CN101298176A - 塔式三臂双室自控滚塑机 - Google Patents

Abstract

一种塔式三臂双室自控滚塑机，属于一种利用热塑旋转成型原理进行中空塑料制品滚塑成型的设备，由回转塔台、三根夹角呈120°的直臂、直臂电机、变速器、模具支架、自动控制系统、加热室和冷却室等构成，主要特征是在变速器与直臂之间增设有动力分配器，经该动力分配器使直臂的外管和内轴只需一个电机输出动力，即能达到同时工作、并带动直臂输出端的模具绕X轴和Y轴旋转的目的，改进后的结构具有输入动力一进双出的优点，比现有滚塑机结构少了三个电机和三个减速器，故安装更加简单、维修较为容易，且减少配置、减轻塔台负载、优化自动控制系统、降低故障率，减少制造成本，而主电机和直臂电机采用的变频交流电机能满足低速重载的工作需要。

Description

塔式三臂双室自控滚塑机

技术领域

本发明属于一种中空塑料制品滚塑成型设备，尤其是一种塔式三臂双室自控滚塑机。

背景技术

目前生产中空塑料制品的生产工艺，一般采用热塑旋转成型原理，即将定量旋转级粉末塑料加入模腔内，通过热源加热模具，同时使受热模具绕X轴和Y轴旋转均匀受热，模腔内塑料熔融塑化后贴附在模腔整个内表面，从而使产品成型，再经冷却定型后，开模即可取出成品。以往国内企业生产这种塑料制品的滚塑机都是从国外采购的，结构复杂，价格较为昂贵，因此国内滚塑机生产厂家就研制出属于自己独立专利技术的滚塑机，如公开的中国专利号为91201741.4的“大型回转式三臂滚塑成型机”，其结构由大型回转塔台、驱动塔台旋转的主电机、三根夹角呈120°的直臂、安装在直臂输入端的直流电机和传动机构、安装在直臂输出端的模具支架、回转塔台上的分电器、控制滚塑机顺序工作的自动控制系统、加热室和冷却室等构成，工作时在自动控制系统操纵下，主电机驱动回转塔台带动三根直臂转动，使三根直臂上的模具依次经过加热室和冷却室，从而实现加料装模，模具受热熔融、模具冷却成型、开模取产品的循环过程，该结构的滚塑机价格低于国外采购的同类产品，能满足国内企业的生产需要，同时加料、受热、冷却、开模循环进行，大大提高工作效率，故具有较为显著的经济、社会效益。然而随着生产技术的不断发展，该滚塑机的结构也暴露出缺陷，例如公开的滚塑机专利技术中，直臂外管和内轴之间的转动是：外管通过一个直流电机经传动机构驱动旋转，内轴通过另一个直流电机经另一个传动机构驱动旋转，该传动机构即相当于变速器，一个直臂必须通过两个直流电机和两个变速器才能达到外管和内轴共同转动、并带动直臂输出端的模具绕X轴和Y轴旋转的目的，而完成三个直臂工作必须要六个直流电机和六个变速器，且六个直流电机和六个变速器都需要安装在回转塔台上，安装难度大，维修麻烦，也增加塔台负载，使自动控制系统变得烦杂，增加故障率，加大制造成本，同时直流电机也存在费电、扭矩小、噪声大等缺陷，易受电源限量，无法满足低速重载的工作需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种安装简单、维修容易、塔台负载小、系统故障率低、制造成本少、采用变频交流电机驱动直臂的塔式三臂双室自控滚塑机。

