Роторный экструдер — SU 1738682 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 505 В 3 21 С 23/3 РУДЕРи производстве протных металлов. Сущименение обжимных т повысить произвоа за счет эффективтка, налипшего на ротора 1. 1 з.п, ф-лы,(21) 4652144/(54) РОТО (57) Испол филей из ность изо роликов 6 дительнос ного уда рабочую и 7 ил. РНЫИ ЭКСТ ьзование; пр легких и цве бретения: пр и 7 позволяе ть экструдер ления оста оверхность ОО ( ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Бюл. М 21ый научно-исследовательскийститут вторичных цветных мев, В.А, Золотухин, В.А. Радзиелезнев, Б,А.Прудковский и/21, опублик. 22.08.84. Роторный экструдер предназначен предназначенным преимущественно для прессования цветных металлов.Известен роторный экструдер, содержащий вращаемый валок с профильной рабочей канавкой для захвата экструдируемого материала, установленные неподвижно в упомянутой канавке матрицу с примыкающей к ней крышкой, образующие в канавке полость для деформации металла, и башмак для неподвижного удержания крышки с матрицей,Однако в указанном экструдере не обеспечивается отделение остатков металла с рабочей поверхности ротора.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является роторный экструдер, включающий загрузочный узел, ротор с калибром, привод ротора, прижим и упор, образующие с калибром камеру давления, пресс-камеру с,матрицей и ножи для срезания заусенцев,Недостатком такого экструдера является низкая эффективность отделения остатков металла от ротора перед экструдированием. так как не предусмотре 50 1738682 А 1 но отделение металла от всеи рабочеи поверхности ротора. Кроме того, посредством ножей невозможно отделить металл, находящийся, например, в нишах рабочей поверхности .ротора. Кроме того, при экструзии металла изгибающее усилие со стороны прижима на ось ротора не компенсируется, Указанное выше снижает производител ьность роторного экструдера.Целью изобретения является повышение производительности роторного экструдера за счет эффективной очистки рабочей поверхности ротора перед экструдированием и снижения нагрузки на ось ротора при экструдировании.Указанная цель достигается тем, что роторный экструдер для прессования цветных металлов и сплавов, включающий приводной ротор с калибром, камеру давления в виде прижима и упора. пресс-камеру с матрицей и загрузочное устройство, снабжен устройством для удаления налипшего на рабочую поверхность калибра ротора слоя металла, выполненным в виде двух обжимных роликов и сьемника, и системой регулирования температуры пресс-камеры, один из ро 17386825 10 15 20 25 30 40 45 50 55 ликов выполнен приводным с диаметром, меньшим диаметра ротора, с рабочей поверхностью, ответной форме калибра ротора, и размещен в зоне ротора, диаметрально противоположной прижиму, другой ролик выполнен цилиндрическим с диаметром, меньшим диаметра первого ролика, и размещен между матрицей и первым роликом, сьемник смонтирован между первым роликом и загрузочным устройством, причем на донной части калибра равномерно по периметру выполнены углубления, При этом упор может быть выполнен в виде ролика, смонтированного с возможностью взаимодействия с ротором.На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый роторный экструдер, вид сбоку, на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1 (профилированный обжимной ролик); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (обжимной ролик), на фиг, 4 - сечение В-В на фиг, 1; на фиг. 5 - схема возникновения дополнительного аксиального усилия в камере давления; на фиг, 6 и 7 - схемы усилий на роторе от прижима и обжимных роликов; на фиг, 7 - упор, выполненный в виде ролика, и пресскамьра с системой терморегулирования,Предлагаемый роторный экструдер состоит из ротора 1, прикима 2, упора 3,пресс-камеры 4, матрицы 5, первого 6 и второго 7 обжимных роликов, приемного узла 8, загрузочного узла 9, привода 10 ротора 1, привода 11 обжимного ролика 6 и системы терморегулирования пресс-камеры, а также упора в виде ролика,Ротор 1 имеет калибр 12, выполненный в виде кольцевой канавки на цилиндрической поверхности ротора 1, причем поперечное сечение калибра 12 может быть любым, преимущественно овального или ящичного типа, На рабочей поверхности калибра 12 выполнены выемки (ниши) 13, расположенные преимущественно по дну калибра 12, Выемки 13 размещены равномерно по периметру ротора 1. Ротор может быть составным, предварительно напряженным, а его рабочая часть изготовлена из высокопрочных сталей или твердых сплавов. Рабочая поверхность ротора 1(включая калибр 12) может быть выполнена с насечкой или без нее, Глубина насечки, как правило, составляет 0,3.2 мм. Ротор 1 может быть снабжен. системой терморегулирования - охлаждения или нагрева (не показана).