Устройство для центробежного формования

 

Союз Советския

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нл763119 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено04.05.78 (21) 2б11592/23-05 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 150980.Бюллетень ¹ g4

Дата опубликования описания 180980 (51) M. Kn.З

В 29 С 5/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 678. 057..9(088.8) В.С.Кравчук, Ю.И.Перин, A.ß.Ìàëêèí, И.N.Íèêèôoðoâ и В.Н.Маклай (72) Авторы изобретения (71) Заявители

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров и Губахинский химический завод (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ФОРМОВАНИЯ

Изобретение относится к устройствам для изготовления втулок иэ пластмасс, металлов и иных литьевых материалов, которые отверждаются полимеризацией или кристаллизацией с выделением тепла и структурирование которых может сопровождаться (вследствие, например, особенностей фазовых переходов типа вода-лед) увеличением объема отливки.

Известно устройство для центробежного формования термопластов, содержащее нагреваемую цилиндрическую форму с приводом вращения, которая одним торцом укреплена иа станине, а с другой стороны закрывается установленной на откидном хоботе крышкой. В торце формы выполнено отверстие для ее заполнения (1 °

26

Залитый во вращающуюся форму полимер прижимается к ее стенке центробежными силами, приобретая заданный профиль форма, а затем отверждается.

Однако это устройство не обеспет4ивает изготовление отливок одинаковыми по толщине, поскольку иэделие; прилегая к стенкам форьтт, повторяет не только заданный профиль формы, но и все ее неровности.

Известно являющееся наиболее близким к изобретению устройство для центробежного формования, содержащее обогреваемую цилиндрическую форму, заполненную компенсирующей жидкостью, с торцовыми крышками, привод вращения формы и узел ее заполнения (2) .

B закрытую с торцов вращающуюся форму загружают инертное к полимеру вещество, коттрое в жидком состоянии имеет больший удельный вес, чем расплав полимера. Под действием центробежных сил жидкость прижимается к цилиндрической поверхности форвы, заполняет все ее неровности и неточности и образует слой с гладкой геометрически правильной внутренней поверхностью. Не прекращая вращения, на этот слой заливают материал формуемого изделия и отверждают его.

Готовое изделие получается с одинаковой толщиной стенки и ровной поверхностью.

Однако это устройство не обеспечивает изготовление изделия без остаточных напряжений в отливках, поскольку жидкий слой, как и жесткая форма, препятствует увеличению наружного диаметра отливки, возникающему при ее структурировании °

763119

Отверждение кристаллизующихся материалов обычно сопровождается двумя противоположными деформационными процессами: уменьшением объема вследствие упорядочения молекул и расширением отливки при выделении тепла кристаллизации.

В зависимости от величины экзотермического эффекта, теплопроводности материала, интенсивности теплоотвода и других конкретных условий некоторое время может преобладать вторая составляющая деформации и отливка будет стремиться увеличить свой объем, а поскольку жесткая форма препятствует реализации этого явления, наружные слои отливки оказываются сжатыми. Об этом свидетельствуют как непосредственно измерения остаточных напряжений, так и расширение отливки после термообработки, которое способствует перестрой-. ке молекул в первоначальное ненапряженное состояние.

На практике часто встречаются случаи, когда затвердевшую отливку без определенной выдержки не удается извлечь иэ формы даже значительным усилием, настолько плот но она к ней прижата.

Так, капролоновая втулка диаметром 300 мм и длиной 800 мм через

7-10 мин после заливки затвердевает с периферии полностью, т.е. обладает достаточной конструктивной жесткостью однако извлечь ее из формы в этот период не удается даже усилием в 5 т.

Из-за экэотермического характера происходящей в это время кристаллизации капролона температура внутри GTJIHBKH повышается на 30-50 С, вызывая ее термическое расширение, кроме того, часть материала вновь расплавляется, что также увеличивает объем отливки, прижимая ее к форме.

Часть возникших в отливке напряжений релаксирует при продолжении структурирования и последующем охлаждении, но многие молекулярные связи остаются напряженными, особенно сформировавшихся уже до этого наружных . слоев. Как известно, незначительным сжимающим напряжениям наружных слоев в равновесной отливке соответствуют превышающие их в несколько раз растягивающие напряжения в центре отливки, создающие опасность ее растрескивания. Поэтому даже небольшое уменьшение напряженности наружных слоев существенно повышает качество отливок.

