橡胶螺旋啮合冷喂料挤出机

摘要

橡胶螺旋啮合冷喂料挤出机，包括机架，机架上依序安装有塑化段机筒、喂料段机筒和喂料装置以及变速驱动装置、电机，挤出螺杆穿过塑化挤出段机筒和喂料段机筒与变速驱动装置连接，所述喂料装置为螺旋啮合喂料装置，螺旋啮合喂料装置通过紧固件连接于喂料段机筒一侧，螺旋啮合喂料装置包括安装于支座内的螺旋辊，螺旋辊表面设有与喂料段机筒内螺杆螺纹导程或螺距相对应的螺旋辊螺纹，螺旋辊螺纹方向与喂料段机筒内螺杆螺纹方向相反。本发明结构设计合理，不但提高了挤出机的喂料能力，还提高了挤出机的传动能力，大大提高挤出产品的质量，提高生产效率，降低生产成本，提高企业市场竞争力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料挤出成型设备，特别涉及一种适合橡胶或塑料挤出成型的螺旋啮合冷喂料挤出机。

背景技术

橡胶挤出机是橡胶加工成型最基本的成型设备之一，广泛用在橡胶工业的轮胎制造、胶管制造、密封条制造、电线电缆制造和防水片材制造中。

在19世纪80年代出现了橡胶热喂料挤出机，由于其结构简单、生产效率高、制造容易以及能够连续化作业等独特的优点，使得热喂料挤出机在橡胶工业中获得广泛的应用，并成为橡胶工业的重要设备，并因此在橡胶工业中占据支配地位达100年之久。但是，由于热喂料挤出机需要一整套庞大的预热供胶系统，不但使工艺过程复杂化，而且在占地面积、电能的消耗、劳动力的浪费等都有不可克服的缺点，特别是热喂料挤出螺杆长径比很短，很难建立起机头压力，导致挤出半成品质地疏松，直接影响橡胶成品的质量。

为了克服热喂料挤出机存在的问题，德国在本世纪40年代初期发明了橡胶冷喂料挤出机，这种挤出机在原有的热喂料挤出机基础上加大了螺杆的长径比，使挤出机机外的胶料热炼供胶功能变成挤出机机内的热炼功能。因而，可以取消热喂料挤出机所需庞大的热炼供胶系统；同时也提高了挤出机的机头压力。使挤出半成品质地致密，提高了制品的质量。然而，早期的冷喂料挤出机其螺杆构型比较简单，一般是等深不等距或等距不等深的普通螺杆。这种类型的螺杆主要是起输送作用，其剪切、混合功能较差；加之当时疏忽了冷喂料挤出机各区段恒温加热的重要性，导致挤出胶料塑化达不到要求。因此，这种普通型冷喂料挤出机在橡胶工业迟迟得不到推广，其用途也只局限在电缆电线的复胶。

经过20多年的发展，在20世纪60年代初期工业化国家出现了主副螺纹强力剪切螺杆，也相应出现了主副螺纹冷喂料挤出机。这类冷喂料挤出机的出现，使挤出机的剪切功能和混合功能得到显著提高，同时能建立起更高的机头压力，这就突破了冷喂料挤出机一直没有解决的塑化能力问题。这时期冷喂料挤出机开始得到较迅速的发展。主副螺纹螺杆冷喂料挤出机虽然塑化能力得到了提高，但是其生产能力偏低和挤出温度偏高问题制约着其发展。

在70年代末期80年代初期，工业化国家推出了销钉机筒冷喂料挤出机，由于这种挤出机具有高塑化能力和高生产率，当它一出现时就得到橡胶工业的积极响应，在几年之间就得到了普遍推广，发展十分迅速。

