RU2424906C1 - Thermal press - Google Patents

Thermal press Download PDF

Info

Publication number
RU2424906C1
RU2424906C1 RU2009144641/02A RU2009144641A RU2424906C1 RU 2424906 C1 RU2424906 C1 RU 2424906C1 RU 2009144641/02 A RU2009144641/02 A RU 2009144641/02A RU 2009144641 A RU2009144641 A RU 2009144641A RU 2424906 C1 RU2424906 C1 RU 2424906C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coolant
columns
channels
sleeves
bushings
Prior art date
Application number
RU2009144641/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009144641A (en
Inventor
Ринат Хасанович Ибрагимов (RU)
Ринат Хасанович Ибрагимов
Ильгис Вагизович Юсупов (RU)
Ильгис Вагизович Юсупов
Камилла Марсовна Ахмадуллина (RU)
Камилла Марсовна Ахмадуллина
Татьяна Александровна Енейкина (RU)
Татьяна Александровна Енейкина
Аркадий Павлович Евдокимов (RU)
Аркадий Павлович Евдокимов
Екатерина Александровна Тихонова (RU)
Екатерина Александровна Тихонова
Ленис Мубаракшевич Хакимов (RU)
Ленис Мубаракшевич Хакимов
Original Assignee
Ильгис Вагизович Юсупов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ильгис Вагизович Юсупов filed Critical Ильгис Вагизович Юсупов
Priority to RU2009144641/02A priority Critical patent/RU2424906C1/en
Publication of RU2009144641A publication Critical patent/RU2009144641A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2424906C1 publication Critical patent/RU2424906C1/en

Links

Landscapes

  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to pressure shaping and may be used in designing small-size presses developing different shaping forces. Thermal press comprises stationary bottom plate and one or two movable plates, extrusion ram, heat carrier or coolant feeder. Top plates are rigidly jointed to bottom plate via vertical columns. Every movable plate incorporates sleeve arrange therein. Columns and sleeves have heat carrier or coolant feed channels and are made from material with shape memory and processed thermo mechanically. Note here that, in feeding heat carrier or coolant in columns and sleeves, their length and ID may be varied. Extrusion ram and sleeve inner surface features mating annular grooves and ledges to allow engagement between extrusion rod and sleeves on feeding coolant into sleeve channels.
EFFECT: higher efficiency and safety.
2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области высоких и сверхвысоких давлений и может быть использовано при проектировании новых малогабаритных прессов, простых по конструкции, с практически неограниченными возможностями по созданию усилия прессования (лимитируемыми только прочностью деталей конструкции), используемых для деформации материалов при изготовлении деталей, синтеза новых материалов, кристаллов, и т.д.The present invention relates to the field of high and ultra-high pressures and can be used in the design of new small-sized presses, simple in design, with almost unlimited possibilities for creating a pressing force (limited only by the strength of structural parts) used for deformation of materials in the manufacture of parts, synthesis of new materials , crystals, etc.

В настоящее время для создания высоких и сверхвысоких давлений применяются пресса различных типов: гидравлические, механические (кривошипные, винтовые, фрикционные), гидромеханические (см. БСЭ).At present, various types of presses are used to create high and ultrahigh pressures: hydraulic, mechanical (crank, screw, friction), hydromechanical (see TSB).

Недостатками данных типов прессов являются большие габариты, металлоемкость, сложность конструкции, необходимость в сложных прецизионных деталях.The disadvantages of these types of presses are large dimensions, metal consumption, design complexity, the need for complex precision parts.

К примеру, для гидравлических прессов больших давлений необходимы мощные насосы, гидроцилиндры и гидростанции, трубопроводы высоких давлений, уплотнения подвижных частей, высокая точность обработки деталей.For example, high-pressure hydraulic presses require powerful pumps, hydraulic cylinders and hydrostations, high pressure pipelines, seals of moving parts, and high precision machining of parts.

Известны пресса, работа которых основана на принципе теплового расширения силовых элементов, например, пресс по [1], который состоит из двух плит и соединяющих их длинных колонок, нижние концы которых шарнирно крепятся к нижней плите, а верхние проходят сквозь прорези верхней плиты, причем на них нарезана резьба и навернуты гайки. Поочередно нагревая и охлаждая колонки, можно все время подтягивать гайки, таким образом сдвигая плиты и сдавливая находящуюся между ними заготовку.There are known presses whose operation is based on the principle of thermal expansion of power elements, for example, a press according to [1], which consists of two plates and long columns connecting them, the lower ends of which are pivotally attached to the lower plate, and the upper ones pass through the slots of the upper plate, they are threaded and nuts are screwed. Alternately heating and cooling the columns, you can tighten the nuts all the time, thus shifting the plates and squeezing the workpiece located between them.

