Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Матрица

Матрица – специальная металлическая форма, предназначенная для получения каких-либо изделий путем прессования (ручного или машинного). Матрица изготавливается из тугоплавких металлов или сплавов, потому что в нее заливают расплавленный металл (или сплав металлов), имеющий высокую температуру. Матрица используется в основном для получения деталей небольших размеров, причем внутренняя часть ее имеет форму, аналогичную форме изготавливаемой детали. В матрицу набирают (наливают) определенную порцию расплава, которая при движении пуансона вниз перемещается и заполняет пространство между пуансоном и матрицей, при этом формовое кольцо, находящееся в верхней части матрицы, предназначено для создания ровной поверхности верхнего края изделия. Матрицу выполняют разъемной, это позволяет легко извлечь изделие из формы. Формовое кольцо и пуансон матрицы также изготавливают из тугоплавкого металла или сплава, потому что они находятся в контакте с расплавом.

Матрица используется не только для получения изделий из металлов или их сплавов, но также стеклоизделий и изделий из пластических масс.

Маховик – вращающийся элемент какого-либо механизма, для которого характерно наличие добавочного момента инерции. Маховик предназначен для обеспечения уменьшения коэффициента неравномерности движения механизма. Маховик обычно выполняют в виде массивного сплошного диска или шкива с тяжелым ободом и спицами. Маховик в процессе работы всего механизма аккумулирует энергию при увеличении угловой скорости и отдает ее при уменьшении скорости. Маховики применяются в таких механизмах, как полуавтоматические пресс-ножницы для резки листовой полосовой стали, шахтный подъемник и др.

Если рассмотреть процесс движения маховика за один период установившегося движения tц и при этом пренебречь инерцией звеньев механизма (в котором установлен маховик), то получают уравнение движения механизма следующего вида:

(Jм ω2max ) / 2 – (Jм ω2min) / 2 = А

где JM – момент инерции маховика; А изб – избыточная работа на участке между экстремальными значениями угловой скорости ωmax и ωmin .

Полагая далее:

Jм (ωmax – ωmin) × (ωmax + ωmin) / 2 = Аизб.

и с учетом того, что средняя скорость ωс = (ωmax + ωmin), а отношение (ωmax – ωmin) / ωc равно коэффициенту неравномерности движения механизма (какого-либо), получается J = Аизб/ (δ – ω2c).

Если к механизму подключен двигатель (электрический или внутреннего сгорания) через передачу, то момент инерции маховика может быть уменьшен на величину JДi2, где JД – момент инерции ротора двигателя, i – передаточное отношение – отношение угловых скоростей, ротора двигателя и маховика. Jм может быть пересчитан, если маховик установлен на валу передачи, не являющемся звеном приведения. В этом случае J3M = J2M(ω2 / ω3), где индекс 2 относится к звену, для которого проведен расчет, 3 – к звену, на котором установлен маховик.

Медогонка – устройство, выполненное по принципу действия сепаратора, представляет собой нержавеющую емкость, в которой помещают рамку с пчелиным сотом. Рамка с сотом, наполненным медом, закрепляется жестко (т. е. неподвижно) между двумя металлическими стержнями, которые изготовлены из нержавеющей стали. Стержни с рамкой (вместе с сотом) устанавливаются во вращающемся барабане (его также изготавливают из нержавеющей стали). Барабан приводится во вращение вручную или с помощью небольшого электродвигателя. При вращении рамки с сотом мед из него стекает в специальную емкость (емкость выполняется также из нержавеющей стали). Первые медогонки были полностью изготовлены из дерева. При этом использовалась в основном древесина липы, привод был только ручным.

Мельницы представляют собой механическое устройство для помола твердых веществ.

Для создания помола используются как мельницы без мелющего тела, так и мельницы, в конструкцию которых включены мелющие тела. Мелющими телами могут быть металлические, керамические и созданные из другого материала шары, стержни, скатанная кремневая галька и т. д.

Мельницы, имеющие свободные мелющие тела, следующие:

  1) тихоходные вращающиеся барабанные мельницы, к которым относятся шаровые, стержневые, галечные, применяются для грубого, среднего и тонкого помола;

  2) быстроходные мельницы, например вибрационные, центробежно-шаровые, планетарные, магнитные, бисерные, направлены на создание тонкого и сверхтонкого помола.

