FR2544241A1

FR2544241A1 - Installation for the explosive working of materials

Info

Publication number: FR2544241A1
Application number: FR8306302A
Authority: FR
Inventors: Jury Grigorievich Kuznetsov
Original assignee: SP K BJUR
Current assignee: SP K BJUR
Priority date: 1983-04-14
Filing date: 1983-04-18
Publication date: 1984-10-19
Also published as: DE3313498A1; FR2544241B1; SE431837B; DE3313498C2; SE8301961L; SE8301961D0; JPS59193776A

Abstract

The invention relates to installations used for the explosive working of materials. The installation for the explosive working of materials comprises a chamber 1 on the base 2 of which a work table 3 is arranged. The table 3 is composed of a cylindrical casing 4 in which a bearing plate 6, including projections 7 and cavities 8, is housed. Before the explosion, the projections 7 are partially engaged in the damping material 5 also placed in the casing 4. The bearing plate 6 is mounted so that, during the explosion, it can move towards the damping material 5 towards, after the explosion, return towards its starting position. The invention can be used in mechanical constructions for the explosive welding of materials, for the shock-wave hardening of materials and for the pressing (compacting) of powdery materials.

Description

'La présente invention concerne les installations à travailler des matériaux par impulsion et a notamment pour objet des installations à travailler des matériaux par explosion. The present invention relates to installations for working materials by pulse and in particular relates to installations for working materials by explosion.

L'invention peut être appliquée dans les constructions mécaniques pour le soudage de matériaux par explosion, pour le durcissement de matériaux par des ondes de choc et pour le pressage de matériaux pulvérulents. The invention can be applied in mechanical constructions for the welding of materials by explosion, for the hardening of materials by shock waves and for the pressing of powdery materials.

On connaît une installation pour le travail de matériaux par explosion comprenant une chambre à la base de laquelle est disposée une table pour un matériau à travailler (cf, par exemple, le brevet d'invention des
Etats-Unis d'Amérique n0 4079612 cl. 72-56).There is known an installation for working materials by explosion comprising a chamber at the base of which is disposed a table for a material to be worked (cf., for example, the invention patent of
United States of America No. 4079612 cl. 72-56).

Dans ladite installation, la table de travail est réalisée sous la forme dwun jeu de plateaux d'acier séparés l'un de l'autre par des couches de caoutchouc. In this installation, the work table is produced in the form of a set of steel plates separated from each other by layers of rubber.

La table de travail mentionnée assure un amortissement notable des charges agissant sur elle et, par conséquent, une réduction des charges transmises à la base de la chambre. Toutefois, lors de la déformation provoquée par l'explosion, les couches de caoutchouc de la table n'absorbent irréversiblement qu'une partie insignifiante de l'énergie fournie, en la transformant en chaleur qui chauffe les couches de caoutchouc. La majeure partie de l'énergie est accumulée par ces couches et, après l'explosion, l'énergie potentielle du caoutchouc comprimé se transforme en une énergie cinétique d'entraî- nement des plateaux d'acier et du matériau à travailler fixé sur la table de travail. The work table mentioned ensures a significant damping of the charges acting on it and, consequently, a reduction of the charges transmitted to the base of the chamber. However, during the deformation caused by the explosion, the rubber layers of the table irreversibly absorb only an insignificant part of the energy supplied, transforming it into heat which heats the rubber layers. Most of the energy is accumulated by these layers and, after the explosion, the potential energy of the compressed rubber is transformed into kinetic energy for driving the steel plates and the work material fixed on the worktable.

On connaît aussi une installation, destinée à travailler des matériaux par explosion, comportant une chambre sur la base de laquelle est disposée une table de travail sous la forme d'une enveloppe cylindrique dans laquelle sont logés.un matériau d'amortissement et un plateau d'appui pour le matériau à travailler, ce plateau étant monté avec la possibilité de se déplacer vers le matériau d'amortissement (cf, par exemple, le brevet US n0 4085883, cl. 72-56). There is also known an installation, intended for working materials by explosion, comprising a chamber on the base of which is arranged a work table in the form of a cylindrical envelope in which are housed. A damping material and a plate d support for the material to be worked, this plate being mounted with the possibility of moving towards the damping material (cf., for example, US Pat. No. 4,085,883, cl. 72-56).

Dans l'installation envisagée, le matériau d'amortissement est une grenaille d'acier ou de fonte. In the envisaged installation, the damping material is steel or cast iron shot.