Наиболее близким техническим решением является пресс [2] (прототип), представляющий собой неподвижную нижнюю траверсу и две верхние подвижные плиты, которые соединены между собой вертикальными колонками. Нижние концы колонн заделаны в нижнюю неподвижную плиту, а верхние концы заделаны в две верхние подвижные стальные плиты, помещенные одна над другой, причем колонки заделаны в них поочередно, так, чтобы одна была зажата нижней плитой, а следующая проходила через нее свободно, но была зажата верхней плитой и т.д. в шахматном порядке. Сквозь подвижные плиты по центральной оси пресса пропущен пресс-шток, который можно зажимать в верхних подвижных плитах. Поочередно нагревая и охлаждая колонки и, соответственно, поочередно зажимая пресс-шток в подвижных плитах, перемещают его, производя прессование.The closest technical solution is the press [2] (prototype), which is a fixed lower beam and two upper movable plates, which are interconnected by vertical columns. The lower ends of the columns are embedded in the lower fixed plate, and the upper ends are embedded in two upper movable steel plates placed one above the other, with the columns embedded in them alternately, so that one is clamped by the lower plate and the next passes through it freely, but clamped by the top plate, etc. in a checkerboard pattern. Through the movable plates on the central axis of the press the press rod is passed, which can be clamped in the upper movable plates. Alternately heating and cooling the columns and, accordingly, alternately clamping the press rod in the movable plates, move it by pressing.

Преимуществом данного пресса является простота устройства: не нужны маслонасосы, цилиндры, трубопроводы высоких давлений, уплотнительные устройства для предотвращения утечки рабочей жидкости в подвижных соединениях.The advantage of this press is the simplicity of the device: oil pumps, cylinders, high-pressure pipelines, and sealing devices are not needed to prevent leakage of working fluid in moving joints.

Однако данной конструкции присущи существенные недостатки, а именно: большая инерционность, необходимость значительных тепловых переходов в циклах «нагрев - охлаждение» силовых элементов. Например, если силовые элементы выполнены из стали, имеющей в среднем коэффициент линейного теплового расширения α порядка 12×10-6 град-1, то при длине силового элемента 1 м и тепловом перепаде 100°С изменение его длины составит всего 1,2 мм. Отсюда для обеспечения быстродействия (больших тепловых деформаций силовых элементов) необходимо увеличивать их длину и тепловой перепад цикла «нагрев - охлаждение» силовых элементов, что, в конечном итоге, увеличивает габариты термопресса, его энергоемкость и при нагреве более 100°С повышает опасность проведения процесса.However, this design has significant drawbacks, namely: a large inertia, the need for significant thermal transitions in the cycles of "heating - cooling" of the power elements. For example, if the power elements are made of steel with an average linear thermal expansion coefficient α of the order of 12 × 10 -6 deg -1 , then with a length of the power element of 1 m and a thermal difference of 100 ° C, the change in its length will be only 1.2 mm. Hence, to ensure speed (large thermal deformations of power elements), it is necessary to increase their length and the thermal difference of the “heating - cooling” cycle of power elements, which, ultimately, increases the dimensions of the thermal press, its energy consumption, and when heated more than 100 ° C, it increases the risk of the process .

Задачей изобретения является разработка конструкции пресса, развивающего большие усилия, принцип действия которого основан на тепловой деформации силовых элементов, но с большим быстродействием и малыми тепловыми перепадами циклов «нагрев - охлаждение» силовых элементов, обеспечивающими безопасность проведения процесса.The objective of the invention is to develop the design of the press, developing great effort, the principle of which is based on the thermal deformation of the power elements, but with high speed and small thermal differences in the cycles of "heating - cooling" of the power elements, ensuring the safety of the process.

