МАШИНОСТРОЕНИЕ

ТАБЛЕТОЧНЫЕ МАШИНЫ

Таблетирование предназначено для полу­чения компактных изделий или полуфабрика­тов в виде таблеток или брикетов из сыпучих или волокнистых материалов. Таблетирование в химической промышленности широко при­меняется в процессах переработки пластмасс, при изготовлении катализаторов, асборезино - вых изделий, продуктов бытовой химии, неко­торых видов удобрений и т. д.

Как и при гранулировании, таблетки (брикеты) используются, как готовый продукт (катализаторные кольца, в бытовой химии, медицинские препараты и др.) либо как про­межуточный полупродукт, который подверга­ется последующей переработке. В первом слу­чае таблеточные машины (машины-автоматы) имеют высокую производительность благодаря снижению времени, затрачиваемого на вспомо­гательные операции, меньшую себестоимость и лучшую стабильность готовых изделий и т. д. Кроме того, таблеточные машины могут изго­товлять одновременно изделия различной кон­фигурации.

Во втором случае преимущества таблети - рованного материала перед сыпучим аналогич­ны преимуществам гранулированного, кроме того решена важная проблема дозирования, так как таблетка-полуфабрикат определенной мас­сы позволяет организовать в последующих стадиях процесса безотходную технологию.

В процессах таблетирования (брикетиро­вания) прочность таблеток мало зависит от размера исходных частиц, так как высокое давление способствует гомогенизации исход­ных смесей, уменьшению пористости, а следо­вательно количества связующего. Для прессо­вок без связующего, например, металлических порошков, механизм сцепления объясняется механическим сцеплением, электростатиче­скими силами и силами трения; таблетирова - ние с использованием связующего может быть описано механизмом^ (см. рис. 2.4.1).

По характеру взаимодействия рабочих органов и объектов обработки таблеточные машины относятся к машинным агрегатам, в которых осуществляется прерывно-опера­ционные (дискретные) технологические про­цессы. Сложность операций, из которых состо­ит технологический процесс, определяет кон­струкцию исполнительных органов таблеточ­ной машины, ее кинематическую схему и об­щую компоновку.

Для классификации машин-автоматов, к которым относятся таблеточные машины, ис­пользуют предложенную Л. Н. Кошкиным гра­дацию на четыре класса по характеру соотно­шения технологического и транспортного дви­жения исполнительного органа и объекта обра­ботки.

К машинам первого класса относятся те, в которых исполнительный орган машины вы­полняют операции при неподвижном объекте обработки (транспортное движение объекта обработки отсутствует). Таким образом, транс­портные и рабочие перемещения находятся в противоречии, каждое из них занимает опреде­ленное место в балансе времени, составляю­щем технологический, а также рабочий цикл

Гр, что ограничивает возможности по повыше­нию производительности агрегата.

Машины этого класса предназначены для производства штучной продукции. Это различ­ного типа гидравлические и кривошипные (эксцентриковые) таблеточные машины, литье­вые машины для переработки полимерных материалов, упаковочные машины и пр. Боль­шинство этих машин - автоматы и полуавто­маты.

В машинах второго класса для осуществ­ления технологического процесса необходимо обеспечить заданные значения скоростей вспомогательных органов по величине и на­правлению. Обычно транспортное движение объекта обработки совпадает с рабочим дви­жением исполнительного органа машины. Та­кие машины служат для выпуска как штучной, так и нештучной продукции; их производи­тельность определяется оптимальной скоро­стью выполнения рабочей операции.

К машинам такого класса относятся, на­пример, вальцы, червячные прессы в производ­стве керамических материалов и переработке пластмасс, оплеточные машины кабельного производства и др. Некоторые из этих машин - автоматического действия.

В машинах третьего класса скорость транспортного перемещения объекта обработ­ки не зависит от скорости рабочего перемеще­ния исполнительного органа машины. Это по­зволяет теоретически получить сколь угодно высокую производительность агрегата.

К машинам этого класса относятся ро­торные таблеточные машины, роторные прес­сы для производства кирпича и других керами­ческих материалов.