在此以前，本领域的技术工作者主要精力集中在挤出机的塑化能力上，虽然实现了挤出机高塑化能力，但在喂料功能和传动功能一直没有取得进展。其喂料技术和装置仍停留在热喂料挤出机的旁压辊喂料技术和装置的状态之中，导致目前冷喂料挤出机存在以下主要问题：(1)虽然挤出机的塑化能力有很大的提高，但喂料能力跟不上塑化能力，导致喂料技术成为挤出机发展“瓶颈”；(2)传统的旁压辊喂料技术是基于摩擦喂料原理，其吃料和输送能力受许多因素影响，导致吃料、输送能力的波动，直接影响机头的挤出压力，进而影响挤出过程的稳定性，导致挤出制品质量的稳定性、均匀性，对当今发展高精度子午胎各部件的精密挤出影响重大；(3)旁压辊主要作用是“压”，容易造成喂进的胶料压挤到旁压辊二端轴的轴承中和旁压辊之外，导致严重的抱轴问题和漏胶问题，目前挤出机普遍存在这两个严重问题，极大地制约了挤出机的发展；(4)同样由于旁压辊基于摩擦喂料原理，吃料效率低，输送效率低，影响挤出机效率的提高；(5)结构复杂，零部件多，容易产生机构故障和提高运行成本。另一方面，目前挤出机在传动上仍采用渐开线齿轮传动的减速箱，存在如下主要问题：(1)减速箱体积庞大，一般需用联轴器与电机联接或用皮带传动与电机联接；(2)结构复杂，一般需要三级传动；(3)容易发生故障；(4)传动效率较低；(5)造价高。在这种背景技术情况下，寻找一种克服挤出机存在上述二大问题新型挤出机很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术不足，提供一种结构设计合理、喂料能力高、传动效果好的橡胶螺旋啮合冷喂料挤出机。该冷喂料挤出机采用螺旋啮合喂料方式，适合橡胶加工成型，也可应用于塑胶挤出成型领域。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案实现：

橡胶螺旋啮合冷喂料挤出机，包括机架，机架上依序安装有塑化段机筒、喂料段机筒和喂料装置以及变速驱动装置、电机，挤出螺杆穿过塑化挤出段机筒和喂料段机筒与变速驱动装置连接，所述喂料装置为螺旋啮合喂料装置，螺旋啮合喂料装置通过紧固件连接于喂料段机筒一侧，螺旋啮合喂料装置包括安装于支座内的螺旋辊，螺旋辊表面设有与喂料段机筒内螺杆螺纹导程或螺距相对应的螺旋辊螺纹，螺旋辊螺纹方向与喂料段机筒内螺杆螺纹方向相反。

上述变速驱动装置为二次包络蜗轮蜗杆减速装置，其包括设于箱体内相互啮合的蜗轮和蜗杆，箱体与电机、喂料段机筒分别通过紧固件连接，电机输出轴直接插入箱体通过内联轴器与蜗杆连接的输入轴连接，与蜗杆啮合的蜗轮通过安装于蜗轮内的空心输出主轴与挤出螺杆连接。

在螺旋辊的左端轴上装有左轴承，左轴承安装在左轴承座上，在左轴承座的右端面安装有耐磨衬套，耐磨衬套右端面与螺旋辊左端面为微间隙配合配置，耐磨衬套的内孔穿过螺旋辊左端轴并固定在左轴承座上；在螺旋辊的右端轴上装有右轴承，右轴承安装在右轴承座上，在右轴承座的右端部设有调节耐磨衬套与螺旋辊左端面之间间隙的调节螺母。

