CN104057608B - 一种自动脱模的hdpe缠绕增强结构壁b型管成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，包括主轴，所述主轴通过轴套水平连接于基座，所述主轴一端与主轴驱动电机传动连接，从主轴与轴套的连接处到主轴另一端依次同轴连接有多轴变速箱、模具角度导向盘和尾盘，所述主轴上还固定连接有角度驱动装置，所述模具角度导向盘与角度驱动装置传动连接；还包括多根连接于尾盘的自转模具轴，所述自转模具轴另一端连接于多轴变速箱的传动轴，所述自转模具轴与主轴之间设有5~30°的夹角。本发明的产品自动脱模，省去了脱模工艺的设备、人力、时间投入，有效降低产品的制造成本。

Description

一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机

技术领域

本发明涉及HDPE缠绕增强结构壁B型管技术领域，具体涉及一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机。

背景技术

HDPE缠绕增强结构壁B型管，别名克拉管，是以高密度聚乙烯（HDPE）为主要原材料，采用热态缠绕杨型工艺，以聚丙烯（PP）单壁波纹管为支撑结构制成具有较高抗外压能力的特殊结构壁管材，具有熔缝质量高、安装性能优异、柔韧性好、强度高、抗腐蚀、耐老化、使用寿命长、可循环回收使用、管内壁光滑的优点，在市政排污和化工排污方面有着其他管材无法比拟的优势。

HDPE缠绕增强结构壁B型管经缠绕成型、切削、脱模、修整、电容丝预埋等工艺处理得到成品；目前缠绕成型工艺所采用的成型机，将高密度聚乙烯加热至190℃后从挤出机模具挤出缠绕在光面的圆柱形模具上，再冷却至50℃后切削脱模；在缠绕前必须将模具预热至150℃左右，因为高密度聚乙烯挤出后的温度较高，直接接触常温的模具其内壁会因骤冷而产生收缩，导致很难黏贴在模具上，对产品的密封性、内壁光洁度、强度等都产生极大的负面影响，一台成型机在模具加热方面的成本投入一个月达到数万元；而且为保证生产的连续性，一台成型机至少要配备2到3根模具，一根模具缠绕好后移走进行冷却脱模，换上空闲模具继续缠绕，模具本身的价格在几千到数十万之间，以1000mm直径管材的模具为例，每根的进口价格大约为2万元，并且模具在长期重复的加热、冷却、脱模过程中必然会产生变形，其使用寿命有限，更换模具也要花费一定的时间，无法实现真正意义上的连续生产；还有，产品的长度被模具的长度所限制，目前的模具长度普遍为6米，只能生产长度不超过6米的产品；此外，模具本身就很重，移动不便，从模具上将产品脱出的难度大，既需要专业的设备，又要人员进行操作，还存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，可以解决现有HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机在光面的圆柱形模具上缠绕高密度聚乙烯和聚丙烯，产品缠绕成型后需要冷却脱模，导致设备价格和运行成本高，而且产品的长度受模具限制，脱模工艺难度大的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，包括主轴，所述主轴通过轴套水平连接于基座，所述主轴一端与主轴驱动电机传动连接，从主轴与轴套的连接处到主轴另一端依次同轴连接有多轴变速箱、模具角度导向盘和尾盘，所述多轴变速箱固定连接于主轴，所述模具角度导向盘和尾盘转动连接于主轴，所述主轴上还固定连接有角度驱动装置，所述模具角度导向盘与角度驱动装置传动连接；还包括多根一端均匀转动连接于尾盘同一圆周上的自转模具轴，所述模具角度导向盘上设有与自转模具轴数量相等的孔，所述多根自转模具轴另一端穿过孔，再分别连接于均匀分布在多轴变速箱同一圆周上的传动轴，所述传动轴与变速箱电机传动连接，所述变速箱电机固定连接于多轴变速箱；所述自转模具轴与主轴之间设有5~30°的夹角，使得多根自转模具轴呈螺旋状分布在主轴外围。