В машинах четвертого класса исполни­тельный орган неподвижен, осуществляется лишь транспортное перемещение объекта об­работки. Машина, по сути дела, вырождается в аппарат.

Таблеточные машины относятся к перво­му и третьему классу. Основными производи­телями таблеточных машин являются фирмы: Стоке (США), Манести (Великобритания), В. Фетте, Киллиан, Хорн (Германия), «Метал­лист» (Россия), Мариупольский завод техноло­гического оборудования (Украина).

Кривошипные таблеточные машины. Эти машины-автоматы первого класса с жест­кой программой имеют периодическое пере­мещение объекта обработки, однопозиционное, могут быть одно - и двухпоточными (в послед­нем случае используется двухкривошипный главный вал) с одногнездным или многогнезд- ным инструментом.

Они применяются для производства штучной продукции: при переработке терморе­активных композиций, в химико-фарма­цевтической промышленности, для производ­ства металлокерамических изделий и т. д. Таб- летирование позволяет получить из порошка компактную таблетку определенной массы и прочности. Процесс состоит из четырех опера­ций: объемного дозирования порошка в матри­цу, прессования порошка с образованием таб­летки, выталкивания таблетки из матрицы и перемещения ее в тару. Точность дозирования в таблеточных машинах - до 2 % массы дозы.

Технологический процесс таблетирова - ния начинается с операции дозирования (рис. 2.4.17), при выполнении которой башмак 1 питателя-дозатора находится над матрицей 2, установленной в столе пресса. Глубина Н за­полнения матрицы определяется положением нижнего пуансона 4. Затем башмак питателя - дозатора отводится в сторону, а верхний пуан­сон 3, перемещающийся вертикально, осуще­ствляет прессование порошка. Конечная высо­та таблетки h\ если нижний пуансон при прес­совании не перемещается, то путь верхнего пуансона в матрице Н - И. В некоторых табле­точных машинах перед прессованием нижний пуансон немного смещается вниз, чтобы не происходило «выплескивания» порошка из матрицы при входе в нее верхнего пуансона.

Дозирование сыпучего, материала (отде­ление дозы порошка от остальной его массы) следует отнести к основным операциям. Ана­логично классифицируется и операция прессо­вания.

Выталкивание таблетки из матрицы в кривошипной таблеточной машине осуществ­ляется вверх до уровня поверхности стола с помощью нижнего пуансона 4. При очередном перемещении в позицию дозирования башмак питателя-дозатора передней кромкой переме­щает таблетку, вытолкнутую из матрицы, по поверхности стола на наклонной лоток, кото­рый направляет ее в тару.

Операция выталкивания и перемещение таблетки - вспомогательные операции.

Опускание нижнего пуансона и заполне­ние матрицы следующей дозой порошка начи­нается только после того, как башмак перекро­ет отверстие матрицы. Это позволяет снизить разброс массы таблеток при дозировании.

На станине 1 установлен корпус 4 криво­шипной таблеточной машины, в котором раз­мещены все исполнительные механизмы (рис. 2.4.18). От электродвигателя 2 при помощи клиноременной передачи 3 вращение передает­ся шкиву-маховику 5, установленному на про­межуточном валу, который через зубчатую передачу приводит во вращение распредели­тельный вал - главный вал машины.

На главном валу закреплены кривошип механизма прессования 7 и кулачки механиз­мов дозирования и выталкивания. Механизм дозирования состоит из кулачка, от которого приводится коромысло 8 рычажной кинемати­ческой цепи. Питатель-дозатор 6 с башмаком 9 совершают возвратно-поступательное движе­ние над поверхностью стола.

Вытолкнутая на поверхность стола таб­летка перемещается башмаком 9 на наклонный лоток 10, а оттуда - в тару, устанавливаемую на подставку 11.