上述螺旋辊的左端轴上设有沟槽，沟槽与耐磨衬套构成环形的排胶槽，排胶槽上设有排胶刀。

上述挤出螺杆尾部安装有挤出螺杆驱动齿轮，在螺旋辊右端轴的末端安装有与挤出螺杆驱动齿轮啮合的螺旋辊驱动齿轮。

上述挤出螺杆为全销钉型螺杆，全销钉型螺杆上开有安装销钉的销钉切槽。

上述挤出螺杆为强力剪切/销钉型螺杆，强力剪切/销钉型螺杆包括位于前段的强力剪切段和位于后段的销钉段。

本发明相对于现有技术具有以下的优点及效果：

(1)本发明不漏胶，不抱轴，提高无故障工作日，极大降低维护保障工作量，降低运行成本；

(2)本发明机头压力稳定，吃料均匀稳定，不受挤出过程有关因素波动的影响，提高挤出制品在质量和膨胀率的稳定性、均匀性，更适合要求高精度橡胶制品的挤出；

(3)本发明提高生产效率。采用正位移原理喂料，克服胶料回流，克服胶料打滑，有效地提高吃料能力和输送能力，可提高生产效率15～25％；

(4)本发明降低能耗。本技术能有效提高吃料和输送能力，在挤出单位胶料所需的能耗降低8～12％；

(5)便于安装拆卸。喂料装置是一套完全独立的单位装置，有完全的可换性，它通过紧固件连接，能十分方便地进行更换；

(6)适应性强。本技术设有全销钉型螺杆、强力剪切/销钉型螺杆，其可适应高中低门尼粘度橡胶制品的挤出成型；

(7)传动系统结构紧凑。本技术采用二次包络蜗轮蜗杆减速装置，一级传动即可满足挤出机的传动比要求，其输入轴无需采用外接联轴器或皮带传动，而是将电机空心输出主轴直接插入减速箱输入轴端部的内联轴器，大大地简化了连接结构。

附图说明

附图1是本发明主视结构示意主视图；

附图2是本发明内部结构示意俯视图；

附图3是本发明强力剪切/销钉型螺杆结构示意图；

附图4是本发明电机和变速驱动装置连接内部结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明结构原理作进一步详细描叙：

如附图1～4所示，一种采用螺旋啮合喂料方式的橡胶螺旋啮合冷喂料挤出机，包括机架1，机架1上依序设有塑化段机筒2、喂料段机筒3和喂料装置以及变速驱动装置5、电机6，所述塑化段机筒2和喂料段机筒3、喂料段机筒3和喂料装置、变速驱动装置5箱体51底部与电机6、变速驱动装置5箱体51左侧与喂料段机筒3分别通过紧固件连接。本发明通过紧固件相互连接，使挤出机固定成一个整体，连接紧凑，便于安装和拆卸，尤其是螺旋啮合喂料装置4，它是一套完全独立的单位装置，有完全的可换性，它通过紧固件连接，能十分方便地进行更换。

连接成一体的塑化段机筒2和喂料段机筒3内安装有与变速驱动装置5连接的挤出螺杆，即挤出螺杆穿过塑化挤出段机筒与喂料段机筒与变速驱动装置连接，为了使塑化段机筒2适应功能不同的螺杆，方便安装全销钉型螺杆7和强力剪切/销钉型螺杆8，塑化段机筒2设成具有销钉孔的全销钉型机筒。当使用全销钉型螺杆7时，将全部销钉21穿过机筒销钉孔插入挤出螺杆的销钉切槽中；当使用强力剪切销钉型螺杆8时，将强力剪切/销钉型螺杆的强力剪切段81相对应的销钉孔用销钉堵头堵死，而将强力剪切/销钉型螺杆的销钉段82插入销钉21。在挤出螺杆的尾部安装有挤出螺杆驱动齿轮71，在挤出螺杆的末端设有花键72或平键。

