Каток смесителя формовочных материалов

 

K ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4932450/02 (22) 29.04.91 (46) 15.1 1.93 Бюл. Na 41 — 42 (71) Московский автомеханический институт (72) Ершов M.O.; Королев В.В.; Зоз ВЛ. (73) Московская государственная академия автомобильного и тракторного машиностроения (54) КАТОК СМЕСИТЕЛЯ ФОРМОВОЧНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: в смесителях формовочных материалов, s особенности при приготовлении смесей на основе жидкого стекла и синтетических смол для лучшего самоочищения торцовых поверхностей от налипающей смеси. Сущность изобретения: торцовые диски катка выполнены из эластичного материала с переменной толщиной сте ll(M, с уменьшением ее от ступицы < рабочему цилиндру, сред— няя часть рабочего цилиндра выполнена с цент— ральным диском, имеющим осевое отверстие, в ступице выполнен паз под осевую часть центрального диска. Толщина каждого торцового диска со стороны ступицы и со стороны рабочего цилиндра составляет соответственно 0017 0043 и 0,011 .

0,014 величины наружного диаметра рабочего цилиндра. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

2002546 смеси на растрескивание и отслоение; на фиг,3 — результаты опытов по отслоению 45 смеси при отнулевом растяжении с различной относительной деформацией; на фиг.4— номограмма для определения относительной деформации растяжения эластичного диска при заданном числе оборотов катка: 50

HB фиг,5 профили эластичных Дисков, Каток (см. фиг.1) состоит иэ рабочего цилиндра 1, выполненного из чугуна или стали. Средняя часть рабочего цилиндра изнутри выполнена с центральным диском 2, 55 имеющим осевое отверстие, Ступица 3 катка имеет паз, образованный выступом с1упицы и втулкой 4. Боковая поверхность внутренней части центрального диска сопряжена с пазом по скользящей посадке, а

:1л,.бретение относится к литейному ,;р ;извод,:;:- ву и может быть использовано в

«л сит лях формовочных материалов, в

Особенности Для приготовления смесей на основе жидкого стекла и синтетических

<м1л, Извес!.GII Y.атак смесителя формовоч ых ;à;l;I «àëîl3, включа ощий расположенные соосно ведущую ось, подшипники ка ения, ступицу, полый рабочий цилиндр, торцовые диски, соединяющиеторцы ступицы и рабочего цилиндра, Каток крепится к

i ()ëà!?Îñ - смесителя I помощью водила, со

:;ди. ..«;О .,его Ось катка и траверсу, и являетглавным рабочим органом, : ..д,;"й.,--..-.с. вещим на смесь в процессе ее

1-Р .!I О ОЯЛ< НИЯ.

Г,гбо-:,.й цилиндр такого катка не де, < л:.,1.уется, как зто имеет место у шин, °;:роизводит большее уплотняющее

;"н-,;.;ил на смесь. Однако применение

:;;:,.:.::;".дается одним существен:,, : л.,;: ."га1 ком, проявляющимся в обран::;;Ос оь формовочной смеси на ,;Оцо-».л.; поверхностях (дисках), Наросты : . ыяают увеличение сопротивления про,..л; ь I а -л .О станка, в результате чего возрас -:,.Iå T и Отребл я ем а я на приводе смесителя лощнос ь. Образование наростов наблюда:-.Iñÿ Для всех типов смесей, особенно жидкоот = I;0ЛЬНЫX И ПЕСЧаНО-СМОЛЯНЫХ, удаление наростов производят путем их откал ы в ан ия и невмоударн ыми инструментами или при помощи зубила и кувалды.

Трудозатраты на очистку катков смесителя модели 1А-12, работающего на жидкостекольной смеси, составляют от 400 до 500 человекочасов в год, Целью изобретения является лучшее самоо ищение торцовых поверхностей катка от налипающей смеси, На фиг,1 показан продольный разрез катка;.на фиг.2 — схема опыта по испытанию

40 между осевым отверстием и ступицей о6разован зазор Н, Торцы рабочего цилиндра и ступицы соединены торцовыми дисками 5 из эластичного материала, имеющими различную толщину hl и hg, причем hl меньше

hz, В ступице размещены подшипники 6, установленные IIB оси 7 и закрытые крышками 8 и 9, в последней установлена манжета

10. По внутренним кольцам подшипники стянуты винтом 11 через втулку 12.

Каток работает следующим образом.