Avant l'explosion, le plateau appui de la table de travail s'appuie, par toute sa surface d'appui, sur le matériau d'amortissement. Toute la table de travail est fixée sur la base de la chambre La grenaille étant un matériau pulvérulent, elle absorbe les charges de choc, principalement à la suite de l'échauffement des particules. Cependant, après un certain nombre de cycles de travail des matériaux sur la table de travail, les capacités d'amortissement de la grenaille baissent à la suite de sa condensation et de la diminution du déplacement des particyles de la grenaille l'une par rapport à l'autre. Ceci aboutit à l'accroissement des charges transmises par la table de travail à la base de la chambre.Before the explosion, the support plate of the work table rests, by its entire support surface, on the damping material. The whole work table is fixed to the base of the chamber. The shot being a powdery material, it absorbs shock loads, mainly following the heating of the particles. However, after a certain number of work cycles of the materials on the work table, the damping capacities of the shot decrease as a result of its condensation and the decrease in the displacement of the particles of the shot relative to the other. This results in an increase in the loads transmitted by the work table to the base of the chamber.

On s'est donc proposé de mettre au point une installation pour le travail de matériaux par explosion, dont la table de travail serait réalisée de manière à augmenter ses capacités d'amortissement et à réduire les charges de choc transmises par la table à la base de la chambre. It has therefore been proposed to develop an installation for working materials by explosion, the work table of which would be produced so as to increase its damping capacities and to reduce the shock loads transmitted by the table to the base. from the room.

Le problème posé est résolu à l'aide d'une installation pour le travail de matériaux par explosion, comprenant une chambre sur la base de laquelle est installée une table de travail réalisée sous la forme d'une enveloppe cylindrique dans laquelle sont disposés un matériau d'amortissement et un plateau d'appui pour le matériau à travailler, ce plateau étant monté de manière qu'il puisse se déplacer, à la suite d'une explosion, en direction du matériau d'amortissement, caractérisée en ce que le plateau d'appui de la table de travail comporte des saillies et des cavités qui font office de surface d'appui, les saillies étant partiellement engagees avant l'explosion dans le matériau d'amortissement, tandis que le plateau est monté avec la possibilité de revenir, après l'explosion, dans sa position initiale. The problem is solved with the help of an installation for working materials by explosion, comprising a chamber on the base of which is installed a work table made in the form of a cylindrical envelope in which a material is arranged. damping and a support plate for the material to be worked, this plate being mounted so that it can move, following an explosion, in the direction of the damping material, characterized in that the plate support of the work table has projections and cavities which act as a support surface, the projections being partially engaged before the explosion in the damping material, while the plate is mounted with the possibility of returning , after the explosion, in its original position.

On avantage à ce que le plateau d'appui de la table de travail soit composé de trois parties disposées l'une au-dessus de l'autre, la partie supérieure étant destinée à abriter un matériau à travailler, la partie intermédiaire faisant office de couche intermédiaire d'amortissement et la partie i#nférieure, réalisée avec une surface d'appui se présentant sous forme de saillies et de cavités, servant d'appui du plateau d'appui de la table de travail sur le matériau d'amortisse- ment. It is advantageous that the support plate of the work table is composed of three parts arranged one above the other, the upper part being intended to shelter a material to be worked, the intermediate part acting as intermediate cushioning layer and the lower part, made with a support surface in the form of projections and cavities, serving as support for the support plate of the work table on the cushioning material is lying.

Ce mode de réalisation de l'installation suivant l'invention pour le travail de matériaux par explosion assure une réduction de la charge de choc transmise par la table de travail à la base de la chambre à la suite de l'absorption importante de l'énergie du matériau d'amortissement. This embodiment of the installation according to the invention for working materials by explosion ensures a reduction in the shock load transmitted by the work table at the base of the chamber following the significant absorption of the energy of the damping material.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une vue d'ensemble en coupe longitudinale d'une installation pour le travail de matériaux par explosion, selon l'invention, la table se trouvant dans la position avant l'explosion
- la figure 2 montre en coupe longitudinale partielle l'installation de la figure 1, la table se trouvant dans sa position après l'explosion
- la figure 3 est une me d'ensemble en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'installation pour le travail de matériaux par explosion selon l'invention, la table se trouvant dans sa position avant l'explosion
- la figure 4 montre l'installation analogue à celle de la figure 3, mais avec la table se trouvant dans sa position après l'explosion.The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which will follow of different embodiments given solely by way of nonlimiting examples, with reference to non-limiting drawings appended in which
- Figure 1 shows an overview in longitudinal section of an installation for working materials by explosion, according to the invention, the table being in the position before the explosion
- Figure 2 shows in partial longitudinal section the installation of Figure 1, the table being in its position after the explosion
- Figure 3 is an overall view in longitudinal section of another embodiment of the installation for working materials by explosion according to the invention, the table being in its position before the explosion
- Figure 4 shows the installation similar to that of Figure 3, but with the table being in its position after the explosion.