本发明可配合安装全销钉型螺杆7和强力剪切/销钉型螺杆8，使挤出机可适应高中低门尼粘度橡胶制品的挤出成型。

上述螺旋啮合喂料装置4包括固定于喂料段机筒3上的支座41，支座41内安装有螺旋辊42，螺旋辊42表面设有与喂料段机筒3内螺杆螺纹导程或螺距相对应的螺旋辊螺纹421，螺旋辊螺纹421方向与喂料段机筒3内螺杆螺纹方向相反；在螺旋辊42的左端轴43上装有左轴承431，左轴承431安装在左轴承座432上，在左轴承座432的右端面安装有耐磨衬套45，耐磨衬套45右端面与螺旋辊42左端面为微间隙配合配置，耐磨衬套45的内孔穿过螺旋辊42左端轴43并固定在左轴承座432上；在螺旋辊的右端轴44上装有右轴承441，右轴承441安装在右轴承座442上，在右轴承座442的右端部设有调节耐磨衬套45与螺旋辊42左端面之间间隙的调节螺母46；上述螺旋辊42的左端轴43上设有沟槽，沟槽与耐磨衬套45构成环形的排胶槽451，排胶槽451上设有排胶刀452；在螺旋辊42右端轴44的末端安装有与挤出螺杆驱动齿轮71啮合的螺旋辊驱动齿轮47。

本发明机头压力稳定，吃料均匀稳定，不受挤出过程有关因素波动的影响，提高挤出制品在质量和膨胀率的稳定性、均匀性，更适合要求高精度橡胶制品的挤出；采用正位移原理喂料，克服胶料回流，克服胶料打滑，有效地提高吃料能力和输送能力，可提高生产效率15～25％，降低挤出单位胶料能耗8～12％；而且通过设排胶机构，保证了螺旋啮合喂料装置4不漏胶，不抱轴，提高无故障工作日，极大降低了维护保障工作量和降低了运行成本。

上述变速驱动装置5为二次包络蜗轮蜗杆减速装置，其包括与喂料段机筒3和电机6固定连接的箱体51，箱体51内安装有相互啮合的蜗轮53和蜗杆52，蜗杆52安装于一输入轴54上，蜗轮53内安装有空心输出主轴55，输入轴54与电机6输出轴61通过一内联轴器62相连接，蜗轮53通过空心输出主轴55与与挤出螺杆尾部的花键72配合连接。

本发明采用二次包络蜗轮蜗杆减速装置，一级传动即可满足挤出机的传动比要求，其输入轴无需采用外接联轴器或皮带传动，而是将电机输出轴直接插入减速箱输入轴端部的内联轴器，大大地简化了连接结构。

本发明的工作过程如下：

当挤出机开始工作时，电机6开始启动，电机6输出轴61通过联轴器62带动输入轴54旋转，输入轴54带动变速驱动装置5蜗杆52转动，蜗杆52转动从而带动蜗轮53转动，空心输出主轴55随着蜗轮53的转动而同步转动，进而空心输出主轴55驱动挤出螺杆旋转。与此同时，设在空心输出主轴55尾部的挤出螺杆驱动齿轮71也随空心输出主轴55转动，挤出螺杆驱动齿轮71驱动螺旋辊驱动齿轮47转动，由此带动螺旋辊42与挤出螺杆作异向转动。此时，将胶料喂入喂料口9，螺旋辊42迅速将胶料吃入挤出螺杆的螺槽中，并协同挤出螺杆使胶料作正位移向前输送运动，保证胶料快速、均匀地喂入，进入喂料段机筒3的胶料被源源不断地输送到塑化段机筒2，塑化段机筒2内可根据挤出工艺和制品配方要求使用全销钉型螺杆7或强力剪切/销钉型螺杆8，胶料通过塑化段机筒2，挤出螺杆内的胶料已得到充分而均匀的塑化，接着胶料被输送到挤出螺杆的挤出段并建立起足够的压力，此时通过成型机头挤出所需要的半制品。

螺旋啮合喂料装置4在工作过程中，有小量的胶末将可能进入耐磨衬套45与螺旋辊42左端面之间的间隙进入左端轴43，此时进入的小量胶末将进入到排胶槽451内，这些胶末将由排胶刀452排出机外；当耐磨衬套45与螺旋辊42左端面之间的间隙超过要求时，可通过设在螺旋辊42右端轴承座442上的调节螺母46进行调节。

本发明既可用在橡胶挤出，也可用在塑料挤出以及用在橡塑并用挤出。

上述实施例仅为本发明的较佳的实施方式，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换均应落入本发明的保护范围之内。