Барабанная шаровая мельница оснащается мелющими телами примерно на 35—40% от всего объема мельницы, изначальный материал помещается в межшаровое пространство, помол осуществляется при взаимодействии крупных частей и шаров и образуемого взаимного истирания частей материала. Состоит из корпуса, мелющих тел, футеровочных плит, привода. Достоинства: прекрасно себя показала при использовании в многотоннажных производствах, конструкция разработана достаточно просто. Недостатки: обладает значительной металлоемкостью, мелющие тела подвержены большому износу, создают при работе большой шум. Барабанные шаровые мельницы применяются для помола на производстве барита, фосфоритной муки. Мельницам этого типа присвоена степень измельчения 20—100.

Барабанная бесшаровая мельница, также называемая машиной самоизмельчения, включает в себя корпус, диафрагму, привод. Используется в производстве асбеста, для переработки горно-химического сырья. Разработана аналогично шаровым измельчителям, оснащается мелющими телами в виде крупных частей материала. Достоинство: в результате работы барабанной бесшаровой мельницы создаются высокочистые измельченные продукты. Недостатки: мельница достаточно большого размера, при помоле накапливаются фракции средних размеров, требующие дополнительного повторного измельчения. Степень измельчения барабанной бесшаровой мельницы составляет 180—300.

Центробежно-шаровая мельница состоит из следующих элементов: корпус; чаша; отбойная поверхность статора; отражательная решетка; воздушный сепаратор; привод; воздухопровод; вентилятор; шары; штуцеры, которые выполняют функцию подачи исходного твердого вещества и подачи воздуха. Мельницы этого типа применяются для помола талька, мела и т. д. В конструкцию мельницы включены шары, которые из вращающейся чаши отбрасываются при помощи центробежных сил, попадая на отбойную поверхность статора. Измельчение твердого вещества происходит в результате действия стесненного удара, затем происходит возвращение в чашу. Вентилятор образует поток воздуха, который уносит переработанный материал, при этом оставшиеся крупные части вещества и зерна, парированные соответствующей решеткой и сепаратором, вновь отправляются в чашу на повторное измельчение. Достоинства: достаточно высокая удельная производительность. Недостатки: высокий уровень износа элементов конструкции мельницы, создание шума в результате работы. Степень измельчения центробежно-шаровых мельниц соответствует 5—100.

Вибрационная шаровая мельница включает в себя корпус, дебалансы, электродвигатель. Используется для измельчения гидрокарбоната Na, сурика, охры, пигментов, кварца, графита. Мельницы такого типа загружаются до 80—90% от объема шарами, корпус устанавливается на пружинах. В результате действия вращающихся дебалансов корпус образует колебания, определяемые как частые круговые, при этом шарам сообщаются импульсы и они совершают движение по сложным траекториям, создавая усиленное измельчение и перемешивание твердых веществ, расположенных в межшаровом пространстве. Достоинства: в результате работы вибрационной мельницы получается высокодисперсный продукт; процесс помола занимает непродолжительное время; компактность мельницы. Недостатки: создание шума в процессе работы, производительность лимитирована. Степень измельчения определяется как 20—200.

Планетарная мельница создана из следующих частей: привод, малая шестерня, зубчатое колесо, барабан, водило. Конструкция мельницы разработана объединением некоторого числа барабанов при помощи единого водила. Ось отдельного барабана оснащается малой шестерной, которая насаживается на ось, при этом малая шестерня зацепляется с центральным зубчатым колесом, находящимся в неподвижном состоянии. В результате вращательного движения водила малые шестерни объезжают вкруговую относительно колеса, барабаны создают одновременное вращение относительно своих осей и центрального вала, при этом мелющие тела наделяются движением по сложной траектории при больших ускорениях, благодаря чему измельчение получается интенсивным. Достоинство: планетарные мельницы обладают высокой эффективностью помола. Недостатки: небольшая продуктивность, процесс производства периодичен, основное направление применения – малотоннажное производство, продукт подвержен сильному нагреву, так как при процессе производства происходит достаточно большое выделение теплоты. Планетарные мельницы широко распространены в горно-химическом производстве, например для переработки руд, мельницы получили применение как лабораторные устройства быстрого действия, производящие подготовительные пробы для экспресс-тестов. Степень измельчения планетарных мельниц соответствует 20—300.