Указанная задача решается за счет того, что в известной конструкции пресса, включающей нижнюю неподвижную плиту и одну или две верхние подвижные плиты, соединенные вертикальными колонками, выполняющие роль силовых элементов, пресс-шток, устройство подачи теплоносителя и хладоагента, в подвижных плитах расположены втулки, последние с колонками имеют каналы для ввода и вывода теплоносителя и хладоагента, причем колонки и втулки выполнены из материла, обладающего эффектом памяти формы, например, из никелида титана, который меняет свои размеры при незначительном изменении температуры на 10-15%. Температурный интервал изменения формы (размеров) составляет всего несколько десятков градусов (порядка 27-30°С), причем при изменении формы изделие из этого материала развивает усилия в 30-60 кг/мм2. На пресс-штоке и внутренней поверхности втулок выполнены одинаковые кольцевые канавки и выступы.This problem is solved due to the fact that in the known design of the press, including the lower fixed plate and one or two upper movable plates connected by vertical columns, acting as power elements, a press rod, a coolant and coolant supply device, bushings are located in the movable plates, the latter with columns have channels for input and output of coolant and coolant, and the columns and bushings are made of a material having a shape memory effect, for example, titanium nickelide, which changes its size Xer with a slight change in temperature by 10-15%. The temperature range of the change in shape (size) is only a few tens of degrees (about 27-30 ° C), and when changing the shape of a product from this material develops forces of 30-60 kg / mm 2 . On the press rod and the inner surface of the bushings are made the same annular grooves and protrusions.

Колонки и втулки подвижных плит пресса термомеханически обработаны таким образом, что изменение их формы происходит в диапазоне безопасных для человека температур 30-60°С, причем при нагреве до 60°С колонки удлиняются на 10-15%, а внутренний диаметр отверстия втулок подвижных плит, охватывающих подвижный шток пресса при нагреве, также увеличивается на 10-15%. При охлаждении до температуры ниже 30°С происходит обратный процесс.The columns and bushings of the movable plates of the press are thermomechanically processed so that their shape changes in the range of temperatures safe for humans 30-60 ° C, and when heated to 60 ° C, the columns are extended by 10-15%, and the inner diameter of the hole of the bushings of the movable plates covering the movable rod of the press during heating also increases by 10-15%. When cooled to a temperature below 30 ° C, the reverse process occurs.

Предлагаемое устройство с одной или двумя подвижными плитами (оптимальный вариант) представлено на чертеже и включает в себя нижнюю неподвижную плиту 1, подвижный пресс-шток 2, две пары колонок 3 и 4, которые выполняют роль силовых элементов, подвижные плиты 5 и 6, жестко связанные соответственно с колонками 3 и 4, в плитах 5 и 6 размещены соответственно втулки 7 и 8, регулируемую подставку 9 и устройство 10 для подачи теплоносителя и хладагента, например, горячую и холодную воду или др. Колонки 3 и 4 и втулки 7 и 8 выполнены из материала, обладающего эффектом памяти, например, из никелида титана, в колонках 3 и 4 для ввода теплоносителя или хладагента выполнены соответственно каналы 11 и 12, а во втулках 7 и 8 - соответственно каналы 13 и 14. Причем на пресс-штоке 2 и втулках 7 и 8 выполнены соответствующие друг другу кольцевые канавки 15, в которые входят образованные при этом выступы 16 на пресс-штоке и втулке при охлаждении последней. На подставке 9 располагается прессуемая заготовка 17.The proposed device with one or two movable plates (the best option) is shown in the drawing and includes a lower fixed plate 1, a movable press rod 2, two pairs of columns 3 and 4, which act as power elements, movable plates 5 and 6, rigidly associated with columns 3 and 4, in plates 5 and 6, respectively, bushings 7 and 8, an adjustable stand 9 and a device 10 for supplying coolant and refrigerant, for example, hot and cold water, etc. are placed. Columns 3 and 4 and bushings 7 and 8 made of material with effective channels, for example, from titanium nickelide, in columns 3 and 4, channels 11 and 12 are made for introducing a coolant or refrigerant, and channels 13 and 14, respectively, are made in bushings 7 and 8. Moreover, on the press rod 2 and bushings 7 and 8 respective annular grooves 15 are made, into which protrusions 16 formed in this case on the press rod and the sleeve are included when the latter is cooled. On the stand 9 is the pressed workpiece 17.

