法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2016-01-27
授权
授权
2013-08-07
实质审查的生效 IPC(主分类):B29C47/12 申请日:20130415
实质审查的生效
2013-07-10
公开
公开
技术领域
本发明涉及一种橡胶机械,具体是一种橡胶挤出机的五复合挤出机头。
背景技术
在现有的轮胎生产中,一般来说,胎面/胎侧半制品大多是用二复合挤出 机组、三复合挤出机组来进行生产,也有一些高等级的胎面/胎侧半制品是用 四复合挤出机组来进行生产,但是二、三、四复合挤出机组生产出来的胎面/ 胎侧,有些还需在机外对其表面进行胶片贴合。这种机外贴合的尺寸精度已 不能满足现代高等级子午线轮胎对其产品的尺寸精度及动平衡需求。因此研 发在机内复合层数更多的五复合挤出机组成为市场的高端需求。
五复合橡胶挤出机组将现有轮胎生产的机内复合加上部分机外贴合、机 外复合的工艺改为多种方式的纯机内复合,它将轮胎的胎面/胎侧应用五种不 同的胶料在机内复合,使各种胶料之间的贴合更加紧密,各部件的尺寸更为 准确,从而满足了现代高端轮胎生产的多种工艺要求,优化轮胎的制造工艺。 此装备适用于高等级子午线轮胎半成品部件的五复合挤出,将是高品质子午 线轮胎生产中的重要工艺装备之一。它的使用对于提高轮胎产品的品质、提 高劳动生产率,降低能耗及原材料消耗,都将起到重要的作用。
五复合橡胶挤出机组比四复合橡胶挤出机组增加一台挤出机,其主要包 括一台五复合橡胶挤出机头和五台挤出机,五台挤出机的机筒分别与五复合 橡胶挤出机头的各挤料口连接。由于挤出机的机筒大而长,而且挤出机需配 置有大型减速器和电机马达,在挤出机周围要搭建喂料输送带和复杂机架, 使得五复合挤出机组现场机构更多,空间结构更复杂,占地面积较大。为了 充分利用空间,减少占地面积,优化配置,关键是有效地安排五台挤出机的 位置,使配套部件合理布局。
要合理设置五台挤出机的空间位置,主要是合理确定各机筒与复合挤出 机头的连接角度,连接角度过大,则五台挤出机伸展后所占空间位置大;连 接角度过小,则五复合挤出机组的配套部件有可能发生位置干涉,且机架位 置狭小,一是不利于生产工人的操作,二是不利于设备的维护检修。
另外,复合挤出机头的挤出机挤料口的水平倾角的不同,会使复合挤出 机头中各部件及各部件的不同部位所受到的应力不同,因此,复合挤出机各 挤料口的倾角大小的设置,关系到挤出机头装置的多项性能指标。
随着复合挤出机头模体分型面与水平面的夹角的不同,模体部件受到的 应力也有所不同。较大的夹角,将导致模体受到的水平分力过大,从而使得 锁紧装置的工作劣化。
复合挤出机头的各流道腔的长度也要有一个合理的范围,长度过大,胶 料在其中停留时间过长,胶料温度升高过多,导致挤出产量降低;长度过小, 胶料在其中不能有效地将螺旋运动转变成层流,从而导致胶料挤出尺寸不稳 定,同时胶料挤出压力建立不起较好的压力,挤出制品的致密性不是很好。
复合橡胶挤出机头的关键技术包含:各挤出机挤料口的水平倾角大小, 各模体分型面的水平倾角大小,各流道腔的长度范围。虽然现在已有了四复 合橡胶挤出机头,但为使增加了一台挤出机的五复合橡胶挤出机组的结构紧 凑、布局合理,五复合橡胶挤出机头的各挤料口的水平倾角大小,各模体分 型面的水平倾角大小,各流道腔的长度范围仍需要重新设计,即需要一种优 化设计的橡胶挤出机的五复合挤出机头。
发明内容
本发明的目的为提供一种优化设计的橡胶挤出机的五复合挤出机头,其 各模体的分型面流道腔长度更为合理,结构简化,制造和加工成本降低。
本发明设计的橡胶挤出机的五复合挤出机头,包括自上而下安装于模座 的多个模体,模座上开设有连接挤出机机筒的按骑背式结构布置的挤料口, 各挤料口由进口向出口倾斜设置。合模后各模体分型面之间有各自独立的流 道腔,各模体分型面之间的流道腔两端分别连通成型口与模座上开设的对应 的挤料口。本方案的模体包括从上至下安装的上模、上中模一、上中模二、 中模、下中模、下模,模座上从上至下开设的挤料口为五个,分别为上挤料 口、上中挤料口、中挤料口、下中挤料口、下挤料口,五个挤料口分别连通 合模后的上模流道腔、上中模流道腔、中模流道腔、下中模流道腔、下模流 道腔。
经过整机空间结构分析、研究、计算及现场安装得到流道腔的长度范围, 即上模和上中模一之间分型面流道腔的长度为550mm~780mm,上中模一和 上中模二之间分型面流道腔的长度为550mm~680mm,中模和上中模二之间 分型面流道腔的长度为400mm~670mm,中模和下中模之间分型面流道腔的 长度为400mm~670mm,下模和下中模之间分型面流道腔的长度为400mm~ 670mm。
各流道腔的长度的较佳方案为:所述的上模和上中模一之间分型面流道 腔的长度为650~700mm,上中模一和上中模二之间分型面流道腔的长度为 650~670mm,中模和上中模二之间分型面流道腔的长度为580~620mm,中 模和下中模之间分型面流道腔的长度为580~620mm,下模和下中模之间分 型面流道腔的长度为630~670mm。
各流道腔的长度的最佳方案为:上模和上中模一之间分型面流道腔的长 度为700mm,上中模一和上中模二之间分型面流道腔的长度为665mm,中模和 上中模二之间分型面流道腔长度为600mm,中模和下中模之间分型面流道腔 的长度为600mm,下模和下中模之间分型面流道腔的长度为660mm。
与之配合各挤料口的安装角度范围为:上模挤料口的轴线与水平面的夹 角为30°~45°,上中模挤料口的轴线与水平面的夹角为10°~20°,中模 挤料口的轴线与水平面的夹角为5°~-5°,下中模挤料口的轴线与水平面 的夹角为-10°~-20°,下模挤料口的轴线与水平面的夹角为-30°~-45°。
各挤料口安装角度的较佳方案为:所述的上模挤料口的轴线与水平面的 夹角为34°~38°,上中模挤料口的轴线与水平面的夹角为16°~20°, 中模挤料口的轴线与水平面的夹角为2°~-2°,下中模挤料口的轴线与水平 面的夹角为-13°~-17°,下模挤料口的轴线与水平面的夹角为-33°~ -37°。
从力学、空间、维修综合考虑,各模体分型面安装角度的范围:上模和 上中模一之间的分型面与水平面的夹角为40°~55°,上中模一和上中模二 之间的分型面与水平面的夹角为30°~40°,中模和上中模二之间的分型 面与水平面夹角为0~10°;下中模和中模之间的分型面与水平面夹角为 -15°~-30°;下中模和下模之间的分型面与水平面夹角为-40°~-55°。
各模体之间的分型面安装的较佳方案为:所述上模和上中模一之间的分 型面与水平面的夹角为48°~52°,上中模一和上中模二之间的分型面与 水平面的夹角为30°~34°,中模和上中模二之间的分型面与水平面夹角 为4°~8°,下中模和中模之间的分型面与水平面夹角为-20°~-24°,下 中模和下模之间的分型面与水平面夹角为-48°~-52°。
对应于上述最佳的各挤料口安装角度及各模体之间分型面安装角度,所 述各分型面之间的流道腔通过模座上对应开设的挤料口与橡胶挤出机的机筒 连通。
为连接方便,各挤料口套装过渡套法兰。
为了对经过过渡套法兰的高温胶料进行冷却,过渡套法兰的套壁上开设 有冷却水通道。
可以根据不同型号的五复合橡胶挤出机组确定各挤料口及其过渡套法兰 的直径大小。
所述中模与模座连接为一体,上中模二、上中模一、上模通过上铰轴与 中模相铰接,中下模和下模通过下铰轴与中模相铰接。
与现有技术相比,本发明橡胶挤出机的五复合挤出机头的优点为:1、综 合考虑力学、空间、操作等因素确定的流道腔长度最优方案和分型面的合理 角度,保证轮胎制品在挤出过程中模体无泄漏,且橡胶流动的稳定性高;2、 各挤料口安装角度的确定,保证了与之连接的五台橡胶挤出机合理的空间位 置,从而优化了布局,便于其它配套设施的安装与维护;3、机头的刚性及强 度好,结构简单,制造和加工成本降低。
附图说明
图1是本橡胶挤出机的五复合挤出机头实施例的结构示意图。
图中标号为:1、上模;2、上中模一;3、上中模二;4、中模;5、下中 模;6、下模;7、模座;8、上模挤料口;9、上中模挤料口;10、中模挤料 口;11、下中模挤料口;12、下模挤料口;13、过渡套法兰。
