Файл: Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов.pdf

навливать дополнительные трамбующие грузы для увеличения ди­ намического воздействия на уплотняемый порошковый материал.

Величины ходов рабочих и компенсирующих пружин рассчи­ таны так, что при перемещении вибрационной и трамбующей пло­ щадок и сжатии рабочих пружин компенсирующие пружины, раз­ жимаясь, сохраняют упругую подвеску. Усилие прессования фиксируется по величине деформации предварительно протарированных пружин. Привод вибратора осуществляется через клиноре­ менную передачу, промежуточный подшипник и гибкий вал б. Управление приводом производится при помощи кнопочного вклю­ чателя.

132

Основной частью установки для вибрационного прессования порошковых материалов является вибратор направленного дейст­ вия, принципиальная схема которого показана на рис. 79. Он сос­ тоит из четырех валов с эксцентриками, вращающимися попарно один навстречу другому. Такая схема вибратора позволяет созда­ вать колебания различной направленности:

продольные колебания, когда продольная составляющая воз­ мущающих сил направлена в одну сторону;

вращательные колебания, когда моменты возмущающих пар сил направлены в одну сторону;

винтовые колебания, когда совпадают фазы действия продоль­ ной составляющей возмущающих сил и момента возмущающей пары сил;

чивать таким образом различное на­ правление вибрационных воздействий. Эксцентрики крепятся на

валах гайками. Привод вибратора осуществляется через ведущий вал и четыре конические шестерни, которые обеспечивают син­ хронное вращение всех валов.

При всех существующих способах вибрационного прессования уплотняемый порошковый материал подвергается воздействию только продольных колебаний. Вследствие быстрого затухания про­ дольных колебаний при их распространении в порошковом ма­ териале трение частиц порошка о стенки пресс-форм снимается не полностью, что влияет на равномерность укладки частиц по вы­ соте прессовок и на общую степень их уплотнения. Как показали исследования, применение комбинации продольно-вращательных колебаний при совпадении фаз действия продольной составляющей возмущающих сил и момента возмущающей пары сил (винтовые колебания) обеспечивает более высокую равномерность уплотне­ ния пористых втулок. Так, для втулок с наружным диаметром 60 мм, внутренним диаметром 30 мм и высотой 120 мм при отно­ шении высоты к толщине стенки 8: 1 неравномерность уплотнения составляла 4,4%. Для таких же втулок, но высотой 150 мм при отношении высоты к толщине стенки 10:1 неравномерность

133

уплотнения составляла в среднем- 6,5%, т. е. также находилась в пределах технологического допуска на их изготовление.

При вибрационном прессовании втулок из железного порошка ПЖ2К (ГОСТ 9849—61) с пористостью около 50% требуется дав­ ление прессования ПО кгс/см2, тогда как при статическом прессо­ вании для получения изделий той же пористости требуется дав­ ление выше 1000 кгс/см2. При этом увеличение величины возму­ щающих сил, моментов возмущающих пар сил и трамбующих грузов позволяет интенсифицировать процесс вибрационного прес­ сования.

Для проведения предварительных исследований с целью уста­ новления основных технологических характеристик крупногаба­ ритных пористых втулок, используемых в качестве фильтроваль­ ных элементов, их изготовляли из стандартного железного по­ рошка ПЖ2К со средней пористостью 50—55%. Как показали исследования, максимальный размер пор таких втулок составляет около 140 мк, а средний размер — около 100 мк. Путем применения одноили трехфракционных составов порошков можно в широких пределах регулировать величину пористости, свойства поликомпо­ нентной смеси и размер пор пористых спеченных изделий.

Фильтрующую способность втулок определяли, исходя из про­ изводительности фильтрования воздуха и воды при различных перепадах давлений (рис. 80). При фильтровании воздуха с уве­ личением давления от 20 до 250 мм вод. ст. производительность фильтрования увеличилась с 0,53 до 3,5 дц3/мин/см2. Производи­

поверхности. Эти данные показывают, что крупногабаритные по­ ристые втулки могут обеспечивать высокую производительность процесса фильтрования газов и жидкостей при небольших избы­ точных давлениях.