Прижим 2 установлен неподвижно и выполнен в виде дуговой колодки, рабочая поверхность которой сопрякена с рабочей поверхностью ротора 1, Рабочая поверхность прижима 2 гладкая, может быть изготовлена из высокопрочных сталеи или твердых сплавов с применением высоко- прочных антифрикционных покрытий. Прижим 2 может быть снабжен средствами терморегулирования (не показаны). Сечение, образованное прижимом 2 и калибром 12, может быть постоянным по ходу вращения ротора 1 или уменьшаться в этом же направлении, Калибр 12 выполнен закрытым, возможен вариант: специальное уплотнение между прижимом 2 и ротором 1 (не показано).Упор 3 выполнен в виде пластины, рабочая поверхность которой профилирована соответственно калибру 12, Упор 3 может быть снабжен канавками 14 для вывода части металла из камеры 15 давления, образованной прижимом 2 и калибром 12. Предусмотрена возможность образования щели 16 по контуру калибра 12 и упора 3 за счет перемещения упора 3 в радиальном направлении.Пресс-камера 4 расположена между упором 3 и прижимом 2, она может быть совмещена с упором 3. В пресс-камере 4 установлена матрица 5, как правило сменная. Матрица 5 может быть изготовлена из высокопрочных сталей или твердого сплава. Пресс-камера 4 может быть снабжена системой терморегулирования 20 (системой нагрева и (или) охлаждения).Ролики 6 и 7 установлены в промежутке между упором 3 и загрузочным узлом 9 с возмокностью обкатки ротора 1, Ролик 6 имеет профилированную рабочую поверхность 17, соответствующую поверхности калибра 12, Диаметр роликов 6, 7 должен быть меньше диаметра ротора 1. Это обеспечивает создание изгибающего момента в деформируемом металле в сторону обжимного ролика (в сторону поверхности, имеющей меньший радиус кривизны). Ролик 7 выполнен по типу известных и установлен между роликом 6 и упором 3 с возмокностью обкатки рабочей поверхности ротора 1, прилегающей к калибру 12. В многоручьевом экструдере сосгав и количество роликов на ручей может быть разным. Ролики 6 и 7 целесообразно устанавливать диаметрально противоположно прижиму 2 относительно ротора 1,Приемный узел 8 выполнен в виде коробчатых проводок, установленных в промежутке между роликом 6 и загрузочным узлом 9, для вывода металла 18, отделенного от калибра 12; из рабочей зоны. (Профиль готовой продукции обозначен позицией 19).Загрузочный узел 9 выполнен по типу известных и предназначен для дозированной подачи сыпучего (гранулы, измельченВ процессе деформации в металле возникают изгибающие напряжения, позволяющие облегчить отделение металла от ротора посредствсм проводки. Благоприятное напряженно-деформированное состояние возникает благодаря тому, что посредством последовательной пластической деформации металла, роликом 7 на поверхности ротора, а роликом 6 в калибре 12 пластической деформации подвергают весь объем металла, налипшего на ротор. Выполнение роликов 6 и 7 с диаметром меньшим, чем ротор, приводит по известному механизму несимметричной прокатки к изгибу металла от поверхности ротора, т,е, к облегчению отделения металла от ротора. Наличие двух обжимных роликов 6, 7 обеспечивает раздельное и последовательное удаление налипшего металла с боковой поверхности ротора и калибра. Поскольку толщина налипшего слоя на этих поверхностях различна, раздельный характер его удаления обеспечивает возможность реализации оптимальной величины обжатия дпя каждого ролика. Расположение большего обжимного ролика 6 дальше от матрицы, напротив прижима, обеспечивает повышение жесткости конструкции, т.