本发明的技术问题通过以下技术方案实现：

一种塔式三臂双室自控滚塑机，其包含主电机和由主电机驱动旋转的回转塔台，该回转塔台上安装有三根夹角呈120°的直臂，该直臂由转动的中空外管和轴承支承的内轴构成，在直臂的输入端设有直臂电机及与直臂电机连接的变速器，直臂的输出端连接转向箱，该转向箱上设有绕X轴和Y轴旋转的模具支架，同时在回转塔台上还设有分电器，回转塔台外连接控制塔台顺序工作的自动控制系统，在顺着回转塔台旋转方向依次设有封闭的加热室和冷却室，室与室之间设有自动移门，其特征在于所述的变速器与直臂之间设有共用的动力分配器，该动力分配器分别驱动内轴和外管旋转，所述的动力分配器包括箱体，箱体内设有轴承支承的输入轴和传动轴，输入轴一端设有啮合在变速器输出齿轮上的从动齿轮，输入轴另一端设有主动齿轮，该主动齿轮与连接外管的联齿板啮合，输入轴上还设有齿轮；所述的传动轴上设有与齿轮啮合的传动齿轮，传动轴的输出端设有连接内轴的联轴器。

所述的加热室外设有循环风机和燃烧机，两者经管道同时连通混配箱，同时循环风机还连通加热室，混配箱上安装有热风道，该热风道伸入加热室内。

所述的分电器包括分别固定在回转塔台内部的碳刷座和绝缘块，碳刷座上安装有碳刷，该碳刷的末端铜条接触在绝缘块上。

所述的主电机经蜗杆、蜗轮和定位减速器连接驱动回转塔台。

所述的主电机和直臂电机均为变频交流电机

与现有技术相比，本发明是在塔式三臂双室自控滚塑机的变速器与直臂之间增设有动力分配器，经该动力分配器使直臂的外管和内轴同时连接在同一个变速器的输出齿轮上，该直臂结构只需一个电机经一个变速器输出动力，即能达到外管和内轴共同工作，并带动直臂输出端的模具绕X轴和Y轴旋转的目的，改进后的结构具有输入动力一进双出的优点，比现有滚塑机结构少了三个电机和三个变速器，虽然增加了三个动力分配器，但是该动力分配器比电机和变速器占用空间小，安装更加简单、维修较为容易，塔台负载减轻，自动控制系统只需控制三个电机工作即可，使控制系统得到优化，也降低了机构故障率，减少制造成本，同时采用的变频交流电机能耗少、调速范围大、扭矩大、噪声低，不受电源限量，能满足低速重载的工作需要。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为直臂的剖视结构示意图。

图3为直臂输入端的剖视结构放大图。

图4为直臂输出端的剖视结构放大图。

图5为分电器与塔台的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。

如图1～图5所示，1-回转塔台、2-主电机、3-定位减速器、4-直臂电机、5-模具支架、6-冷却室、7-直臂、8-自动移门、9-变速器、10-加热室、11-热风道、12-混配箱、13-燃烧机、14-循环风机、15-移门电机、16-输出齿轮、17-从动齿轮、18-轴承、19-锁紧螺母、20-齿轮、21-箱体、22-输入轴、23-联齿板、24-滑动轴瓦、25-轴承、26-内轴、27-轴承座、28-油杯、29-外管、30-传动轴、31-传动齿轮、32-联轴器、33-锥齿轮、34-转轴、35-法兰盘、36-轴承、37-锥齿轮、38-转向箱、39-碳刷座、40-碳刷、41-铜条、42-绝缘块、43-主动齿轮。

塔式三臂双室自控滚塑机，包括安装在地面上的大型直立式回转塔台1，该回转塔台采用精密铸铁构件制成，使塔台重心稳定不易变形。塔台下方设有主电机2，该主电机经内部蜗杆、蜗轮(图中未示)和定位减速器3连接驱动回转塔台1，蜗杆、蜗轮结构可避免传统方式上用大型拼装齿轮啮合传动所存在的精度较低、容易引起塔台抖动的现象发生，装配和维修更为方便，同时由于蜗轮下置，也使得润滑更加方便，避免了大齿轮润滑时所存在的润滑油下滴的通病，而定位减速器3使塔台在转到任意位置都能准确停顿。

塔台外圆周面上设置三根呈120°均布的直臂7，每根直臂的输入端都设有驱动直臂工作的直臂电机4，该直臂电机和回转塔台1的主电机2均为自动控制系统单独操纵的变频交流电机，能达到节电30％～40％的目的，同时变频交流电机调速范围大、能耗小、扭矩大、噪声低，不受电源限量，能满足低速重载的工作状况。直臂电机4连接变速器9，并经变速器的输出齿轮16驱动直臂7工作。