所述自转模具轴由第一芯轴、第二芯轴和轴套组成，所述第一芯轴一端连接于尾盘，另一端穿过模具角度导向盘上的孔后通过第一万向节连接于第二芯轴一端，所述第二芯轴的另一端通过第二万向节连接于多轴变速箱上的传动轴；所述第一芯轴与主轴之间设有5~30°的夹角；所述轴套同轴固定连接于第一芯轴，且位于尾盘和模具角度导向盘之间，所述轴套外壁设有隔热层。

所述主轴为两端连通的管形轴，其与主轴驱动电机传动的一端通过管道连通鼓风机。

所述多轴变速箱上还设有与变速箱电机对称的平衡配重块。

所述多轴变速箱的边部沿周向设有导向槽，所述导向槽中连接有至少四个导向轮，所述导向轮连接于设置在多轴变速箱外围的门形支架。

所述多轴变速箱和模具角度导向盘之间的主轴上还同心固定连接有主轴托盘，所述主轴托盘周向边部均匀连接有至少四个定向轮，所述定向轮的轮轴连接在设置于主轴托盘一侧的壁板上；所述主轴托盘的同一圆周上设有数量与自转模具轴数量相等的腰孔，所述壁板上设有通孔，多根自转模具轴分别穿过主轴托盘上对应的腰孔，主轴和多根自转模具轴同时穿过壁板上的通孔；所述角度驱动装置固定连接于主轴托盘，所述模具角度导向盘上设有蜗轮蜗杆，通过蜗轮蜗杆与角度驱动装置传动连接。

所述主轴托盘朝向模具角度导向盘的一面固定连接有至少三根垂直于其表面的螺杆，所述模具角度导向盘上设有与螺杆位置对应的导向腰孔，螺杆外端穿过导向腰孔，并连接有螺母。

所述模具角度导向盘在多圈不同直径的圆周上分别设有多个孔。

所述主轴驱动电机、变速箱电机和角度驱动装置均为伺服电机。

本发明与现有技术相比的优点在于：

一、多根呈螺旋状分布在主轴外围的自转模具轴旋转形成螺旋前进动力，产品前端受螺旋前进动力的作用逐渐向远离自转模具轴的方向延伸，自动从自转模具轴上脱离，形成自动缠绕自动脱模，省去了脱模工艺的设备、人力、时间投入，有效降低产品的制造成本；

二、高密度聚乙烯和聚丙烯缠绕在自转模具轴上，与每根自转模具轴的接触面积很小，自转模具轴的轴套外壁设有隔热层，高密度聚乙烯不会出现内壁收缩的情况，不需要对自转模具轴进行加热，节约了模具加热的成本投入，进一步降低产品的制造成本；

三、通过更换不同尺寸的尾盘，调整自转模具轴的数量及穿过模具角度导向盘的位置可以生产不同直径的HDPE缠绕增强结构壁B型管，自转模具轴、模具角度导向盘和尾盘的总价不超过4万元，相比每根进口价格几千到数十万的模具，大幅降低成型机的价格；

四、产品的长度不再受到模具限制，可以根据需要自由选择，增加产品的通用性，有利于市场推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为自转模具轴结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，包括主轴1，所述主轴1通过轴套17水平连接于基座20，所述主轴1一端与主轴驱动电机2传动连接，从主轴1与轴套17的连接处到主轴1另一端依次同轴连接有多轴变速箱4、模具角度导向盘6、主轴托盘5和尾盘3，所述多轴变速箱4和主轴托盘5固定连接于主轴1，所述模具角度导向盘6和尾盘3转动连接于主轴1，所述主轴托盘5周向边部均匀连接有至少四个定向轮14，所述定向轮14的轮轴连接在设置于主轴托盘5一侧的壁板12上；所述主轴托盘5朝向模具角度导向盘6的一面固定连接有至少三根垂直于其表面的螺杆18，所述模具角度导向盘6上设有与螺杆18位置对应的导向腰孔，螺杆18外端穿过导向腰孔，并连接有螺母；所述多轴变速箱4的边部沿周向设有导向槽，所述导向槽中连接有至少四个导向轮15，所述导向轮15连接于设置在多轴变速箱4外围的门形支架13；所述主轴托盘5上还固定连接有角度驱动装置11，所述模具角度导向盘6上设有蜗轮蜗杆21，通过蜗轮蜗杆21与角度驱动装置11传动连接；还包括多根由第一芯轴71、第二芯轴72和轴套73组成的自转模具轴7，所述模具角度导向盘6和主轴托盘5上分别设有与自转模具轴7数量相等的孔、腰孔，所述壁板12上设有通孔，所述多根自转模具轴7的第一芯轴71一端均匀转动连接于尾盘3同一圆周，另一端穿过模具角度导向盘6上的孔、主轴托盘5上的腰孔后通过第一万向节8连接于第二芯轴72一端，所述第二芯轴72的另一端通过第二万向节8′连接于均匀分布在多轴变速箱4同一圆周上的传动轴，所述传动轴与变速箱电机9传动连接，所述变速箱电机9固定连接于多轴变速箱4，所述多轴变速箱4上还设有与变速箱电机9对称的平衡配重块16，所述轴套73同轴固定连接于第一芯轴71，且位于尾盘3和模具角度导向盘6之间，所述主轴1和多根自转模具轴7同时穿过壁板12上的通孔；所述第一芯轴71与主轴1之间设有5~30°的夹角，使得多根自转模具轴7的第一芯轴71呈螺旋状分布在主轴1外围。

