CN101508168B - 一种多刀盘挤出机及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多刀盘挤出机，包括机筒，机筒内套有内衬套、螺杆以及合式刀盘，合式刀盘又由两个动刀盘和一个静刀盘组成，静刀盘和内衬套并接成一整体，而动刀盘则与输送螺纹模块并接在一起。通过对合式刀盘结构的改进，以及采用新的组装方法和在内衬套、静刀盘、机筒之间采用弹道式滚动键进行固定。使在实际运用中调整合式刀盘位置更为方便，从而能适应更多实际生产的需求。而盘面咬合间隙也达到高位精度，保证了元件在螺杆中能精确得到咬合间隙，剪切性、压缩性、分散性得到更大提升，同时使螺杆的拆卸变得更加容易。

Description

一种多刀盘挤出机及其组装方法
技术领域
本发明涉及多刀盘挤出机及其组装方法，特别涉及包含多头螺旋动刀盘的串联式磨盘挤出机及其组装方法。
背景技术
现有串联式磨盘挤出机，采用的是组合式或半组合式的结构，主要特征是既具有独立式磨盘挤出机的特性，又具有普通单螺杆机的共性，既有层流式混合，又有强力分散。特性主要体现在磨盘工作区。如图4所示，磨盘结构形态是动、定盘均开有沟槽。两盘形成凹凸面，定盘不动，动盘转动，混合过程是物料通过两盘凹凸面形成涡流，反复被剪切、压缩、置换。在法向应力的作用下进入挤出段，然后从机头挤出。通过串联式磨盘机的混合后的聚合物，大大提高了最终物品的机械性能。所以广泛用于橡胶、尼龙、塑料和陶瓷的各种工业材料的连续混炼，加工一些特殊高分子合金材料和高填充材料、如电子复写、传真、调色涂料和各种有机混合材料、磁性材料、导电材料、热溶涂料、粉末涂料、玻纤增强等。
串联式磨盘挤出机虽然在螺杆挤出机领域内占据重要地位，优势明显，但有其自身弱点。实践证明：阻力较大、机头压力不足、排气孔堵塞、拆卸困难等。在实际生产中，流速不均，出料不稳定，时而汹涌，时而断流，牵条困难。其主要问题是在动盘上。如图5所示，从结构上看，其沟槽通道在螺杆轴向方向是直线面，与螺杆轴向中心几乎平行，没有形成推进物料的螺旋角度，也就是说自身不能推动物料前进，只能将物料引向圆周环流，形成涡流状态，其物流只能靠后背螺杆的推力前进，也就是说需要靠辅助推力进行，这样就造成了螺杆输送力减少，阻力增大，扭矩增大，负荷增大，除发生上述现象外，还容易造成螺杆及元件的扭曲变形，同时损坏机器，最终获不到定量、定压、定速的挤出效果。
中国专利ZL200820063166.8中公布了用于串联式磨盘单螺杆挤出机的多头螺旋动齿盘，该动齿盘包括左、右两个端面，在左、右两个端面之间设置有数个用于物料通过的通道，其与静齿盘共同组成齿盘组，用于在传送物料的同时对物料进行剪切、分散和混合，改进之处在于，所述左、右两个端面之间的通道为分布于动齿盘圆周表面的螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽的径向中心线由始至终均位于同一个平面内。螺旋形凹槽的径向中心线所在的平面与所述动齿盘的中心轴线的锐角夹角的角度在40°～45°之间，最佳角度为42°。该专利避免了以前串联式磨盘挤出机中一些突出问题，提高了剪切性能，主要解决了过去动盘不能推进物料往前流动，阻力过大的弊端。但是，该专利仍然存在缺陷，内衬套以及静盘通过矩形方键与机筒形成轴向固定。在拆卸时，由于摩擦系数太大非常不方便，而且一旦其中一块方键略有扭曲，整个螺杆都会被卡住不能取出。另外从结构上看，虽然可调盘面间隙，但间隙较大，通常为1～1.5mm，为使剪切性、压缩性、分散性有所提高。另外，由于受目前组装方法限制其互换性也是有限的，要调整刀盘组位置也是非常麻烦。
发明内容
