一種高效混煉塑化的密煉機的製作方法
2023-11-30 01:00:26
本發明涉及一種密煉機，具體地說是一種密煉機的上頂栓的改進方法及裝置，屬於橡膠加工機械領域。
背景技術：
密煉機是橡膠工廠中的主要設備之一，其作用是將橡膠原料加工成半成品橡膠。密煉機主要由密煉室、轉子、轉子密封裝置、加料裝置、壓料裝置、卸料裝置、傳動裝置及基座等部分組成。上頂栓是密煉機核心部件，在加工過程中扮演著重要角色，其主要功能有兩個：其一是給密煉室內膠料提供一定的壓力；其二是起到分流的作用，使膠料在左右密煉室中進行折卷搗換。
不同品質的橡膠有其相應較適宜的上頂栓壓力範圍，一般多在0.1-0.8mpa之間，最高可達1mpa。適當提高上頂栓壓力可以壓縮密煉室內的空間，使其填充程度提高，但其提高的能力非常有限，同時壓力升高會加速混煉過程膠料生熱，並增加混煉時的功率消耗。
上頂栓內部中空便於通冷卻水，底部尖，起分流膠料的作用，因此一般為鑄造件。轉子與上頂栓的壁面留有間隙，轉子凸稜與內壁間隙的相對運動將產生高剪切作用，膠料的分散和捏煉主要發生在該高剪切區域內，間隙的大小將直接影響膠料的剪切速率和剪切應力。不同規格型號的密煉機間隙大小不同，間隙範圍多在4mm至10mm左右。
近年來，密煉機朝著大規格(大容量)、大功率、高速、高壓、單位能耗低的方向發展，對上頂栓的改進在整體的發展道路上顯得非常關鍵。目前，對密煉機上頂栓的改進多集中在控制方法上，如：專利號為200910206135.2、發明名稱為密煉機上頂栓壓砣的驅動方法及驅動裝置的專利公開了一種密煉機上頂栓壓砣的上升、下降、加壓、浮砣的控制方法。但缺少對密煉機上頂栓結構上的改進。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種高效混煉塑化的密煉機，使改進後的密煉機上頂栓的分流效果更好，密煉機的捏煉效果更好，從而達到高效率、高質量混煉，節約能源。
本發明提出的技術方案是：一種高效混煉塑化的密煉機，主要包括機座、密煉系統、加料及壓料系統、卸料裝置、減速箱、聯軸器、速比齒輪、電動機和控制系統。其中減速箱、聯軸器、速比齒輪和電動機構成傳動系統，為轉子輸入工作所需的扭矩；轉子和機筒組成密煉系統，機筒上有加料及壓料系統、卸料裝置等；傳動系統、密煉系統、控制系統等均固接在機座上，機座通過連接結構安裝在地面。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其上頂栓與物料接觸的面上有銷釘。銷釘可以固接在上頂栓上，如：焊接、螺紋連接等，銷釘的有效工作長度即與物料的接觸長度應小於轉子與上頂栓壓料面之間的間隙，防止銷釘與轉動的轉子稜發生幹涉。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，在上頂栓壓料面上根據銷釘的形狀和排布形式垂直壓料面開槽，銷釘插在上頂栓壓料面上的槽裡，銷釘沿槽運動，即銷釘在其安裝孔中可以伸縮。銷釘的有效工作長度可以小於、等於、或略大於轉子與上頂栓壓料面之間的間隙。若銷釘的有效工作長度大於轉子與上頂栓壓料面之間的間隙，轉子會與銷釘接觸。轉子與銷釘接觸時，銷釘應能夠沿開槽方向收縮，轉子離開銷釘後，銷釘應能夠自動回彈，銷釘插入上頂栓的一端應有回彈限位結構。回彈方式可採用彈性元件，如：使用合適的彈簧。也可以採用自動回彈結構，如：在上頂栓內設置互通的液壓迴路，將銷釘插入一端相互連通，通入適量的液態工作介質，轉子接觸銷釘時給予銷釘壓力，使銷釘收縮，該壓力通過工作介質傳遞到其他銷釘上，使其它銷釘往外伸，隨著轉子的轉動，轉子與下一個銷釘接觸，重複上述過程，從而實現自動伸縮；還可以採用控制系統加以控制，如：使用電磁控制各個銷釘分別收縮或伸出，在上頂栓內安裝電磁鐵，通過控制器進行數據採集和動作控制，轉子的角度、位置可以通過編碼盤等方式測定，將數據輸入控制器，當轉子即將接觸某個銷釘時，控制器控制該銷釘位置上的電磁鐵通電，產生磁力將銷釘吸住，從而使銷釘回縮，彈簧被壓縮，轉子轉過該銷釘後控制器控制該位置的電磁鐵斷電，通過彈簧的回覆力讓銷釘伸出，從而實現銷釘避讓轉子的過程。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其銷釘的伸縮方向可以沿上頂栓壓料面的垂直方向或偏移一定的角度。偏移角度時，對物料的攪拌作用減弱，銷釘的受力減小，物料對銷釘的剪切作用降低。另外，偏移角度時，由於銷釘傾斜，銷釘與物料接觸面積增大。偏移角度的值接近垂直為宜，偏移角度的值在0-30度之間選取，從加工的角度來看，還是優選垂直方向的銷釘。