При статическом прессовании порошковых материалов наибо­ лее важные свойства прессовок — прочность, плотность, равномер­ ность уплотнения — определяются в основном величиной давления и методом прессования. Одним из основных принципов вибрацион­ ного прессования является принцип предельного разрушения пер­ воначальных связей между структурными элементами порошковых материалов для достижения их равномерного распределения и плотной упаковки. Поэтому при разработке процессов вибрацион­ ного прессования важное значение приобретает исследование влия­ ния гранулометрического состава, размера и формы частиц исход­ ных порошковых материалов, так как в основном эффект уплотне­

канд. техн. наук Ю. М. Шуляковым под руководством автора.

134

а иногда и сотни раз меньших, чем при статическом прессовании, и при отсутствии пластической деформации частиц прочность по­ ристых прессовок является в основном «конструкционной» проч­ ностью, т. е. обеспечивается за счет сил сцепления частиц между собой. Этой прочности часто оказывается недоста­ точно для выполнения после­ дующих технологических опе­ раций, поэтому важное значе­ ние приобретает применение связывающих веществ, кото­ рые, во-первых, увеличивают прочность прессовок, и вовторых, выгорая в процессе спекания, повышают порис­ тость готовых изделий.

ния такого связывающего ве­ щества и способа их введения, которые бы не влияли отрица­ тельно на наиболее важные технологические характерис­ тики порошковых материалов, такие как насыпной вес, вес утряски и сыпучесть.

Кроме того, наряду со скле­ иванием частиц в процессе формования связывающее ве­ щество не должно затруднять дозирование,заполнение прессформ и процесс уплотнения порошков.

В результате проведенных исследований из большого количе­ ства применяющихся связывающих веществ была выбрана кани­ фоль (ГОСТ 797—64), которая с успехом используется как пласти­

135

фицирующее, связывающее, поверхностно-активное вещество. В процессе исследования канифоль вводили в виде пудры (просев через сито номер 01) и в виде раствора в ацетоне в железный по­ рошок ПЖ2К (ГОСТ 9849—61) и в порошок нержавеющей стали Х18Н15 (ТУ 1325—65). Порошки после введения в них канифоли в виде раствора в ацетоне высушивали до полного испарения рас­ творителя. При этом только с введением 18% (объемных) связы­ вающего вещества начинается незначительное комкование порош­ ков. Просев через сито с протиранием легко разрушает образо­

вавшиеся конгломераты.

Полученные в результате исследований кривые изменения на­ сыпного веса и веса утряски порошков ПЖ2К и Х18Н15 показы­ вают, что наименьшее влияние на насыпной вес и вес утряски оказывает введение канифоли в виде раствора в ацетоне, а наи­ большее — введение канифоли в виде пудры.

При изучении влияния канифоли на прочность прессовок для сравнения были изготовлены образцы, в которые вводилось сильно клеящее вещество в виде раствора нитроцеллюлозы в ацетоне, и после формования подвергались сушке.

Установлено, что характер влияния связывающих веществ ла порошки различен. При введении небольшого количества связы­ вающего вещества, в железный порошок ПЖ2К прочность прессо­ вок резко уменьшается и только со значительным его увеличением начинает возрастать. Введение любого количества связывающего вещества в порошок нержавеющей стали Х18Н15 повышает проч­ ность прессовок. Это, вероятно, объясняется тем, что железный порошок ПЖ2К обладает большой конструкционной прочностью и введение небольших количеств связывающих веществ оказывает разобщающее действие, уменьшая заклинивание частиц и препят­ ствуя холодной сварке в местах контактов. При введении кани­ фольной пудры в шихту прочность прессовок снижается в меньшей степени, так как канифоль располагается между частицами формуе­ мого материала. При введении канифоли в виде раствора в ацетоне она покрывает тонким слоем каждую частицу, закрывает шерохо­ ватости и, проникая в них, действует как поверхностно-активное вещество. Порошок нержавеющей стали Х18Н15 имеет осколочную форму и при низких давлениях без связывающего вещества вообще не поддается формованию. Поэтому даже небольшие добавки ка­ нифоли резко увеличивают прочность прессовок. Однако исследо­ вания показали, что при прессовании металлических порошков с канифольной пудрой происходит большое пыление. Кроме того, канифоль налипает на стенки пресс-форм. В связи с этим введение канифоли в виде пудры нельзя рекомендовать для практического использования.

Изучение влияния связывающего вещества при введении его в виде раствора канифоли в ацетоне на плотность прессовок при различных усилиях прессования показало, что введение канифоли

136