本发明公布了一种多刀盘挤出机及其方法，在提高输送力、剪切性能的同时，采用新的方法，更能方便的调整螺杆上合式刀盘的位置，以满足生产中的不同需要，并且采用了弹道式滚动键，使螺杆的取出更加容易。
本发明采用的技术方案如下：一种多刀盘挤出机，包括机筒，机筒内套有内衬套、螺杆以及合式刀盘，合式刀盘又由两个动刀盘和一个静刀盘组成。所述合式刀盘中，静刀盘上凸台向刀盘端面两侧分别延伸出相同长度L1，并与内衬套并接成一整体，而两个动刀盘则位于静刀盘两侧，并置于静刀盘凸台向两侧延伸后形成的孔内，且两侧动刀盘上凸台也分别向静刀盘方向延伸出刀盘端面相同长度L2，同时两动刀盘凸台对接在一起，而动刀盘另一端则与输送螺纹模块并接在一起；
且内衬套与静刀盘外表面上均设有外R槽，机筒内壁上对应位置设有同样数量的内R槽，三者之间通过在外R槽和内R槽里装入对应滚珠形成固定。
而机筒上所设内R槽深度大于内衬套及静刀盘上外R槽深度，以使在滚珠往里装时，全部滚珠包裹在机筒的内R槽里，不会掉出。
而在安装合式刀盘时，采用更先进的方法，使内衬套的轴向长度L6与合式刀盘总长度L3相同或能实现偶数倍整除，同时使输送螺纹模块长度L5能与内衬套轴向长度L6相同或能实现偶数倍整除。并且，使上述部件长度均能实现偶数倍整除导程。
采用本发明，能方便调整合式刀盘位置，能适应更多实际生产的需求，同时使盘面咬合间隙达到高位精度，保证了元件在螺杆中能精确得到咬合间隙，剪切性、压缩性、分散性也得到更大提升。且采用弹道式滚动键的设计，使得螺杆的拆卸变得更加容易。
附图说明
图1为本发明中机筒局部剖视图；
图2为现有技术中合式刀盘分解图；
图3为本发明中合式刀盘结构图；
图4为现有串联式磨盘挤出机结构图；
图5为图4中动、静盘主视图；
图6为本发明内衬套与机筒套入示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更详细解释。
参阅图1～图6，一种多刀盘挤出机，包括机筒6，机筒6内套有内衬套7、螺杆以及合式刀盘，合式刀盘又由两个动刀盘12和一个静刀盘11组成。静刀盘11上凸台2向刀盘端面两侧分别延伸出相同长度L1，延伸出端面的凸台2在原静刀盘11端面两侧分别形成一圆形孔，两个动刀盘12则分别置于两侧圆形孔13中。同时两侧动刀盘12上凸台1也分别向静刀盘11方向延伸出刀盘端面相同长度L2，至两动刀盘凸台1延伸部分对接在一起。静刀盘上凸台2则与内衬套7管壁对接形成一整体，动刀盘12另一端则与输送螺纹模块3并接在一起。套入螺杆后，动刀盘12和输送螺纹模块3由螺母压紧，内衬套7与静刀盘11则由大螺母压紧形成固定。
其中，两侧动刀盘12轴向总长度等于静刀盘11轴向长度，即等于合式刀盘总长度L3。且动刀盘12盘体外径Φ1等于静刀盘凸台2内径Φ2，动刀盘凸台1外径Φ3则等于静刀盘11盘体内径Φ4。
采用这种结构，我们可以将动、静盘之间的咬合间隙提高到一个更高的精度。之前的串联式磨盘挤出机，动盘和静盘之间采用垫圈来控制两个盘面之间的咬合间隙，而这样的结构方式，导致我们咬合间隙的精度不够高，一般为1～1.5mm。而本发明中，在静刀盘11轴向长度确定，且静刀盘11上沟槽长度确定的情况下，通过对动刀盘12轴向长度以及动刀盘上凸台1延伸长度的调整从而控制动、静盘盘面间咬合间隙，可以将精度提高到0.2mm，使剪切性能进一步提升。而且由于采用了新的结构设计，不会出现现有技术中因间隙太小而卡死的问题。因为本发明中所采用结构，误差不会累积，所以不会出现卡死的现象。
另外，内衬套7与静刀盘11外表面上均设有三条外R槽8，机筒6内壁上对应位置则同样设有三条内R槽9，三者之间通过装入对应滚珠10形成固定。同时，内R槽9深度大于外R槽8深度，从而使滚珠滑入时，全部滚珠包裹在机筒的内R槽9里不会掉出。滚珠10取代了现在常用的矩形方键，起到对衬套防扭及定位的作用。拆卸时，只需松开螺杆上锁紧大螺母然后如拆卸普通单螺机一样，在减速箱内孔，用棒顶住螺杆芯轴敲推。整根螺杆连同衬套及定盘一并脱出机筒，由于是滚动摩擦，很轻松卸下螺杆等。再装时，只要内外R槽对好，放进滚珠既可。与目前采用矩形键规定的方式比较，采用弹道式方式固定滚动键，拆卸起来更加容易。