В кривошипно-ползунном механизме прессования (рис. 2.4.19) предусмотрена регу­лировка длины шатуна, что позволяет менять глубину захода верхнего пуансона в матрицу, т. е. степень уплотнения порошка при прессо­вании. С этой целью в корпусе шатуна 3 уста­новлена эксцентриковая втулка 5, которая мо­жет поворачиваться относительно корпуса шатуна при помощи червяка 4. Распредели­тельный вал 1 образует с эксцентриковой втул­кой вращательную цилиндрическую кинемати­ческую пару. Другим шарниром шатун соеди­нен с ползуном 7, в котором закреплен толка­тель верхнего пуансона 9. При повороте втулки 5 изменяется нижнее крайнее положение пол­зуна 7.

Дисковые пазовые кулачки механизмов выталкивания и дозирования конструктивно объединены в одну деталь 2. Механизм вытал­кивания состоит из кулачка и штанги-тол­кателя 8, на одном конце которой закреплен ролик б, а на другом - вилка 16. При подъеме штанги вилка /б, охватывающая проточку кор­пуса 14 нижнего пуансона /3, поднимает его вверх, осуществляя выталкивание таблетки из матрицы 17. Нижнее положение пуансона 13 регулируется винтовым механизмом; при по­вороте гайки 15 изменяется по высоте положе­ние нижнего пуансона и, следовательно, глу­бина заполнения матрицы 17.

Башмак механизма дозирования имеет ворошители 10, которые предупреждают сво - дообразование порошка и способствуют подаче его в матрицу. Вращение ворошителям переда­ется от зубчатого колеса //, сцепленного с неподвижной рейкой 12.

Техническая характеристика кривошип­ной таблеточной машины ТП-1М приведена ниже.

Диаметр прессуемых таблеток,

TOC \o "1-3" \h \z мм, не более...................................................... 12

Глубина заполнения матрицы, мм, не более..... 15

Максимальная сила прессования, кН................. 17

Производительность, шт/ч, не более............. 3000

Мощность двигателя, кВт................................ 1,1

Габаритные размеры, мм........... 600 х 560 х 1300

Масса, кг.......................................................... 300

Номенклатура кривошипных таблеточ­ных машин велика, что объясняется использо­ванием их для таблетирования множества ма­
териалов, диаметр таблеток 12... 100 мм, сила прессования 20 кН...1 МН, а производитель­ность 1000...5000 шт./ч.

Преимущество кривошипных таблеточ­ных машин состоит в надежности и простоте их конструкции, быстрой и несложной перена­ладке пресс-инструмента при переходе на вы­пуск других изделий.

К недостаткам нужно отнести низкий КПД (Г| = 0,35...0,6), что объясняется потерями на трение при действии больших сил в кинема­тических парах.

Технологический расчет. Основная зави­симость, необходимая при реализации процес­са таблетирования, - связь между плотностью полученной таблетки р и давлением прессова­ния р.

Теоретический закон не выведен и суще­ствует более 100 математических зависимостей Р = fip\ привязанных к определенным груп­пам прессуемых материалов и работающих при наличии некоторых экспериментальных кон­стант прессования. Наиболее универсальными являются степенная зависимость Смита и экс­поненциальная Кунина - Юрченко:

1 /а

Р = Рн

Р = Рпр -(К0/а)е

Где рн - начальная плотность порошка; рпр -

Условная предельная плотность; А, а,Кц, а - экспериментальные константы для прес­суемых материалов.

Теоретическая производительность, шт./ч,

Mw

QT =3600

Где т - число гнезд в пресс-инструменте; Гр -

Время рабочего (выпускного) цикла, ч; w - чис­ло потоков.

Фактическая производительность

Вф = K\\Qt>

Где Ки = КТ ИК0рГ - коэффициент использо­вания; Кти - коэффициент, учитывающий простои по техническим причинам (износ и замену инструмента, ремонт оборудования, наладку, настройку, техническое обслуживание и т. д.; А^0рГ - коэффициент, учитывающий

Простой от брака, вследствие некондиционных прессуемых материалов, неудовлетворитель­ной организации работы и т. д.

Энергетический расчет. При наличии экспериментально подтвержденной зависимо­сти р = f(p) можно найти работу прессова­ния

Рк л dp

Jcp(p)^,

J PZ

О

Где т - масса таблетки; рк - конечная плот­ность.