所述的变速器与直臂之间设有动力分配器，该动力分配器如图2、图3所示，包括螺栓固定在回转塔台1上的箱体21，箱体内设有轴承18支承的输入轴22和传动轴30。所述的输入轴22一端设有啮合在变速器9输出齿轮16上的从动齿轮17，输入轴另一端设有主动齿轮43，该主动齿轮与连接外管29的联齿板23啮合，输入轴22上还设有以锁紧螺母19锁紧的齿轮20；所述的传动轴30上设有与齿轮20啮合的传动齿轮31，传动轴30的输出端经联轴器32连接内轴。

所述的直臂7由转动的中空外管29及设在外管内的内轴26构成，外管由一对设置在轴承座27内的轴承25和滑动轴瓦24支承，轴承座上设有供润滑油注入的油杯28，外管输出端以螺钉固定转向箱38；内轴26两端由设置在外管输入端和转向箱上的轴承支承转动，内轴输出端伸入转向箱38内后，其末端以设置在转向箱内的轴承36支承，同时位于转向箱内的内轴经两副锥齿轮33、37分别啮合在位于内轴两侧的两根转轴34上，并带动两根转轴同步转动，转轴由安装在转向箱两侧的轴承支承，转轴34末端连接法兰盘35，该法兰盘上安装模具支架5。

当启动直臂电机4经变速器9和动力分配器分别驱动外管和内轴同时转动，并带动直臂7输出端的模具支架5上的模具绕X轴和Y轴旋转。每根直臂7上只需一个直臂电机4和一个变速器9即能达到模具绕两个方向转动的目的，该输入动力一进双出，不同于现有滚塑机需要扭矩双输出的问题，三根直臂7只需三个直臂电机4驱动，使回转塔台1顶部有足够空间方便安装，减轻回转塔台负载，优化自动控制系统、降低故障率并减少制造成本。

回转塔台1内设有内置分电器，该分电器如图5所示，包括分别固定在回转塔台内的碳刷座39和绝缘块42，碳刷座上安装有碳刷40，该碳刷末端经铜条41接触在绝缘块42上。这种内置式分电器区别于现有分电器的柱式外置结构，避免了长期裸露易受粉尘、水汽沾染而造成短路现象的发生，同时操作过程无接触火花产生，安全性更高。

回转塔台1外顺着回转塔台旋转方向依次设有封闭的加热室10和冷却室6，所述的加热室外设有不锈钢循环风机14和燃烧机13，两者经管道同时连通混配箱12，同时循环风机还连通加热室10，在混配箱上安装有“Y”型热风道11，该热风道伸入加热室10内，通过该热风道11将高温热风吹进加热室内进行加热。燃烧机13的热源采用液化石油气燃烧进行空气加热，热风循环系统使热空气在加热室10内循环使用，能达到50％节能效果；所述的冷却室6内由冷却风机吹入的冷风进行降温，在加热室与操纵位之间设有自动移门8，冷却室与操纵位之间设有自动移门8，同时加热室10和冷却室6之间也设有自动移门，该移门的启闭由自动控制系统操纵移门电机15进行。

所述的自动控制系统连接在回转塔台1外，并控制回转塔台顺序工作，该系统由工业计算机、PLC程控器及拓展模块、变频器、显示器、控制柜等组成，可将滚塑机的所有机械动作，滚塑工艺参数、加热室测温、生产管理全部自动化。当将模具安装到位于操纵位的一根直臂7的模具支架5上时，启动滚塑机后，自动控制系统即自动进入工作程序，并依次完成各项程序工作。

该工作过程通常是先打开加热室10与操纵位的自动移门8，主电机2驱动回转塔台1带动操纵位安装有模具的直臂7转动120°进入加热室10进行均匀加热熔融滚制，在直臂进入加热室后自动关闭加热室10与操纵位之间的自动移门8，当模具在加热室加热到预定时间后，打开加热室与冷却室6之间的自动移门8，此时主电机2驱动回转塔台1带动加热室内的直臂7继续转动120°进入冷却室6进行冷却定型，在直臂7进入冷却室后，自动关闭加热室10与冷却室之间的自动移门8，当模具在冷却室6冷却到预定时间后，打开冷却室与操纵位之间的自动移门8，主电机驱动回转塔台1带动冷却室内的直臂7接着转动120°，回到操纵位起点位置进行开模取产品，最后关闭冷却室6与操纵位之间的自动移门8。