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，銷釘插入上頂栓的那一端可開盲孔，設置冷卻水路通道，與上頂栓內部的冷卻水道相互連接，冷卻水道伸入銷釘內部，並充滿循環冷卻液，由於橡膠在捏煉時將產生高剪切並釋放大量的熱，容易燒焦物料，銷釘連接冷卻水道後，增大了熱交換面積，且熱量流動方向由一維變成了三維，提高了冷卻效果。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其使用的銷釘外形可以為多種。根據物料不同而選取不同的銷釘。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其銷釘的有效工作長度大於轉子與上頂栓壓料面之間的間隙時，銷釘前端應有作用面，作用面可以是斜面或弧面等，應保證轉子最遠端轉到銷釘位置時可接觸到銷釘的作用面，讓銷釘順利回縮，且作用面與銷釘長度方向的夾角在整個接觸過程中都不宜過小。這樣做的目的是：一方面使銷釘回縮，防止銷釘與轉子幹涉；另一方面防止銷釘與轉子的接觸面產生過大的壓力，磨損零件。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其銷釘的斜面的個數可以是一個，根據轉子的旋向確定斜面的方向。也可以在銷釘兩側都開有斜面。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其銷釘的排布形式可以為多種。如：按照m×n的矩陣形式排列，或者按照隔行一致、相鄰行錯開一個的形式排列，等等。m和n為大於1的整數，根據物料不同而選取不同的排布間距及個數。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其銷釘工作表面應做特殊處理，如堆焊硬質合金或鍍硬鉻等，以保證銷釘的耐磨性。
本發明的有益效果是：利用上頂栓上的銷釘，增強密煉機破碎生膠的能力，使生膠與添加劑的混合效果大幅度提高，從而大大提高了密煉機的生產效率以及產品質量。利用橡膠和銷釘間的生熱以及銷釘的傳熱，改善密煉機機筒的傳熱性能，提高熱使用效率，降低單位能耗。通過不同的銷釘結構、數量和排布形式可加工多種生膠種類，同時可以控制物料在機筒中的翻轉回合、軸向和徑向的流向，達到多種加工目的，從而整體提高密煉機的加工性能。並且加工、製造、維護方便，成本低。
附圖說明
圖1是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的裝配簡圖；
圖2是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的密煉系統的結構示意圖；
圖3是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的新型上頂栓的銷釘排布示意圖；
圖4是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的在新型上頂栓上安裝的尖頭銷釘的結構示意圖；
圖5是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的在新型上頂栓上安裝的平頭銷釘的結構示意圖；
圖6是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的在新型上頂栓上安裝尖頭銷釘的局部放大結構示意圖；
圖7是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的採用液壓自動回彈裝置的原理示意圖；
圖8是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的採用電磁控制回彈裝置的原理示意圖；
圖9是本發明一種高效混煉塑化的密煉機的銷釘內通冷卻液的原理示意圖；
圖中：1-機座，2-旋轉油缸，3-控制系統，4-密煉系統，5-加料及壓料系統，6-氣缸，7-速比齒輪箱，8-聯軸器，9-減速箱，10-電動機，11-轉子，12-卸料裝置，13-機筒，14-加料口，15-上頂栓，16-推拉杆，17-尖頭銷釘，18-平頭銷釘，19-彈簧，20-斜面，21-液體，22-控制器，23-電磁鐵，24-限位結構，25-冷卻液。
具體實施方式
本發明一種高效混煉塑化的密煉機如圖1和圖2所示，由機座1、密煉系統4、加料及壓料系統5、卸料裝置12、減速箱9、聯軸器8、速比齒輪7、電動機10、控制系統3組成。其中減速箱9、聯軸器8、速比齒輪7和電動機10構成傳動系統，為轉子11輸入工作所需的扭矩；轉子11和機筒13組成密煉系統4，機筒13上有加料及壓料系統5、卸料裝置12等；加料及壓料系統5由氣缸6、加料口14、上頂栓15組成；傳動系統、密煉系統4、控制系統3等均固接在機座上1，機座1通過連接結構安裝在地面上。