θ1、上模与上中模一之间的分型面与水平面的夹角;θ2、上中模二与上 中模一之间的分型面与水平面的夹角;θ3、上中模二与中模之间分型面与水 平面的夹角;θ4、中模与下中模之间分型面与水平面的夹角;θ5、下中模与 下模之间分型面与水平面的夹角;
ω1、上模挤料口的轴线与水平面的夹角;ω2、上中模挤料口的轴线与水 平面的夹角;ω3、中模挤料口的轴线与水平面的夹角;ω4、下中模挤料口 的轴线与水平面的夹角;ω5、下模挤料口的轴线与水平面的夹角。
具体实施方式
实施例1
本例以配有五台橡胶挤出机的五复合橡胶挤出机组为例,五台橡胶挤出 机分别为120型、150型、250型、250型、150型,即挤出机螺杆直径分别 为120mm、150mm、250mm、250mm、150mm。
图1所示为本例五复合橡胶挤出机组的五复合挤出机头,包括上模1、 上中模一2、上中模二3、中模4、下中模5和下模6,中模4与模座7连接 为一体,中模4上方依次为上中模二3、上中模一2、上模1,上中模二3、 上中模一2、上模1通过上铰轴与中模4相铰接,中模4下方依次为下中模 5和下模6,中下模5和下模6通过下铰轴与中模4相铰接。
图1所示为相邻模体合模状态,上模1与上中模一2之间、上中模一2 与上中模二3之间、上中模二3与中模4之间、中模4与下中模5之间、下 中模5与下模6之间为倾斜分型面,倾斜方向自模体的进料口向模体的成型 口。
为了满足不同胶料生产工艺要求及机械加工方便,在上中模一2、上中 模二3、中模4、下中模5、下模6上面各镶嵌有可更换的流道板,在流道板 内根据橡胶流体的特点,加工出不同的流道。各模体分型面之间的流道腔两 端分别连通成型口和模座7上对应开设的挤料口,上模1和上中模一2之间 分型面流道腔的进料口对应上模挤料口8,上中模一2和上中模二3之间分 型面流道腔的进料口对应上中模挤料口9,中模4和上中模二3之间分型面 流道腔的进料口对应中模挤料口10,中模4和下中模5之间分型面流道腔的 进料口对应下中模挤料口11,下模6和下中模5之间分型面流道腔的进料口 对应下模挤料口12。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为780mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为680mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为670mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为670mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为670mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 30°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为10°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为5°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -10°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-30°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为50°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为35°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为10°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-30°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-50°。
各挤料口套装过渡套法兰13,各过渡套法兰13外接橡胶挤出机的机筒, 各过渡套法兰13的套壁上开设有对经过其中的高温胶料进行冷却的流水通 道。
各过渡套法兰13的直径分别为Φ120mm,Φ150mm,Φ250mm,Φ250mm, Φ150mm。上述各挤料口套装过渡套法兰13后,外接相应螺杆直径的橡胶挤 出机。
各挤出机的螺杆直径可以调整,可以选择Φ90mm,Φ120mm,Φ150mm, Φ200mm,Φ250mm的螺杆直径中的任一种或任几种进行组合配置,本五复合 橡胶挤出机头各挤料口配装相应的过渡套法兰13。
实施例2
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各流道腔长度不同、各挤 料口和模体分型面的安装角度与实施例1不同。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为550mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为550mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为400mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为400mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为400mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 34°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为16°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为2°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -13°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-33°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为55°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为40°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为10°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-30°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-55°。
实施例3
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各挤料口和模体分型面的 安装角度、各流道腔长度与实施例1不同。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为650mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为650mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为580mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为580mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为630mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 35°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为17°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为0°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -14°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-34°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为48°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为30°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为4°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-20°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-48°。