При помощи оси и водила каток крепится к траверсе смесителя, вращаемой вокруг вертикального вала. Во время работы сме- сителя каток осуществляет сложное движение: обкатывается вокруг приводного вала и вращается вокруг оси, расположенной горизонтально. В процессе смесепригп говлекия осуществляется поочередное сминание смеси катками и рыхление плужками. Сначала осуществляю перемешивание компонентов смеси в сухом состоянии, затем добавляют жидкие. В момент введения жидких добавок в смеси существуют конгломераты с повышенным содержанием жидкой композиции, обладающие хорошей прилипаемостью. При соприкосновении с катком конгломерат или его часть прилипает к боковой поверхности катка и с течением времени отверждается, переходит из вязкого в хрупкое состояние, Эластичная боковая поверхность катка при качении постоянно деформируется — верхняя часть растягивается, нижняя сжимается или из ибается (гофрируется). В результате этой деформации прилипшая смесь растрескивается и отслаивается от боковой поверхности. Таким образом при качении происходит самоочистка боковых поверхностей катка.

Явление самоочистки подтверждено экспериментально. Для этого на эластичную ленту 13 (см, фиг,2) наносили слой 14 формовочной смеси с повышенным содержанием связующего. Смесь Отверждали на воздухе или в присутствии отвердителя, после чего эластичной ленте задавали деформацию растяжения или сжатия (для предварительно растянутой ленты), В результате деформирования наклеенного налентуслоя смеси на нем сначала появлялись трещины, а затем происходило отслоение растрескавшихся кусочков, Фиксировали значения

Относительной деформации растрескивания и отслоения. Для смеси с содержанием жидкого стекла 10...12% при растяжении относительная деформация начала растрескивания составляет 6,6%, а начала отслоения — 26,5%, при сжатии 6,5% и 34,5% соответственно.

2002546

Однако при однократном деформировании отслоение всей прилипшей к ленте смеси достигается при относительной деформации 50...80%. Получение таких деформаций в самоочищающемся катке затруднительно, а главное приводит к ускорению износа торцовых дисков, Вместе с тем е катке реализуется циклическая деформация. В связи с этим определили процент отслоившейся смеси 0 в зависимости от числа циклов нагружения N. Результаты экспериментов для различных значений относительной деформации растяжения {15,5% 2 — 13,2%, 3 — 19,9 % 4-25,6 ) приведены на фиг.3. Предельные значения деформаций соответствуют началу образования трещин ст и отслоения смеси r.„. Видно, что с увеличением деформации возрастает интенсивность отслоения смеси. Для наибольшей (в опытах) деформации отслоение всей смеси происходит за 15 циклов для наименьшей за 100...120 циклов.

Величина N имеет принципиальное значение для оценки самоочистки катка за один цикл смесеприготовления при заданной относительной деформации эластичного диска, Если число оборотов катка за этот период будет меньше числа циклов, при котором происходит отслоение всей смеси, то на эластичных дисках останется налипшая смесь. Расчеты показывают, что на реальных смесителях за цикл каток осуществляет до 400 оборотов, что превышает значение числа циклов полного отслоения смеси в 4 раза. Однако могут иметь место короткие циклы смесеприготовления и большие размеры катка, приводящие к малому числу оборотов катка за цикл смесеприготовления.

В заявленной конструкции самоочищение катка эа цикл смесеприготовления достигается подбором величины зазора Н, которая рассчитывается из соотношения

Н = eN(D — 0)/200, где D — наружный диаметр катка;

d — диаметр ступицы в месте соединения с эластичным диском;

EN — относительная деформация эластичного диска, соответствующая половине числа оборотов катка Ик за цикл смесеприготовления, На фиг.4 приведена зависимость eN для жидкостекольной смеси, для других смесей зависимость может быть получена экспериментально по описанной выше методике, При М1в более 50 FN принимается равным относительной деформации образования трещин ет, с другой стороны г1ч не превышает значения относительной деформации от5

55 слоения смеси е>. В реальных катках d =

0,20 либо 0,7Г? (см.фиг,1). Подставляя заданные пределы в приведенное выше выражение, получаем Н =- (0,0015 км...0,004 ем)Э, Деформация эластичных дисков была бы неравномерной и нестабильной в отсутствии диска 2 (фиг,1), качение катка оопровождалось бы влиянием рабочего цилиндра, что снизило эффе стивность смесеприготовления, Диск позволяет сохранить параллельность образующих рабочего цилиндра к оси катка. Накатываясь на смесь, каток деформирует (сминает) ее, при этом со стороны смеси на каток действуют силы реакции, равнодействующая которых проходит через середину рабочего цилиндра. При этом на диск действует только радиальная сила, проходящая через его середину, реакции со стороны ступицы нет. Вместе с тем возникают ситуации, когда равнодействующая смещается от середины, например, при наматывании на твердьчй ком смеси, расположенной не по центру катка, или при lie равномерной укладке смеси под катком. В этих условиях равнодействующая стремится отклонить рабочий цилиндр or его реальной оси.

