксцентриситета нагрузки - большей, в диаметрально расположенной точке- меньшей. В процессе удара упругие нити теряют устойчивость, т.е. имеет место случай продольного изгиба. При этом потеря устойчивости нитями происходит по достижении в последних определенной величины напряжений,после чего напряжения больше не растут. После окончания удара волокна распрямляются, и при подаче воздуха в штоковую полость поршень, шток и рабочий орган возвращаются в крайнее верхнее положение. В предлагаемой кон Конструкции скорость рабочего органа стрела прогиба (максимальная) наружного волокна штока, мм;- дпина участка штока междуточками заделки его нитейво втулках,мм;текущая длина участка штокаотсчитываемая от места заделки нитей во втулке,959920 Составитель Г.ЗагорскаяРедактор Л.Гратилло Техред М.Коштура Корректор В дписнСР ак л.Проектн 99/14 . Тираж 852ВНИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и откры 3035, Москва, Ж, Раушская Филиал ППП пПатент", г,ужго татийаб.