基于上述结构，在安装合式刀盘时，我们采用新的方法，在确定合式刀盘总长度L3后，使内衬套7的轴向长度L6与合式刀盘总长度L3相同或能实现偶数倍整除，同时使输送螺纹模块3长度L5能与内衬套7轴向长度L6相同或能实现偶数倍整除。由于结构关系，合式刀盘的总长度L3与导程之间的关系应该是相同或偶数倍关系。
采用这种方法后，在更换合式刀盘位置时候，我们可以方便的调换合式刀盘位置，而不用因为内衬套7与输送螺纹模块3不匹配，在调换时需要进一步对其进行打磨之类的加工，即满足了生产时的多样需求，又加快了生产的效率。
实施例1，安装合式刀盘时，首先确定合式刀盘总长度L3＝96mm，且静刀盘11上沟槽长度为15mm，凸台2向两侧延伸长度L1＝40.5mm。使动刀盘12轴向长度L4为40mm，凸台1延伸部分长度L2＝8mm。然后使内衬套7的轴向长度L6＝192mm，输送螺纹模块3长度L5＝48mm。从而确定动、静盘之间的盘面咬合间隙为0.5mm。
实施例2，安装合式刀盘时，首先合式刀盘总长度L3＝96mm，静刀盘11上沟槽长度为15mm，凸台2向两侧延伸长度L1＝40.5mm。使动刀盘12轴向长度L4则为40.3mm，凸台1延伸部分长度L2＝7.7mm。然后使内衬套7的轴向长度L6＝96mm，输送螺纹模块3长度L5＝48mm。从而确定动、静盘之间的盘面咬合间隙为0.2mm。
从上述两个实施例我们可以看出，调整动刀盘12的轴向长度与凸台1延伸部分长度可以调整盘面间咬合间隙，使盘面间隙达到高精度从而可以进一部提升剪切性。而组装过程中采用了新方法，所以在合式刀盘更换时，不用对内衬套7、螺纹输送模块3进行再次加工，简化了程序提高了效率。
本发明通过实际实践证明，其性能已接近双螺杆机的水平。做同比试验中，其产量比双螺杆机产量更高，如66双螺杆机。且能耗降低一小半。并在对原料物性测试中结果相同。而且本发明结构简单，成本与普通单螺杆机基本相同。因此，同现有技术相比从成本、能耗、效率上对比，本发明明显优于现有串联式磨盘挤出机。

Claims (6)

1.一种多刀盘挤出机，包括机筒，机筒内套有内衬套、螺杆以及合式刀盘，合式刀盘又由两个动刀盘和一个静刀盘组成，其特征在于：
所述合式刀盘中，静刀盘上凸台向刀盘端面两侧分别延伸出相同长度L1，并与内衬套并接成一整体，而两个动刀盘则位于静刀盘两侧，并置于静刀盘凸台向两侧延伸后形成的孔内，且两侧动刀盘上凸台也分别向静刀盘方向延伸出刀盘端面相同长度L2，同时两动刀盘凸台对接在一起，而动刀盘另一端则与输送螺纹模块并接在一起；
所述内衬套与静刀盘外表面上均设有外R槽，机筒内壁上对应位置设有同样数量的内R槽，三者之间通过在外R槽和内R槽里装入对应滚珠形成径向方向上的固定。
2.根据权利要求1所述一种多刀盘挤出机，其特征在于：机筒上所设内R槽深度大于内衬套及静刀盘上外R槽深度。
3.根据权利要求1所述一种多刀盘挤出机，其特征在于：所述外R槽数量为3条。
4.根据权利要求1所述一种多刀盘挤出机，其特征在于：所述静刀盘轴向方向总长度为合式刀盘轴向总长度。
5.根据权利要求1所述一种多刀盘挤出机，其特征在于：所述动刀盘盘体外径Ф1等于静刀盘凸台内径Ф2。
6.根据权利要求1所述一种多刀盘挤出机，其特征在于：所述动刀盘凸台外径Ф3等于静刀盘盘体内径Ф4。
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