Для определения работы при выталкива­нии таблетки АВЫТ вначале определяют силу выталкивания

Р = NDhi

1 выт

Где h, D - высота и диаметр таблетки; тВЬ1Т - удельная сила трения при выталкивании (экс­периментальная величина). Тогда

/Г

^выт ~ ^выт ^пр +

Где Snр - ход таблетки внутри матрицы при

Выпрессовке.

Мощность двигателя кривошипной таб­леточной машины

А 4-А ^пр т ^выт

NaB=( 1,2...1,4)

Л^р

Время рабочего цикла; ^р = ^пр + ^выт + ^хх » ^пр ' ^выт > ^хх ~~ вРемя соответственно прессования, выталкивания и холостого хода.

Роторные таблеточные машины. Про­изводительность роторных таблеточных машин достигает 5-Ю5 шт/ч, чем объясняется их ши­рокое использование в химической и химико - фармацевтической промышленности. Роторные таблеточные машины агрегаты непрерывного действия, в которых все технологические опе­рации процесса таблетирования (дозирования, прессования, выталкивания) выполняются од­новременно несколькими (до 41) комплектами пресс-инструмента, расположенного по окруж­ности ротора.

Роторные таблеточные машины выпус­каются как однократного действия, так и мно­гократного: одно-, двух-, трех - и четырехкрат­ного действия (число потоков w). У машин однократного действия пресс-инструмент за один оборот формирует только одну таблетку, у многократного - больше.

Максимальный диаметр таблеток, изго­товляемых на этих машинах, достигает 30 мм, а сила прессования 100 кН.

Роторная таблеточная машина МТ-ЗА от­носится к третьему классу, с жесткой програм­мой, многопозиционная, прессование двусто­роннее. Для предохранения от перегрузки в цепь электродвигателя включается тепловое реле и реле максимального тока.

Техническая характеристика роторной машины МТ-ЗА приведена ниже.

Число таблеток, шт /мин,

При частоте вращения ротора, мин-1:

5,6 ............................................. 85

7,5 112

11,1 ...................................................... 166

Наибольшая сила прессования, кН.......................................... % 90

Наибольшая глубина

Заполнения матрицы, мм................................................................ 50

Число комплектов прессующего инструмента... .15

Диаметр таблеток, мм...................................................................... 30

Масса таблетки, г....................................................................... 9... 16

Мощность двигателя, кВт.............................................. 4,8/5,7/7,5

Частота вращения

Вала двигателя, мин................................................ 710/950/1430

Габаритные размеры, мм.......................... 1800 х 1450 х 1810

Масса, кг...................................................................................... 3385

Таблеточная машина МТ-ЗА имеет литую станину У, внутри которой размещены зубча­тый и червячный редукторы и фрикцион­ная муфта (рис. 2.4.20). К станине прикреплена
нижняя плита 2. соединенная пятью колоннами 4 с верхней плитой 3. Червячное колесо редук­тора закреплено на главном валу 5, который приводит во вращение ротор 6. Пресс-порошок загружается в бункер 7, заслонка 8 последнего служит для перекрытия подачи порошка в при­емник 10. а заслонка 9 - для удаления порошка из приемника после остановки машины. В при­емнике порошка расположен ворошитель У У, вал 12 которого приводится во вращение от главного вала посредством трех зубчатых ко­лес 13. Машина имеет штурвалы для регулиро­вания объема порошка, засыпаемого в матрицу при дозировании, для изменения силы таблети - рования, для ручного проворота ротора маши­ны с холостого хода на рабочий. Готовые таб­летки по перфорированному лотку направля­ются в приемник.

Ротор таблеточной машины состоит из трех поясов, по окружности которых располо­жено 15 комплектов пресс-инструмента: мат­рицы в среднем поясе, а в направляющих верх­него и нижнего поясов - соответственно верх­ние и нижние толкатели с пуансонами. При вращении ротора толкатели имеют переносное вращательное движение вместе с ротором, и за счет набегания роликов на неподвижные копи­ры-кулачки (горки) - еще и вертикальное дви­жение относительно ротора.