е. уменьшается прогиб оси ротора 1 под действием усилия на него со стороны прижима 2. При этом уменьшается толщина налипшего слоя и повышается производительность экструдера. Наличие выемок 13 и насечек на дне калибра обеспечивает повышение коэффициента трения между металлом и ротором и интенсифицирует подачу металла в очаг деформации. Наличие индивидуального привода 11 обжимного ролика позволяет в процессе прессования изменить соотношение моментов, предлагаемых металлу в очаге деформации от ротора 1 и обжимного ролика 6, Таким образом, при изменении условий экструдирования можно поддерживать требуемый угол отхода (изгиба) металла от ротора 1. Кроме того, как показано на фиг. 5, при прокатке с приводным обжимным роликом б, со стороны камеры 15 давления в очаге деформации образуется зона отставания, т,е, металлу в зоне экструзии будет дополнительно придано аксиальное усилие То, направленное в сторону вращения ротора 1, что повышает эффективнос.ь процесса.Для уменьшения количества обжимных роликов б, 7 и обеспечения отделения всего налипшего металла, рабочая поверхность 17 ролика имеет профиль, соответствующий и роф ил ю кал иб ра 12.Непрерывная и эффективная очистка рабочей поверхности ротора перед экструдиЗа упором 3 или роликом. 21 установлены обжимные ролики 6, 7, которые прижаты к ротору 1 с возможностью обкатки по рабочей поверхности. Металл, выведенный из 55 камеры 15 давления, прочно соединен (налип) с рабочей поверхностью ротора. Металл пластически деформируют по контуру рабочей поверхности ротора роликами 6, 7. ный лом и т,п,), пруткового или жидкого металла в камеру давления,Ротор 1 снабжен индивидуальным приводом 10, который может быть гидравлическим электромеханическим с системой 5управления (на фиг, не показана). Ролик 6имеет привод 11, аналогичный приводу 10.Упор 3 может быть выполнен в видеролика 21, прилегающего к дну калибра 12и пресс-,камере 4. Ролик 21 установлен с 10возможностью вращения,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Исходное сырье (18) в виде гранул, прутков или жидкого металла с помощью загрузочного устройства (на фиг. вариантзагрузочного устройства для гранул) вводятв камеру 15 давления. Захваченный ротором 1 металл 18 перемещается вдоль прижима 2 к упору 3. Аксиапьное (в камере 20давления)усилие возникает за снеттого, что.площадь неподвижной части камеры давления (прижима 2 и неподвижного упора 3)меньше подвижной части (калибра 12) камеры давления, Благодаря вращению ротора 1 25приводом 10 по длине камеры давления отвхода к упору 3 происходит непрерывноеувеличение напряжений в перерабатываемом металле 18, В зоне упора 3 и матрицы4 напряжения в металле соответствуют о, и 30Оя ( и - истинное сопротивление текучести),Посредством упора 3 металл вытесняют изкалибра 12 в пресс-камеру 4 и в матрице 6формируют профиль 19 готовой продукции.Увеличения аксиального усилия в камере 35давления достигают за счет выполнения вкалибре 12 ротора 1 ниш 13 или путем насечки рабочей поверхности калибра 12,В зазор между упором 3 из камеры давления по ходу вращения ротора выходит 40часть обрабатываемого металла. Кроме того, при наличии на рабочей поверхности ротора ниш 13 находящийся в них металлтакже выводится из камеры 15 давления, Засчет вращения ролика 21 сокращаются застойные зоны в районе пресс-камеры 4, чтоприведет к снижению налипания металла крабочей поверхности калибра 12, Кроме того, за счет вращения ролика 21 будут очищаться боковые поверхности калибра 12, 50рованием позволит повысить производительность процесса и снизить себестоимость готовой продукции.Формула изобретения 1. Роторный экструдер для прессования цветных металлов и сплавов, содержащий приводной ротор с калибром, камеру давления в виде прижима и упора, пресс-камеру с матрицей, загрузочное устройство, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен устройством для удаления налипшего на рабочую поверхность калибра ротора слоя металла, выполненным в виде двух обжимных роликов и съемника, и системой регулирования температуры пресс-камеры с матрицей,один ролик выполнен приводным с диаметром, меньшим диаметра ротора, с рабочей поверхностью, ответной форме калибра ротора, и размещен в зоне ротора, диамет рально противоположной прижиму, другойролик выполнен цилиндрическим с диаметром, ме:ьшим диаметра первого ролика, и размещен между матрицей и первым роликом, съемник смонтирован между первым 10 роликом и загрузочным устройством, причем на данной части калибра равномерно по периметру выполнены углубления.2. Экструдер по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что упор выполнен в виде ролика, 15 смонтированного с возможностью взаимодействия с ротором.РектоР М Максим арина, 10 й инат "Патент", г. Ужгор нно-издат аз 1969 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5