L'installation pour le travail de matériaux par explosion conforme à l'invention comporte une chambre 1 (figure 1) sur la base 2 de laquelle est disposée une table de travail 3 réalisée sous la forme d'une enveloppe cylindrique 4 dans laquelle sont logés un matériau d'amortissement 5 formé de grenaille de fonte et un plateau d'appui 6. The installation for working materials by explosion according to the invention comprises a chamber 1 (FIG. 1) on the base 2 of which is disposed a work table 3 produced in the form of a cylindrical envelope 4 in which are housed a damping material 5 formed from cast iron shot and a support plate 6.

Le plateau d'appui 6 est pourvu de saillies 7 et de cavités 8 faisant office de surface d'appui du plateau 6. The support plate 6 is provided with projections 7 and cavities 8 serving as a support surface for the plate 6.

Avant l'explosion, les saillies 7 du plateau 6 sont placées dans le matériau d'amortissement 5, comme le montre la figure 1, et après l'explosion le plateau 6 s'appuie par toute sa surface d'appui composée des saillies 7 et des cavités 8 sur le matériau d'amortissement 5 comme le montre la figure 2. Before the explosion, the projections 7 of the plate 6 are placed in the damping material 5, as shown in FIG. 1, and after the explosion the plate 6 is supported by its entire bearing surface made up of the projections 7 and cavities 8 on the damping material 5 as shown in FIG. 2.

Le plateau 6 (figures 2 et 1) est placé dans l'enveloppe cylindrique 4 de façon à pouvoir se déplacer en direction du matériau d'amortissement 5 pendant lBex- plosion et y revenir yuans sa position de départ après l'explosion Pour réaliser ledit rappel du plateau d'appui 6 (figure 1), on disposé, dans la base 2 de la chambre 1, une tige 9 d'un vérin pneumatique 10. Des butées 11 pour le maintien du plateau 6 dans sa position de départ sont prévues sur l'enveloppe cylindrique 4 de la table 3. The plate 6 (FIGS. 2 and 1) is placed in the cylindrical envelope 4 so as to be able to move in the direction of the damping material 5 during the explosion and to return to it yuans its starting position after the explosion. reminder of the support plate 6 (Figure 1), there is disposed, in the base 2 of the chamber 1, a rod 9 of a pneumatic cylinder 10. Stops 11 for maintaining the plate 6 in its starting position are provided on the cylindrical casing 4 of table 3.

Le matériau à travailler 12 avec une matière explosive 13 est placé sur le plateau 6. The working material 12 with an explosive material 13 is placed on the plate 6.

Les figures 3 et 4 montrent un autre mode de réalisation de l'installation selon l'invention. Cette installation est exécutée d'une manière analogue à celles des figures 1 et 2. Figures 3 and 4 show another embodiment of the installation according to the invention. This installation is carried out in a manner analogous to those of FIGS. 1 and 2.

Sa particularité réside dans le fait que le plateau d'appui 14 (figures 3 et 4) de la table de travail 3 est constitué par trois parties 15, 16 et 17, disposées l'une au-dessus de l'autre. La partie supérieure 15 est prévue pour recevoir le matériau 12 à travailler, la partie intermédiaire 16 fait office de couche intermédiaire d'amortissement tandis que la partie inférieure 17, dont la surface d'appui se présente sous la forme de saillies 7 et de cavités 8 joue le rôle d'appuz du plateau d'appui 14 de la table dé travail 3 sur le matériau d'amortissement 5. Its particularity lies in the fact that the support plate 14 (Figures 3 and 4) of the work table 3 is constituted by three parts 15, 16 and 17, arranged one above the other. The upper part 15 is designed to receive the material 12 to be worked, the intermediate part 16 acts as an intermediate damping layer while the lower part 17, the bearing surface of which is in the form of projections 7 and cavities 8 plays the role of supporting the support plate 14 of the work table 3 on the damping material 5.