Принудительное перемещение толкателей обеспечивается неподвижными кулачками (копирами), воздействующими на боковой ролик толкателя; для предотвращения прово­рачивания ползуна в направляющей на той же оси находится ролик, перемещающийся в пазу ротора. Торцовые ролики являются прессую­щими.

В рассмотренной машине реализовано качение толкателей по копирам, но существу­ют роторные таблеточные машины, в которых толкатели скользят (трение скольжения) по ко­пирам. Несмотря на очевидный большой износ у последних конструкций, они конкурируют с роликовыми из-за простоты изготовления.

В более современной таблеточной маши­не выполнена замена отрезка копира на участке прессования на прессующий ролик, опираю­щийся на компенсатор усилия (пружину или плунжер гидроцилиндра), например в машине РТМ-41.

Следует отметить, что сила прессования лимитируется контактными напряжениями, возникающими между толкателями и копирами или толкателями и прессующими роликами.

Технологический расчет. Теоретическая производительность, шт./ч,

QT =3600 т/Тр ;

Время рабочего цикла

При Гр = 60/(nuw) ,

QT = eOmnuw,

Где m - гнездность пресс-инструмента; w - число потоков; п - частота вращения ротора, мин-1; и - число позиции ротора (число ком­плектов пресс-инструмента).

Фактическая производительность

£2ф = Ки0г

Статистические данные дают значения коэффициента использования для роторных таблеточных машин КИ = 0,83...0,95 .

Энергетический расчет. Среднюю мощ­ность двигателя іУдв привода рассчитывают

Как работу, затраченную на выполнение основ­ных операций цикла таблетирования с учетом КПД.

А 4-А \г /10 1 ^ ч ПР ВЫТ N дв =(1,2...1,j) ,

ТрЦ

Где Апр, АВЫТ - работа соответственно прес­сования и выталкивания (см. расчет іУдв для кривошипной таблеточной машины); Л - ЛіЛг; Лі ~ КПД перемещения механизма толкателя; Г|, =0,7...0,8 для механизма с копирами; Г|, =0,8...0,9 для механизма с

Прессующим роликом; Г|2 - КПД привода ро­тора.

Гидравлические таблеточные машины.

Их применяют для изготовления крупных таб­леток (брикетов) при большом давлении прес­сования. Давление прессования в гидравличе­ских таблеточных машинах легко и плавно регулируется, а также возможна выдержка таблетки (брикета) под давлением. В гидравли­ческих таблеточных машинах пресс-инстру­мент расположен горизонтально, что позволяет применять при дозировании метод с отсечкой дозы порошка, находящегося между торцами пуансонов. Техническая характеристика табле­точной машины МТГ-100 приведена ниже.

Производительность, шт./ч.......................................................... 400

Сила таблетирования наибольшая, кН................................... 1000

Диаметры сменных пуансонов, мм................................ 110, 130

Электродвигатель гидропривода:

Мощность, кВт................ ..................................... 15

Частота вращения, мин4.................................................... 1450

Электродвигатель механизма загрузки порошка:

Мощность, кВт. . ................................................................ 0,55

Частота вращения, мин-1 ..................... 1450

Насос:

Подача, л/мин.. .................... 50/50

Давление наибольшее, МПа............ 12,5

Максимальное давление в гидросистеме

При прессовании, МПа... ....................... 32

Расход охлаждающей воды, м3/ч ................................................ 0,2

Объем масляного бака, л 800

Напряжение сети, В... 380/220

Габаритные размеры, мм 2200 х 1000 х 2125

Масса, кг. . 4650

На основании гидравлической таблеточ­ной машины установлены две плиты - попере­чины передняя / и задняя 2, стянутые между собой двумя колоннами 3 (рис. 2.4.21). В пе­редней поперечине установлен гидроцилиндр прессования 4. к плунжеру 5 которого прикре­плен прессующий пуансон 6. Неподвижный пуансон 7 прикреплен к задней поперечине. Колонны одновременно выполняют функцию направляющих для бункера питателя 8, кото­рый несет матрицу; ее отверстие расположено соосно с пуансонами. Перемещение бункера- питателя и матрицы в осевом направлении осуществляется с помощью двух гидроцилинд­ров 4 (на схеме показан один), закрепленных в передней поперечине.