Однако установка боковых поверхностей диска по скользящей посадке в ступице вызывает появление реакции со стороны ступицы и втулки, что сохраняет исходную ориентацию раоочего цилиндра. Таким об" разом наличие диска с осевым отверстием, жестко связанного с серединой рабочего цилиндра и устаноьленного по скользящей посадке в ступице, обеспечивает параллельность рабочего цилиндра к оси катка, сохраняя выполнение тем самым рабочей функции катка в процесса смесеприготовления, каток может размалывать комья смеси, производить ее сминание и перетира»ие.

Явление равномерной самоочистки боковой поверхности катка достигается за счет применения торцовых дисков из эластичного материала различной толщины, уменьшающейся от ступицы к рабочему цилиндру. Такое конструктивное решение обеспечивает равномерную на всей длине деформаци;о диска, либо преимущественную в месте налипания смеси. Задача о распределении относительной деформации диска в радиальном направлении от радиальной нагоузки расчетными методами не решается. Поэтому экспериментально подбиралось изменение профиля эластичных дисков, дающее равномерное распределение деформации,,ля этого на модели эластичного диска с нанесенными на нее рисками производили измерение деформа2002546 ции при заданной нагрузке. Подбором профиля сечения диска добивались равномерной ега деформации в радиальном направлении, На фиг.5 приведены профили дисков, обеспечивающих названное условие, где а.б — ступенчатое изменение толщины дисков, в — равномерное, r — па кривой второго порядка, Коэффициент неравномерности деформации, определяемый как отношение наименьшей и наибольшей деформаций, на участках для дисков а и б лежит в пределах о1 1 до 0,85, для дисков в и r не определялся.

V .з опыта работы установлено, что смесь

:.. л1 г;аег на каток по кольцевой поверхно, ти д; ока с наружным диаметром 0 и внут1м,1„6.„0,70. Именна в этой зоне :: ;t« адик!а в основном очищать каток. Па;.. .:, «озь:ажно выполнение профиля зла......«..«l> дисков с изменением их толщины

«s диаметра 0,6...0.7D (фиг,1).

Используемые в экспериментах диски имели соотношения талщин са стороны стуФормула изобретения

КАТОК СМЕСИТЕЛЯ ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий расположенные соосна ведущую ось, подшипники качения, ступицу, полый рабочий цилиндр, торцеьые диски, соединяющие торцы ступицы и рабочега цилиндра, отличающийся тем, что, с целью лучшего самоочищения торцевых поверхностей от налипающей смеси, торцевые диски выполнены из эластичного материала с переменной толщиной стенки, с уменьшением ее ат ступицы к рабочему цилиндру, средняя часть рабочего цилиндра изнутри вьгполнена с центральным диском, имеющим осевое отверстие, при этом в ступице выпицы и рабочего цилиндра соответственно

hz = 1.5...3,0h>, наружный диаметр диска, равный диаметру рабочего цилиндра, составлял 70...90М. Диски с таким соотноше5 нием размеров обладают оптимальной для работы катка жесткостью. Из конструкторских соображений размеры дисков удобно соотносить с основным параметром катка, его наружным диаметром, поэтому h> =

10 0,011...0.014D, hz = 0,017...0,043D.

Увеличение названных параметров приводит к повышению радиальной жесткости катка и ухудшению эффекта самоочистки, уменьшение — к снижению прочности эла15 стичного диска, Использование предлагаемого катка в смесителях позволит полностью устранить операцию очистки боковых поверхностей катка и высвободить на обслуживание одно20 ro смесителя 400...500 человекочасов в год. (56) Аксенов П.Н„Орлов Г.М., Благонравов

Б,П. Литейные машины, Атлас конструкций, М.: Машиностроение, 1972, с.14, полнен паз, в котором размещена внутренняя часть центрального диска, примыкающая к его осевому отверстию, с образованием зазора между осевым отверстием и цилиндрической поверхностью паза ступицы и с сопряжением боковых поверхностей внутренней части центрального диска с боковыми поверхностями па35 за ступицы по скользящей посадке.

2. Каток по п,1, отличающийся тем, что толщина каждого торцевого диска со стороны ступицы и со стороны рабочего цилиндра составляет соответственно 0,01740 0,043 и 0.011 - 0,014 величины наружнога диаметра рабочего цилиндра.

2002546

2002546

2002546

Составитель Н.Зенитов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М.Петрова

Редактор А,Зробок

Заказ 3203

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101