Les saillies 7 du plateau 14 sont disposées, d'une manière analogue au cas de l'installation représentée aux figures 1 et 2, partiellement dans le matériau d'amortissement avant l'explosion comme le montre la figure 3 et, après l'explosion, le plateau 14 s'appuie par toute sa surface d'appui, composée des saillies 7 et des cavités 8, sur le matériau d'amortissement 5 comme le montre la figure 4. The projections 7 of the plate 14 are arranged, in a similar manner to the case of the installation shown in Figures 1 and 2, partially in the damping material before the explosion as shown in Figure 3 and, after the explosion , the plate 14 is supported by its entire bearing surface, composed of the projections 7 and the cavities 8, on the damping material 5 as shown in FIG. 4.

L'installation pour le travail de matériaux par explosion fonctionne de la manière suivante
Avant l'explosion, le plateau d'appui 6 (figure re 1) de la table de travail 3 est maintenu par la tige 9 du vérin pneumatique 10, dans la position de départ, contre les butées 11. La valeur de l'aire de la surface d'appui des saillies 7 assure une immobilisation sure du plateau 6 dans la position de départ. Un matériau à travailler 12 et une matière explosive 13 sont placés sur le plateau 6. Ceci fait, on ferme la chambre 1 et on initie l'explosion de la matière 13.Etant donné qu'on pose le plateau 6 sur le matériau d'amortissement 5 avant l'explosion en l'appuyant uniquement par sa surface d'ap pui formée par les saillies 7, après lgexplosionj le plateau 6 commence à s'enfoncer dans le matériau d'amortissement 5 en le chassant dans les cavités 8 r autrement dit, il se produit un certain déplacement d'une partie du matériau d'amortissement 5, à une vitesse déterminée, à la rencontre du plateau 6 en mouvement. Les particules du matériau d'amortissement 5 se déplacent intensivement 11 une par rapport à l'autre et par rapport aux surfaces latérales de l'enveloppe cylindrique 4 et des saillies 7.The installation for working materials by explosion operates as follows
Before the explosion, the support plate 6 (figure re 1) of the work table 3 is held by the rod 9 of the pneumatic cylinder 10, in the starting position, against the stops 11. The value of the area of the bearing surface of the projections 7 ensures safe immobilization of the plate 6 in the starting position. A working material 12 and an explosive material 13 are placed on the plate 6. This done, the chamber 1 is closed and the explosion of the material 13 is initiated. Since the plate 6 is placed on the material damping 5 before the explosion by only supporting it by its ap uly surface formed by the projections 7, after lgexplosionj the plate 6 begins to sink into the damping material 5 by driving it into the cavities 8 r otherwise said, there is a certain displacement of part of the damping material 5, at a determined speed, to meet the plate 6 in motion. The particles of the damping material 5 move intensively 11 one with respect to the other and with respect to the lateral surfaces of the cylindrical envelope 4 and the projections 7.

A la suite du frottement, l'énergie du mouvement du pla t eau 6 se transforme de façon importante en chaleur. En outre, les particules du matériau d'amortissement 5-sont accélérées jusqu'à une vitesse déterminée, à la rencontre du plateau 6 en mouvement, ce qui absorbe l'énergie du mouvement du plateau 6.As a result of friction, the energy of the movement of the water plate 6 is transformed significantly into heat. In addition, the particles of the damping material 5 are accelerated to a determined speed, meeting the moving plate 6, which absorbs the energy of the movement of the plate 6.

Après un certain temps, le plateau 6 et le matériau d'amortissement 5 (figure 2) arrivant à sa rencontre viennent en collision et l'énergie est alors absorbée par choc élastique, ce qui diminue la valeur de lténergie transmise à la base 2 de la chambre 1. After a certain time, the plate 6 and the damping material 5 (FIG. 2) arriving at it collide and the energy is then absorbed by elastic shock, which decreases the value of the energy transmitted to the base 2 of bedroom 1.

La quantité de matériau d'amortissement 5 arrivant à la rencontre du plateau 6 et la vitesse de son déplacement sont déterminées à partir du rapport entre les surfaces des saillies 7 et des cavités 8. The quantity of damping material 5 arriving at the meeting of the plate 6 and the speed of its movement are determined from the ratio between the surfaces of the projections 7 and the cavities 8.

La résistance du matériau d'amortissément 5, opposée au déplacement du plateau 6, croît progressivement au fur et à mesure de l'enfoncement des saillies 7 dans le matériau d'amortissement 5, ce qui assure l'absorption de l'énergie sur une valeurnotableh du déplacement du plateau 6. The resistance of the damping material 5, opposed to the movement of the plate 6, gradually increases as the projections 7 are inserted into the damping material 5, which ensures the absorption of energy over a valuenotableh of the movement of the plate 6.