Работа термопресса заключается в следующем:The work of a thermal press is as follows:

Из устройства 10 в каналы 13 и 14 втулок 7 и 8 подается теплоноситель; при этом внутренний диаметр втулок 7 и 8 увеличивается и последние своими выступами 16 и канавками 15 выходят из зацепления со штоком 2, далее в каналы 11 и 12 колонок 3 и 4 подается теплоноситель, при этом колонки 3 и 4 удлиняются (без пресс-штока). Далее к пресс-штоку 2 подводится регулируемой подставкой 9 заготовка 17. После этого начинается процесс прессования. В каналы 13 втулок 7 подается хладагент, при этом внутренний диаметр втулок 7 уменьшается и она своими выступами 16 и канавками 15 входит в зацепление с соответствующими канавками 15 и выступами 16 на пресс-штоке. Далее через каналы 11 подается хладагент в колонки 3, последние, охлаждаясь, укорачиваются, перемещая за собой вниз подвижную плиту 5 с втулкой 7 и, соответственно, двигая пресс-шток 2 вниз, производят прессование заготовки 17. После прессования во втулку 7 через каналы 13 вновь подается теплоноситель и после нагрева втулка выходит из зацепления с пресс-штоком и после этого в колонку 3 по каналам 11 подается теплоноситель и подвижная плита 5 с втулкой 7 поднимается вверх. Одновременно в каналы 14 втулки 8 подается хладоагент, вводя ее в зацепление с пресс-штоком, после этого хладагент через каналы 12 подается в колонки 4, которые, охлаждаясь, укорачиваются и перемещают пресс-шток 2 вниз за счет зацепления его с втулкой 8 подвижной плиты 6, производя прессование заготовки 17. Далее во втулку 8 вводится теплоноситель, освобождая его от зацепления с пресс-штоком, после чего теплоноситель вводится в колонки 4, которые перемещают подвижную плиту 6 вверх.From the device 10, the coolant is supplied to the channels 13 and 14 of the bushings 7 and 8; the inner diameter of the bushings 7 and 8 increases and the latter, with their protrusions 16 and grooves 15, disengage from the rod 2, then coolant is supplied to the channels 11 and 12 of columns 3 and 4, while columns 3 and 4 are extended (without a press rod) . Next, the workpiece 17 is brought to the press rod 2 with an adjustable stand 9. After this, the pressing process begins. Refrigerant is supplied to the channels 13 of the bushings 7, while the inner diameter of the bushings 7 decreases and it engages with its protrusions 16 and grooves 15 with the corresponding grooves 15 and protrusions 16 on the press rod. Then, through the channels 11, the refrigerant is supplied to the columns 3, the latter, being cooled, are shortened, moving the movable plate 5 with the sleeve 7 down and, accordingly, moving the press rod 2 downwards, the workpiece 17 is pressed. After pressing into the sleeve 7 through the channels 13 the coolant is supplied again and after heating, the sleeve disengages from the press rod and after that the coolant is supplied to column 3 through channels 11 and the movable plate 5 with the sleeve 7 rises. At the same time, the refrigerant is fed into the channels 14 of the sleeve 8, bringing it into engagement with the press rod, after which the refrigerant through the channels 12 is supplied to the columns 4, which, cooling, are shortened and move the press rod 2 down due to its engagement with the sleeve 8 of the movable plate 6, pressing the workpiece 17. Next, the coolant is introduced into the sleeve 8, freeing it from engagement with the press rod, after which the coolant is introduced into the columns 4, which move the movable plate 6 up.

И так циклы повторяются и пресс-шток «шажками» перемещается и подпрессовывает заготовку до нужного размера.And so the cycles are repeated and the press rod moves in the steps and prepress the workpiece to the desired size.

Преимущества такого пресса - это безопасность (максимальный интервал температур 30-60°С), быстрота действия, т.е. скоротечность процесса прессования, и создание больших усилий прессования (от 30 до 60 кг/мм2).The advantages of such a press are safety (maximum temperature range 30-60 ° C), speed of action, i.e. the transience of the pressing process, and the creation of large pressing forces (from 30 to 60 kg / mm 2 ).

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент США №32874861. US Patent No. 3287486

2. Авт. св. СССР 264900 (прототип).2. Auth. St. USSR 264900 (prototype).