Для осуществления дозирования из ис­ходного положения, показанного на схеме, бункер-питатель вместе с матрицей перемеща­ются влево таким образом, что определенная доза сыпучего материала попадает в матрицу, оставаясь между торцами пуансонов, которые при выполнении этой операции неподвижны. Объем дозы определяется крайним правым положением прессующего пуансона, которое может регулироваться винтовым механиз­мом 9.

При прессовании порошка рабочая жид­кость подается под высоким давлением в гид­роцилиндр 4 прессования, прессующий пуан­сон 6 перемещается влево и сжимает дозу по­рошка, находящуюся в матрице. Реактивная сила передается с гидроцилиндра на переднюю поперечину и через колонны уравновешивается силой, действующей на заднюю поперечину через неподвижный пуансон.

При прессовании положение матрицы не фиксируется, т. е. она может смещаться под давлением сил трения, что позволяет получить эффект двустороннего прессования. После окончания процесса прессования пуансон б отходит вправо, а бункер-питатель 8 - до пре­дельного положения влево, выталкивая таблет­ку из матрицы. После этого бункер-питатель возвращается в исходное предельное правое положение.

Важной особенностью гидравлических таблеточных машин является то, что все опе­рации таблетирования до момента выталкива­ния таблетки протекают в замкнутом про­странстве без контакта сыпучего материала с внешней средой. Это позволяет при наличии надежных уплотнений и принятия специаль­ных дополнительных мер успешно таблетиро - вать порошки с токсическими свойствами [16].

Для небольших таблеток, требующих больших сил прессования и выдержки, исполь­зуют многогнездный пресс-инструмент (т> 1).

Горизонтальное расположение пресс-ин­струмента позволяет успешно применять гид­равлические таблеточные машины для прессо­вания волокнистых материалов, при этом точ­ность дозирования достигается за счет прессо­вания таблетки с высотой больше окончатель­ной высоты таблетки. Для этого часть матрицы с готовой прессовкой совершает возвратно - поступательное движение вверх - вниз и отсе­кает избыток материала, который остается в пресс-форме и участвует в следующем цикле прессования.

Гидропривод таблеточной машины быва­ет двух вариантов. Первый вариант - ступенча­тый регулируемый привод, в котором приме­няют один насос высокой производительности низкого давления для быстрого перемещения рабочих органов при небольших силах полез­ных сопротивлений и второй насос высокого давления малой производительности для прес­сования порошка на конечной стадии. Пре­имущество такой системы - уменьшение дли­тельности цикла прессования и снижение за­трат энергии. Насосы обычно приводятся от одного электродвигателя.

Второй вариант - с одним насосом высо­кой производительности низкого давления и гидравлическим мультипликатором.

Вопрос выбора насосов и определения энергетических показателей мощности двига­теля для обоих вариантов рассмотрены в рабо­те [17].

Технологический расчет. Теоретическая производительность таблеточной машины, шт./ч,

QT = 60 тп,

Где т - число гнезд пресс-инструмента; п - число двойных ходов плунжера в 1 мин.

Конструкции и материалы пресс - инструмента таблеточных машин. Комплект пресс-инструмента таблеточных машин со­стоит из матрицы и двух пунсонов, которые, являясь исполнительными органами, непосред­ственно формируют объект обработки в таб­летку и предают ей требуемые характеристики. К комплекту пресс-инструмента предъявляют высокие требования по прочности, износо­стойкости и точности изготовления, что обу­словливает его высокую стоимость. Так, стои­мость пресс-инструмента роторных таблеточ­ных машин составляет до 20 % стоимости ма­шины, что с учетом замены его при износе заставляет очень серьезно подходить к конст­рукторской и технологической проработке этого ответственного узла таблеточной маши­ны [16].

Пуансоны таблеточных машин имеют две конструктивные разновидности: пуансоны, составляющие одно целое с толкателем (пол­зуном) или закрепленные в них (рис. 2.4.22). Для роторных машин разъемные варианты конструкции применяются при диаметре тол­кателя не менее 26 мм и при большом числе позиций. Разъемный вариант более экономи­чен, так как только прессующие элементы из­готовляют из дорогих сталей.