La valeur des surfaces d'appui des saillies 7 et des cavités 8, des surfaces latérales des saillies 7 et la valeur h du déplacement sont choisies compte tenu du fait que l'énergie doit être absorbée au maximum par le matériau d'amortissement 5 et que la charge, transmise par la table 3 à la base 2 de la chambre 1, doit être réduite, elle aussi, au maximum. The value of the bearing surfaces of the projections 7 and of the cavities 8, of the lateral surfaces of the projections 7 and the value h of the displacement are chosen taking into account the fact that the energy must be absorbed as much as possible by the damping material 5 and that the load, transmitted by the table 3 to the base 2 of the bedroom 1, must also be reduced to the maximum.

Après l'explosion, le plateau 6 (figure 1) de la table de-travail 3 est ramené par la tige 9 du vérin pneumatique 10 vers sa position de départ tandis que le matériau d'amortissement 5 se trouvant sous le plateau 6 est comme secoué et devient meuble, et il se forme un jeu entre la surface des cavités 8 et la surface du matériau d'amortissement 5. L'installation est prête pour l'explosion suivante. After the explosion, the plate 6 (Figure 1) of the working table 3 is brought by the rod 9 of the pneumatic cylinder 10 to its starting position while the damping material 5 located under the plate 6 is as shaken and becomes loose, and a clearance is formed between the surface of the cavities 8 and the surface of the damping material 5. The installation is ready for the next explosion.

Le principe de fonctionnement de l'installation conforme aux figures 3 et 4 est analogue à celui de l'installation représentée sur les figures 1 et 2. The operating principle of the installation according to Figures 3 and 4 is similar to that of the installation shown in Figures 1 and 2.

La différence réside dans le fait que, pour augmenter la capacité de travail du plateau 14 de la table 3, on a utilisé une couche intermédiaire dlamortisse- ment pour supprimer la sortie d'ondes vers la partie inférieure 17 et des cassures sur la surface des cavités 8. The difference lies in the fact that, to increase the working capacity of the plate 14 of the table 3, an intermediate layer of cushioning was used to suppress the wave output towards the lower part 17 and breaks on the surface of the cavities 8.

L'installation pour le traitement de matériaux par explosion, selon l'invention, permet de réduire sensiblement les charges lors du traitement de matériaux par explosion, qui sont transmises par la table de travail à la base de la chambre à la suite de l'absorption de l'mener gie pendant un trajet important de freinage du plateau d'appui de la table de travail, grâce à la transformation de l'énergie du mouvement du plateau d'appui en chaleur lors d'un déplacement intensif des particules du matériau d'amortissement l'une par rapport à l'autre et par rapport aux surfaces latérales des saillies et de l'enveloppe cylindrique de la table et grâce à l'absorption de l'énergie du mouvement du plateau d'appui par le déplacement d'une certaine partie du matériau dsamortissement venant à la rencontre du plateau. The installation for the treatment of materials by explosion, according to the invention, makes it possible to significantly reduce the loads during the treatment of materials by explosion, which are transmitted by the work table to the base of the chamber following the absorption of the lead during a significant braking path of the support plate of the work table, thanks to the transformation of the energy of the movement of the support plate into heat during an intensive displacement of the particles of the material of damping with respect to each other and with respect to the lateral surfaces of the projections and of the cylindrical casing of the table and by virtue of the absorption of the energy of the movement of the support plate by the displacement d 'a certain part of the damping material coming against the plate.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection revendiquée. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described, as well as their combinations, if these are carried out according to the spirit and implemented in the context of the protection claimed.

Claims

1. Installation for the treatment of materials by explosion comprising a chamber (1) on the base (2) of which is installed a work table (3) made in the form of a cylindrical envelope (4) in which is disposed a damping material (5) and a support plate (6) for a working material mounted so that it can move during the explosion towards the damping material (5), characterized in that the support plate (6) of the work table (3) has projections (7) and cavities (8) acting as support surface of the plate (6), the projections being partially engaged before the explosion in the damping material (5) and in that the plate (6) is further mounted so that it can return after the explosion, in its starting position.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the support plate (14) of the work table (3) consists of three parts (15, 16, 17) arranged one above the other, the upper part (15) being designed to receive a working material (12), the intermediate part (16) acting as an intermediate damping layer and the lower part (17) whose support surface is under the form of projections (7) and cavities (8) acting as support for the support plate (14) of the work table (3) on the damping material (5).