Форма для центробежного формования изделий из термопластичных полимерных материалов

Форма для центробежного формования изделий из термопластичных полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, расплавляемых непосредственно в форме, содержащая цилиндрический корпус и торцовые крышки, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения формования изделий типа дисков за один цикл и повышения качества изделий, торц9вые крьшки установлены в корпусе подвижно , а на корпусе жестко закреплены шпильки, на обоих концах которых .установлены пружины для поджатия торцовых крышек. (Л

.ДОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК аа сш

g g В29С504

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3598188/23,05 (22) 25.05.83 (46) 15. 10.84. Бюл. В 38,(72) Ю.К.Яшков, И.Г.Гогель, Г.Л.Постовалов, В.Г.Андреев и А.Ф.Журавлев (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Соколовско-Сарбайский горно-обогатительный комбинат (53) 678 .057(088.8) (56) 1. Белый В.Б. и др. Зубчатые передачи из пластмасс. Минск, "Наука и .техника", 1965, с. 54-55, рис. 24g.

2. Белый В.Б. и др. Зубчатые передачи из пластмасс. Минск, "Наука и техника", 1965 с. 54-55, рис. 24о (прототип). (54) (57) ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО

ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, расплавляемых непосредственно в форме, содержащая цилиндрический корпус и торцовые крышки, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения формования изделий типа дисков за один цикл и повышения качества изделий, торцовые крышки установлены в корпусе подвижно, а на корпусе жестко закреплены шпильки, на обоих концах которых установлены пружины для поджатия торцовых крышек.

1118530

Изобретение относится к устройствам для центробежного формавания изделий типа дисков из термопластичных полимерных материалов и может быть использовано в отраслях машино- 5 строения, где применяются такие детали большой массы (более 5 кг), выполняемые иэ сплавов цветных металлов.

Центробежное литье изделий с расплавлением сырья термопласта непосредственно в форме и последующим .центробежным формованием отливок является одним из прогрессивных способов получения из современных ком- 15 позиционных полимерных материалов крупных деталей машин, работоспособных при тяжелых условиях нагружения.

Этот способ литья не требует сложного уникального технологического обору- 20 дования, легко поддается переналадке .на различные типо-размеры изделий, масса отливаемых изделий может быть в практических пределах неограниченной. 25

Известны формы для центробежного, литья из термопластичных полимерных материалов цилиндрических изделий, содержащие цилиндрический корпус и торцовые крышки. Для получения иэде- З0 лий типа дисков в такой форме необходимо многократное повторение циклов: наполнение формы гранулированным сырьем термопластичного полимерного материала Расллавление сырья в фор 35 ме и центробежное формование изделия, При втором и последующем циклах в форму закладывают дополнительное количество сырья, в результате чего получают изделие типа диска, т.е. 40 с относительно малым диаметром внутреннего отверстия. Плотность термопласта в насыпном виде составляет, 50-60Х от плотности в монолитном виде (1) .

Недостатками такой формы и соответствующего ей способа многократного заполнения формы сырьем, расплавления его и формования иэделия являются низкие физико-механические свойства термопластичного полимерного материала получаемых иэделий из-за повышенной термической деструкции его, а также низкая производительность литья из-за -большой продолжитель- 55 ности всего процесса .

Наиболее близкой к изобретению является форма центробежного формования изделий иэ термопластичных полимерных материалов, содержащая цилиндрический корпус и торцовые крышки.

В данной форме при изготовлении из.делий, имеющих большой вес, объем внутренней полости может быть недостаточным для загрузки в нее материала в количестве, необходимом для получения изделия заданного размера.

Для этого в форме предусмотрен, достаточный объем для загрузки материала, который сообщается отверстиями с внутренней полостью: расплавленный материал в процессе формования под действием центробежных сил вытесняется в полость формы, в результате чего обеспечивается получение сплошной отливки P2) ..

Однако в этой форме нельзя получить изделия высокого качества типа дисков и относительно малым диаметром внутреннего отверстия, так как при этом дополнительный объем-карман, образованный у торцовой крышки, имеет малый диаметр и соответственно объем. Это вызывает необходимость многократного повторения циклов заполнения формы сырьем термопласта, расплавления сырья и формования изделия, что приводит к снижению качества отливаемых изделий и к снижению производительности литья. Поэтому такие формы не находят применения для отливки дисков.

Цель изобретения — обеспечение формования изделий типа дисков за один цикл и повышение качества изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в форме, содержащей цилиндрический корпус и торцовые крышки, торцовые крышки установлены в корпусе подвижно, а на корпусе жестко закреплены шпильки, на обоих концах которых установлены пружины для поджатия торцовых крышек.

Такое выполнение формы позволяет обеспечить изготовление изделий типа дисков за один цикл. При этом уменьшается и продолжительность термического воздействия на сырье термопла-. ста, тем самым создаются условия для снижения термической деструкции полимерного материала, для повьппения его физико-механических характеристик.

В процессе расплавления термопласта и сближения торцовых крышек из рабочего пространства формы вытесняется со8530 4 ческого корпуса 1 ° Иэ рабочего пространства 5 формы через соединение по посадочной поверхности 4 вытесняется содержащийся в форме воздух. Затем форму с расплавленным термопластом внутри закрепляют с помощью выступа 8 в патроне центробежного вращателя (или токарного станка), где ей сообЩают необходимую скорость вращения в течение времени до требуемого охлаждения отливки. После этого форму открывают и извлекают отлитое изделие.

П .р и м е р. Используется форма для отливки из полиамида диска упорного подшипника конусной дробилки

KM -2200, предназначенной для дробления руды.