Целью изобретения является снижение напряжений в изделиях за счет обеспечения свободного расширения иэделия с наружной поверхности в форме °

Достигается это тем, что в устройстве для центробежного формования содержащем обогреваемую цилиндрическую форму, заполненную компенсирующей жидкостью, с торцовыми крышками, привод вращения формы и узел ее заполнения, согласно изобретению по крайней мере в одной из торцовых крышек выполнен сквозной наклонный наружу канал, примыкающий одним концом к внутренней поверхности формы. Для обеспечения изготовления изделий различной толщины в одной форме в торцовой крышке по длине канала выполнен ряд соо6щающихся с ним выходящих наружу промежуточных отверстий с размещенными в них заглушками.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит укрепленные на раме 1 направляющие 2, на которых . установлена подвижная от гидроцилиндра 3 каретка 4 с установленной в подшипниках цилиндрической формой 5 с

20 торцовыми крышками 6, в которой вывыполнен сквозной наклонный наружу канал 7, одно отверстие которого расположено в полости формы у ее внутренней поверхности,а другое выходит наружу. Форма 5 через крышку 6 посредством гибкой передачи 8 соединена с электроприводом 9. Форма имеет заливочное устройство 10 для подачи инертной жидкости 11 с большей плотЗО ностью, чем формуемый на ней полимер.

Для извлечения отливок из формы имеется выталкиватель 12, установленный на штоке 13. форма закрыта теплоизолированным кожухом 14 с установлен35 ными на нем электронагревателями 15.

В крышке 6 по длине канала выполнен ряд сообщающихся с каналом 7 про» межуточных выходящих наружу отверс тий 16, в которых размещены заглушки 17.

40 Работает устройство следующим образом.

Включают нагрев установки и гидроцилиндром 3 форму 5 прижимают к крышке 6. Закрытую таким образом форму

4 приводят во вращение от привода 9.

Эатем через заливочное устройство 10 заливают инертную жидкость 11, которая имеет плотность большую, чем материал формуемого изделия.

Центробежными силами жидкость прижимается к внутренней поверхности формы, заполняя все ее неровности и неточности. На образовавшийся гладкий и геометрически правильный слой жидкости 11 загружают заданное количество формуемого материала. Под действием его давления толщина слоя несколько уменьшается, часть жидкости затекает в зазор между выталкивателем 12 и

60 торцовой. стенкой формы 5, часть ее заполняет канал 7. Уровни свободной поверхности материала втулки и жидкости 11 в канале 7 находятся на расстояниях от оси вращения, пропорциональных их плотности, независимо763119

Формула изобретения

1 2,У

BHHHI1H Заказ 6204/14 ТиРаж 735 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 от скорости вращения формы. Канал 7 выполняют так, что его выход наружу граничит с установившимся в нем уровнем жидкости 11 после загрузки материала иэделия. Когда в процессе затвердевания иэделие 18 начинает расширяться, оно вытесняет часть жидкости 11 наружу через канал 7.

Слой жидкости 11 выполняет роль эластичной формы, и изделие 18, свободно увеличивая свой диаметр, получается менее напряженным. После отверждения иэделия останавливают вращение и гидроцилиндром 3 по направляющим 2 сдвигают каретку 4 с формой 5 и кожухом 14 вправо (по чертежу). Так как выталкиватель 12 при этом остается неподвижным, опираясь на шток 13, то остается неподвижным и изделие, а форма 5 сходит с него. Сливающуюся жидкость 11 собирают для нового использования.

После полного схода формы 5 готовое иэделие падает вниз и его удаляют иэ зоны машины. Гидроцилиндром 3 форму 5 возвращают в исходное положение, прижав ее к крышке 6, и повторяют цикл формования. Далее цикл повторяется.

Так как при заливке различного количества формуемого материала уровень жидкости 11 н канале 7 тоже различный, а выходящее наружу отверстие канала 7 желательно располагать вблизи этого уровня, то для того, чтобы получать отливки различной толщины без смены формы, вдоль оси канала выполняют несколько промежуточных, выходящих наружу отверстий 16. Перед началом работы устройства эти отверстия закрынают заглушками 17, кроме одного, которое будет находиться вблизи свободной поверхности жидкости 11 и канале 7 после загрузки необходимой дозы материала изделия 18.

При получении втулок иэ пластмасс в качестве жидкого слоя могут быть использованы, например, более плотные кремнийорганические жидкости.

Для литья металлических втулок — более плотные твердые вещества с меньшей температурой плавления. Например, стальные и чугунные отливки можно получать на слое жидкой меди, алюминиевые — на слое цинка и т.п.

Применение изобретения позволяет снизить уронень собственных напряжений в иэделиях и повысить их работоспособность.

1.устройство для центробежного формования, содержащее обогреваемую цилиндрическую форму, заполненную компенсирующей жидкостью, с торцовыми

20 крышками, привод вращения формы и узел ее заполнения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения напряжений н изделиях за счет обеспечения свободного расширения иэделия с наружной поверхности н форме, по крайней мере в одной из торцовых крышек выполнен сквозной наклонный наружу канал, примыкающий одним концом к внутренней поверхности формы.

3() 2.устройство по п.1, о т л ич а ю щ.е е с я тем, что, с целью изготовления изделий различной толщины в одной форме, н торцовой крыш-ке по длине канала выполнен ряд сообщающихся с ним выходящих наружу промежуточных отверстий с размещенными в них заглушками.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

40 Р 360233, кл. В 29 С 5/04, 07.04.69.

2.Анторское свидетельство СССР

Р 231785, кл. 8 29 С 5/04, 15.11.67 (прототип)