本發明涉及的一種高效混煉塑化的密煉機，其上頂栓15上有銷釘。銷釘可以固接在上頂栓15上，如：焊接、螺紋連接等，銷釘的有效工作長度應小於轉子11與上頂栓15壓料面之間的間隙。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，銷釘也可以插在上頂栓壓料面上。在上頂栓15壓料面上根據銷釘的形狀和排布形式垂直壓料面開槽，銷釘裝配在槽裡，銷釘可沿槽運動或不動。銷釘的有效工作長度可以小於、等於、或略大於轉子11與上頂栓15壓料面之間的間隙，可採用尖頭銷釘17(如圖4所示)、平頭銷釘18(如圖5所示)或其他結構的銷釘。若銷釘的有效工作長度大於轉子11與上頂栓15壓料面之間的間隙，轉子11會與銷釘接觸，這種情況時使用的銷釘應有合適的作用面，應保證轉子11最遠端轉到銷釘位置時可接觸到銷釘的作用面，讓銷釘順利回縮。作用面可以是斜面20(如圖4所示)，且斜面20與轉子11接觸的過程應始終形成合適的接觸角，從而銷釘能夠沿開槽方向收縮而且不至於造成過大的磨損，轉子11離開銷釘後，銷釘能夠自動回彈，銷釘插入上頂栓15的一端應有回彈限位結構24。回彈方式可採用彈性元件，如圖6所示，可使用合適的彈簧19。也可以採用自動回彈結構，如：在上頂栓15內設置互通的液壓迴路，銷釘插入一端相互連通，通入適量的液態工作介質，如圖7所示的轉子11接觸尖頭銷釘17上時給予尖頭銷釘17壓力，使銷釘回縮，該壓力通過工作介質傳遞到其他銷釘上，使其它銷釘往外伸，隨著轉子11的轉動，轉子11與下一個銷釘接觸，重複上述過程，從而實現自動伸縮；還可以採用控制系統加以控制，如：使用電磁控制各個銷釘分別收縮或伸出，如圖8所示在上頂栓15內安裝電磁鐵23，通過控制器22進行數據採集和動作控制，轉子11的角度、位置可以通過編碼盤等方式測定，將數據輸入控制器22，當轉子11即將接觸某個銷釘時，控制器22控制該銷釘位置上的電磁鐵23通電，產生磁力將銷釘吸住，從而使銷釘回縮，彈簧19被壓縮，轉子11轉過該銷釘後控制器22控制該位置的電磁鐵23斷電，通過彈簧19的回覆力讓銷釘伸出，從而實現銷釘避讓轉子11的過程。銷釘的伸縮方向可以沿上頂栓15壓料面的垂直方向或偏移一個適當的角度。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，銷釘插入上頂栓15的那一端可與上頂栓內部的冷卻水道相互連接，如圖9所示，尖頭銷釘17焊接在上頂栓15上，冷卻水道伸入尖頭銷釘17內部，並充滿循環冷卻液25，由於橡膠在捏煉時將產生高剪切並釋放大量的熱，容易燒焦物料，銷釘連接冷卻水道後，增大了熱交換面積，且熱量流動方向由一維變成了三維，提高了冷卻效果。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，銷釘插入上頂栓15的那一端可開盲孔，設置冷卻水路通道，與上頂栓15內部的冷卻水道相互連接，由於橡膠在捏煉時將產生高剪切並釋放大量的熱，容易燒焦物料，銷釘連接冷卻水道後，增大了熱交換面積，且熱量流動方向由二維變成了三維，提高了冷卻效果。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其使用的銷釘外形可以為多種。如尖頭銷釘和平頭銷釘，分別如圖4和圖5所示，根據物料不同而選取不同的銷釘。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其銷釘的有效工作長度大於轉子11與上頂栓15壓料面之間的間隙時，銷釘前端應有作用面，作用面可以是斜面或弧面等，應保證轉子11最遠端轉到銷釘位置時可接觸到銷釘的作用面，讓銷釘順利回縮，且作用面與銷釘長度方向的夾角在整個接觸過程中都不宜過小。這樣做的目的是：一方面使銷釘回縮，防止銷釘與轉子11幹涉；另一方面防止銷釘與轉子11的接觸面產生過大的壓力，磨損零件。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，其銷釘的斜面20的個數可以是一個，根據轉子11的旋向確定斜面20的方向。也可以在銷釘兩側都開有斜面20。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，銷釘的排布形式可以為多種，可如圖3所示，按照m×n的矩陣形式排列，或者按照隔行一致、相鄰行錯開一個的形式排列等等。圖3中m為7、n為3，上頂栓與物料接觸的兩個面上都均布有21個銷釘。根據物料不同可選取不同的排布間距及個數。
本發明一種高效混煉塑化的密煉機，銷釘工作表面應做特殊處理，如堆焊硬質合金或鍍硬鉻等，以保證銷釘的耐磨性。
以上所述為本發明的具體設備及工藝情況，配合各圖予以說明。但是本發明並不局限於以上所述的具體設備及工藝過程，任何基於上述所說的對於相關設備修改或替換，任何基於上述所說的對於相關工藝的局部調整，只要在本發明的精神領域範圍內，均屬於本發明。