Отливаемый диск имеет следующие размеры: наружный диаметр 0,=600 мм, диаметр внутреннего отверстия D> =

= 50 мм, толщина В = 26 мм, масса диска 10,2 кг.

В качестве материала диска используется стеклонаполненный полиамид

ПА6-210 ДС по ОТС6-11-498-79 с добав. лением 5Х графита С-1.

Параметры литьевой формы:

Диаметр цилиндрического корпуса, мм 600

Ширина рабочего пространства формы при сборке, мм

Ширина рабочего пространства после расплавления термопласта, мм 26

Количество нажимных пружин, шт 6

Усилие нажатия одной пружины, Н 2500

В форму закладывают при сборке

10,2 кг гранулированного сырья поли:пмида с графитом и закрывают. Пружины

Ьажииают на расчетное усилие 2500 Н. Ьлавление проводят в нагревательной печи при 265 С 4,5 ч. Затем форму вращают со скоростью 550 об/мин в течение 40 мин. Отлитую заготовку подвергают термической обработке и отправляют на механическую обработку.

3 111 держащийся между гранулами сырья воздух, что способствует повьппению плот- ности отливаемых дисков и уменьшению химической деструкции расплава полимера от окисления кислородом воздуха.

На чертеже показана форма, частичный продольный разрез.

Форма содержит цилиндрический корпус 1, в котором установлены тор- 10 цовые крышки 2 и 3 с. возможностью перемещения по посадочной поверхкости 4. Корпус 1 и крышки 2 и 3 образуют рабочее пространство 5 формы, заполняемое сырьем термопласта. На 15 корпусе 1 жестко закреплены шпильки (стержни с резьбой) 6 с нажимными пружинами 7, взаимодействующими .с торцовьпи крышками 2 и 3. Крьппка 2 имеет выступ 8 для крепления в уст- 20 ройстве для вращения формы.

Процесс отливки изделий в форме ведется в следующей последовательности, В рабочее пространство 5 формы 25 закладывается навеска сырья термопласта в гранулированном виде. При этом торцовые крьппки 2 и 3 располо.жены одна от другой на расстоянии В1, от торцев цилиндрического корпуса 1 З0 на расстоянии Ъ; объем Ч рабочего пространства 5 формы равей:

v7 = v

Ьас 3мон

35 где Чп1 — объем отливаемого изделия; „, с- плотность сырья термопласта в насыпном виде; .- плотность термопласта в ямон монолитном виде.

Закрытую форму с зажатыми посред ством гаек на шпильках 6 до расчетного усилия пружинами 7 помещают в нагревательную камеру, где выдерживают до расплавления термопласта. В 45 процессе расплавления термопласта торцовые крышки 2 и 3 под действием предварительно сжатых пружин 7 перемещаются по посадочной поверхности 4 в цилиндрическом корпусе 1 до поло- 50 жения границ 9, сближаясь до расстояния Вп, равного ширине (толщине) отливаемого диска и равного разности

В = 31-2Ъ, где Ъ вЂ” расстояние от.фланца крьппки ss др торцовой поверхности корпуса.

При этом торцовые крышки 2 и 3 подходят вплотную к торцам цилиндриОтлитые диски не имеют литьевых пороков: усадочных раковин, трещин, искривлений поверхности. Испытания образцов, вырезанных из отливок, покаэывайт, что физико-механические свойства материала отливок не отли1 чаются от показателей их, регламен.тированных ОСТом (60 = 190 МПа; а 40 Н.мм/ммф

\В

1118530

Диск

Показатели предлагаемый

I Ю серийный

Размеры заготовки

DxD кВ мм н. 6

600440х 26

610Х40Х 55

136,6

Масса заготовки, кг

Срок службы, мес,.

10-14

22-26

Стоимость ремонта узла (изготовления и монтажа), руб

263,1

146,4

Составитель И. Фролова

Редактор Е . Копча Техред А,Ач Корректор А. Тяско

Заказ 7342/12 Тираж 639

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент" r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Использование предлагаемой формы обеспечивает получение изделий типа дисков с высоким качеством термопластичного полимерного материала. Одновременно, благодаря исключению повторных Циклов расплавления и формований.с применением формы предлагаемой конструкции, повышается и производительность литья.

Форма дает возможность изготовлять из композиционных термопластичных полимерных материалов, имеющих .в своем составе различные наполнители (в примере — стекловолокно и графит), работоспособные тяжелонагруженийе ответственийе детали крупных машин, которые изготовляются только из дорогостоящих сплавов цветных металлов (бронз и латуней).

В таблице сравниваются расчетные данные (по Соколовско-Сарбайскому

ГОКу) по дискам упорных подшипников конусных дробилок KMgT-2200. В качестве базового объекта приняты серийные диски завода-изготовителя из бронзы МцС5-21. С ними сравниваются новые диски, изготовляемые в предложенной форме - из полиамида

ПА6-210 ДС с 52 графита.

Как видно из таблицы, предлагаемые диски из полиамида по сравнению с серийными из бронзы имеют значительно меньшие размеры и массу заготовок, в 1,57-2,6 раза больший срок службы, 1О в 1,81 раза меньшую стоимость ремонта. Срок службы дисков для серийной конструкции принят фактический по данным эксплуатации, для новых пластмассовых — на основе показателей работоспособности подшипниковых де талей из такого же полимерного материала при аналогичных условиях нагружения.

Изобретение целесообразно исполь-: зовать на предприятиях тяжелого ма» шиностроения и на предприятиях, где эксплуатируются и ремонтируются круп° ° ° ные машины, имеющие в своей конструкции упорные подшипники в виде дисков

2 дробилки, экскаваторы и т.п.).