实施例4
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各流道腔长度不同、各挤 料口和模体分型面的安装角度与实施例1不同。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为700mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为670mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为620mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为620mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为670mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 38°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为20°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为-2°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -17°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-37°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为52°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为34°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为3°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-24°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-52°。
实施例5
各例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各挤料口和模体分型面的 安装角度、各流道腔长度与实施例1不同。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 36°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为18°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为0°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -15°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-35°。
上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为50°,上中模二3 与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为32°,上中模二3与中模4 之间分型面与水平面夹角θ3为6°,中模4与下中模5之间分型面与水平面 夹角θ4为-22°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-50°。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为700mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为665mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为600mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为600mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为660mm。
实施例6
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各流道腔长度、各挤料口 和模体分型面的安装角度与实施例1不同。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为680mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为600mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为580mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为590mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为570mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 45°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为20°,中模挤料口10的轴线与水平面的夹角ω3为-5°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -20°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-45°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为40°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为30°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为0°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-15°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-40°。
实施例7
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各流道腔长度不同、各挤 料口和模体分型面的安装角度与实施例1不同。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为680mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为660mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为610mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为610mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为640mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 37°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为19°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为0°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -16°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-36°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为51°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为33°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为7°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-23°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-51°。
实施例8
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各流道腔长度不同、各挤 料口和模体分型面的安装角度与实施例1不同。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 36°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为18°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为0°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -15°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-35°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为48°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为30°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为4°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-20°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-48°。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为650mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为650mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为580mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为580mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为630mm。
实施例9
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各流道腔长度不同、各挤 料口和模体分型面的安装角度与实施例1不同。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为700mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为665mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为600mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为600mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为660mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 36°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为18°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为0°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -15°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-35°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为52°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为34°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为8°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-24°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-52°。
实施例10
本例结构如图1所示,与实施例1相似,只是各流道腔长度不同、各挤 料口和模体分型面的安装角度与实施例1不同。
本例上模1和上中模一2之间分型面流道腔的长度L1为690mm,上中模 一2和上中模二3之间分型面流道腔的长度L2为660mm,中模4和上中模二3 之间分型面流道腔的长度L3为600mm,中模4和下中模5之间分型面流道腔 的长度L4为600mm,下模6和下中模5之间分型面流道腔的长度L5为650mm。
本例各挤料口的安装角度为:上模挤料口8的轴线与水平面的夹角ω1为 36°,上中模挤料口9的轴线与水平面的夹角ω2为18°,中模挤料口10的轴 线与水平面的夹角ω3为0°,下中模挤料口11的轴线与水平面的夹角ω4为 -15°,下模挤料口12的轴线与水平面的夹角ω5为-35°。
本例上模1与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ1为50°,上中模 二3与上中模一2之间的分型面与水平面夹角θ2为32°,上中模二3与中模 4之间分型面与水平面夹角θ3为6°,中模4与下中模5之间分型面与水平 面夹角θ4为-22°,下中模5与下模6之间分型面与水平面夹角θ5为-50°。
上述实施例,仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说 明的具体个例,本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的 任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。
机译: 例如从橡胶,使用带有挤出机的挤出设备,该挤出机为普通挤出机头供料,生产的型材通过输送机连续移开,机头压力和输送机速度由计算机控制
机译: 挤出机头,挤出机系统和挤出机头和/或挤出机系统的使用
机译: 挤出机头,挤出机系统以及挤出机头和/或挤出机系统的使用