Многогнездный пресс-инструмент можно изготовлять только из составных пуансонов. Наиболее технологичным является соединение пуансона с толкателем резьбовой и гладкой втулками (рис. 2.4.22, б, в), но возникает опас­ность их самоотвинчивания, которая преду­преждается в плановых осмотрах. Соосность

Пуансонов с отверстиями в матрице в много - гнездном варианте обеспечивается шпонками или кольцами.

Точность изготовления пуансонов должна быть не ниже 7-го квалитета, твердость рабо­чей поверхности 55...58 HRC.

Зазоры между пуансонами и матрицей разные для верхнего, выходящего из матрицы при загрузке, и для нижнего. Для нижнего пу­ансона зазор 10...20 мкм на диаметр, верхнего 25...35 мкм, что улучшает удаление воздуха при прессовании.

Матрицы таблеточных машин работают в более тяжелых условиях нагружения и изно­са, чем пуансоны. Износ матрицы в 3 - 4 раза превышает износ пуансонов. Матрицы обраба­тываются по 7-му квалитету, твердость по­верхности минимум 60...65 HRC.

Внутренняя поверхность матрицы имеет фаски с функциями ловителя и, кроме того, на глубину 5...8 мм с каждой стороны произво­дится расшлифовка с конусностью 0,002... 0,003. Конусность уменьшает износ матрицы при выталкивании таблетки и уменьшает веро­ятность скола кромок таблетки. Двусторонняя расшлифовка позволяет переворачивать мат­рицу для увеличения срока эксплуатации.

Прочностной расчет матрицы сводится к определению возникающих напряжений от действия бокового давления при пульсирую­щем цикле нагружения. Матрица рассматрива­ется как толстостенная обечайка без днищ. Расчет выполняется по формулам Ляме. При определении допустимых напряжений запас прочности берется от предела упругости.

В промышленности нашли применение составные матрицы, состоящие из наружной обоймы и втулки из твердого сплава (типа ВК-6). Соединение их производится по горячей посадке и тогда, зная величину натяга, матрица рассчитывается как составная обечайка.

Матрица, верхний и нижний пуансоны для изготовления кольцевых таблеток показа­ны на рис. 2.4.23. В процессе дозирования по­рошка нижний пуансон 6 расположен внутри матрицы 3. По величине погружения нижнего пуансона в матрицу регулируется объем за­полняемой полости матрицы при дозировании.

После дозирования верхний пуансон 1 входит в матрицу, происходит двустороннее движение пуансонов навстречу один другому, т. е. начи­нается процесс уплотнения и прессования про­дукта. При соприкосновении выступа 2 верхне­го пуансона со стержнем 4 последний под дей­ствием сжимающего усилия опускается в што­ке 5, а в матричной полости происходит обра­зование отверстия в прессуемой таблетке. По­сле прессования и выхода верхнего пуансона из матрицы стержень под действием пружины возвращается в исходное положение. Таблетка из матрицы выталкивается нижним пуансоном.

Материалы, применяемые для изготовле­ния пресс-инструмента. Для изготовления пресс-инструмента применяются более десяти марок сталей (табл. 2.4.1).

Для углеродистых инструментальных сталей У7, У8А превышение температуры за­калки выше указанной в табл. 2.4.1 недопусти­мо из-за ухудшения механических свойств. Эти стали используются для легко прессующихся неабразивных порошков.

Высокохромистые стали XI2, Х12Ф1, Х12М более изностойкие по сравнению с угле­родистыми инструментальными и обладают одним прекрасным технологическим качест­вом - они подвержены минимальным объем­ным изменениям при термообработке.

Стали X, 9ХС, ХВГ имеют повышенную прокаливаемость, чаще применяется сталь ХВГ, обладающая высокой твердостью, благо­даря содержанию в ней вольфрама и хрома.

Пресс-инструмент из стали 5ХНМ и 12ХНЗА подвергается цементации, а из стали 9ХС и X - диффузионному хромированию.