工作过程中的装模、融模和开模这三个工序都有一套相对独立的控制系统，能自动执行计算机指令，故可以同时进行循环工作，即一个模具在操纵位安装，一个模具在加热室10加热，一个模具在冷却室6冷却，当主电机2驱动回转塔台转动120°后，三个直臂7互换工位，原先位于操纵位的模具进入加热室熔融滚制，原先位于加热室的模具进入冷却室冷冻定型，原先位于冷却室的模具进入操纵位后开模取产品并重新进行装模，故大大提高生产效率。而直臂7在操纵位时，直臂的内、外管是不动的，只有当直臂进入加热室和冷却室后，自动控制系统才会控制直臂内、外管相对转动，使模具绕X轴和Y轴旋转，以达到均匀受热和冷却的目的。

本发明的主要技术参数为：主轴中心高：1730mm、主轴回转半径：2710mm、总高度：5500mm、模具支架最大尺寸3000×2400、升温速度：一级空载时为10～30℃/min、二级空载10～40℃/min，调整范围：0～25℃/min，运行方式：连续，控制过程：工艺参数→工控机→PC→各执行诸元，塔台转动电机：4.5kw，直臂电机：3×3.2kw，移门电机：2×0.35kw，冷却风机：2×0.5kw，热风循环风机：4kw，燃烧机电机：1.1kw。

Claims (5)

1、一种塔式三臂双室自控滚塑机，其包含主电机(2)和由主电机驱动旋转的回转塔台(1)，该回转塔台上安装有三根夹角120°的直臂(7)，该直臂由转动的中空外管(29)和轴承支承的内轴(26)构成，在直臂的输入端设有直臂电机(4)及与直臂电机连接的变速器(9)，直臂的输出端连接转向箱(38)，该转向箱上设有绕X轴和Y轴旋转的模具支架(5)，同时在回转塔台(1)上还设有分电器，回转塔台外连接控制塔台顺序工作的自动控制系统，在顺着回转塔台(1)旋转方向依次设有封闭的加热室(10)和冷却室(6)，室与室之间设有自动移门(8)，其特征在于所述的变速器(9)与直臂(7)之间设有共用的动力分配器，该动力分配器分别驱动外管(29)和内轴(26)旋转；所述的动力分配器包括箱体(21)，箱体内设有轴承支承的输入轴(22)和传动轴(30)，输入轴一端设有啮合在变速器(9)输出齿轮(16)上的从动齿轮(17)，输入轴另一端设有主动齿轮(43)，该主动齿轮与连接外管(29)的联齿板(23)啮合，输入轴上还设有齿轮(20)；所述的传动轴(30)上设有与齿轮(20)啮合的传动齿轮(31)，传动轴的输出端设有连接内轴(26)的联轴器(32)。

2、根据权利要求1所述的塔式三臂双室自控滚塑机，其特征在于所述的加热室(10)外设有循环风机(14)和燃烧机(13)，两者经管道同时连通混配箱(12)，同时循环风机还连通加热室(10)，混配箱(12)上安装有热风道(11)，该热风道伸入加热室内。

3、根据权利要求1所述的塔式三臂双室自控滚塑机，其特征在于所述的分电器包括分别固定在回转塔台(1)内部的碳刷座(39)和绝缘块(42)，碳刷座上安装有碳刷(40)，该碳刷的末端铜条(41)接触在绝缘块(42)上。

4、根据权利要求1所述的塔式三臂双室自控滚塑机，其特征在于所述的主电机(2)经蜗杆、蜗轮和定位减速器(3)连接驱动回转塔台(1)。

5、根据权利要求1～4任一项所述的塔式三臂双室自控滚塑机，其特征在于所述的主电机(2)和直臂电机(4)均为变频交流电机。

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