Claims (2)

1. Термопресс, содержащий нижнюю неподвижную и одну или две верхние подвижные плиты, жестко соединенные с нижней плитой посредством пары вертикальных колонок, пресс-шток, устройство для подачи теплоносителя или хладоагента, отличающийся тем, что каждая подвижная плита снабжена размещенной в ней втулкой, вертикальные колонки и втулки выполнены с каналами для подачи теплоносителя или хладоагента из устройства для их подачи из материала, обладающего эффектом памяти формы, и термомеханически обработаны с обеспечением возможности при подаче в их каналы теплоносителя или хладоагента изменения соответственно длины и внутреннего диаметра, при этом пресс-шток и внутренняя поверхность втулок выполнены с соответствующими другу другу кольцевыми канавками и выступами для обеспечения зацепления пресс-штока со втулками при подаче в каналы втулок хладоагента.1. A thermal press comprising a lower fixed and one or two upper movable plates rigidly connected to the lower plate by means of a pair of vertical columns, a press rod, a device for supplying a coolant or a refrigerant, characterized in that each movable plate is equipped with a sleeve housed in it, vertical columns and bushings are made with channels for supplying a coolant or a refrigerant from a device for supplying them from a material having a shape memory effect, and are thermomechanically processed to allow for supply channels in their coolant or refrigerant changes respectively the length and inner diameter, wherein the ram and the inner surface of the sleeves are made from mutually corresponding annular grooves and projections for engaging with the ram bushing by being supplied with coolant channels bushings. 2. Термопресс по п.1, отличающийся тем, что колонки и втулки выполнены из никелида титана. 2. Thermopress according to claim 1, characterized in that the columns and bushings are made of titanium nickelide.
RU2009144641/02A 2009-12-01 2009-12-01 Thermal press RU2424906C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144641/02A RU2424906C1 (en) 2009-12-01 2009-12-01 Thermal press

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144641/02A RU2424906C1 (en) 2009-12-01 2009-12-01 Thermal press

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009144641A RU2009144641A (en) 2011-06-10
RU2424906C1 true RU2424906C1 (en) 2011-07-27

Family

ID=44736340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009144641/02A RU2424906C1 (en) 2009-12-01 2009-12-01 Thermal press

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2424906C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU227704U1 (en) * 2024-06-22 2024-07-30 Вадим Борисович Гусев Heat press for making dentures

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU227704U1 (en) * 2024-06-22 2024-07-30 Вадим Борисович Гусев Heat press for making dentures

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009144641A (en) 2011-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mai et al. Electrical-assisted embossing process for fabrication of micro-channels on 316L stainless steel plate
US20210237026A1 (en) Method and apparatus for producing biofuel in an oscillating flow production line under supercritical fluid conditions.
CN101856687B (en) Current-assisted titanium and titanium alloy corrugated pipe single-bellow continuous forming device and method
RU2424906C1 (en) Thermal press
Cheng et al. Buckling prevention of a single long NiTi tube compressive elastocaloric regenerator
CN202106648U (en) Laser holographic mould pressing steel roller
CN101856678A (en) Device capable of realizing accurate control of equal-channel angular extrusion processing route
EP2862701B1 (en) Molding device
CN203235831U (en) Plate heating forming device
CN211727346U (en) Novel mould for forging
KR20120040394A (en) Forming apparatus of aluminium sheet for ship structure
KR101180878B1 (en) Mold Heating and Cooling System Using Vapor Compression Cycle
CN108637091A (en) The multidirectional red stamping die of one kind and forming method
RU2472849C1 (en) Oil press
EP4139571A1 (en) Energy cell, device and method for converting heat into hydraulic energy
KR101651021B1 (en) An internal coupled device used for friction stir welding and a method for using the internal coupled device
RU169069U1 (en) DEVICE FOR THERMAL ANNEALING OF PLANE HIGH-PRECISION PRODUCTS FROM METALS AND HIGH HARDNESS ALLOYS UNDER PRESSURE
RU119656U1 (en) ISOMETRIC EXPLOSION STAMP
CN203697299U (en) Polytetrafluoroethylene pipe material shaping device
CN100592942C (en) Internal heating metal pipe material medium-high temperature high water pressure once shaping method and equipment
RU2415730C1 (en) Metal forming device
CN110355317B (en) Plug cover hot forging die and cooling method thereof
RU2455101C1 (en) Heat-insulation pads for dies
SU658009A1 (en) Thermal press
RU122317U1 (en) DEVICE FOR OBTAINING PROCESSES FROM HARDENED METAL