所述主轴1为两端连通的管形轴，其与主轴驱动电机2传动的一端通过管道连通鼓风机19，鼓风机19将空气通过主轴1鼓入产品中，加速产品的冷却成型。

所述模具角度导向盘6在多圈不同直径的圆周上分别设有多个孔，在加工不同直径的产品时不需要更换整个模具角度导向盘6，只要调整自转模具轴7穿过孔的位置即可。

所述主轴驱动电机2、变速箱电机9和角度驱动装置11均为伺服电机。

根据待加工产品的尺寸不同，自转模具轴7的数量以及与之对应的模具角度导向盘6上的通孔、主轴托盘5上的腰孔和多轴变速箱4上的传动轴数量也不同，例如：加工500mm直径的产品使用16根自转模具轴7。

加工时原料从挤出机模具挤出黏贴在多根自转模具轴7的外壁，变速箱电机9启动，驱动多根自转模具轴7旋转开始缠绕，形成螺旋前进动力，产品前端逐渐向自转模具轴7外延伸，直至达到需要的长度；HDPE缠绕增强结构壁B型管两端还分别设置有承插口，承插口的壁较厚，且外壁没有聚丙烯缠绕形成的加强筋，当需要制作承插口时，降低自转模具轴7的转速，同时启动主轴驱动电机2，使主轴1与自转模具轴7同向转动，主轴1与自转模具轴7的转速之和等于挤出机出料速度，使得高密度聚乙烯在自转模具轴7上缠绕的长度、厚度满足承插口的壁厚要求。

在生产不同壁厚的产品时，角度驱动装置11通过蜗轮蜗杆21驱动模具角度导向盘6转动一定的角度，进而调节第一芯轴71与主轴1之间的角度，从而改变产品前端向自转模具轴7外端延伸的速度；第一芯轴71与模具角度导向盘6之间还设有轴承以降低摩擦。

Claims (9)

1.一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，包括主轴（1），其特征在于：所述主轴（1）通过轴套（17）水平连接于基座（20），所述主轴（1）一端与主轴驱动电机（2）传动连接，从主轴（1）与轴套（17）的连接处到主轴（1）另一端依次同轴连接有多轴变速箱（4）、模具角度导向盘（6）和尾盘（3），所述多轴变速箱（4）固定连接于主轴（1），所述模具角度导向盘（6）和尾盘（3）转动连接于主轴（1），所述主轴（1）上还固定连接有角度驱动装置（11），所述模具角度导向盘（6）与角度驱动装置（11）传动连接；还包括多根一端均匀转动连接于尾盘（3）同一圆周上的自转模具轴（7），所述模具角度导向盘（6）上设有与自转模具轴（7）数量相等的孔，所述多根自转模具轴（7）另一端穿过孔，再分别连接于均匀分布在多轴变速箱（4）同一圆周上的传动轴，所述传动轴与变速箱电机（9）传动连接，所述变速箱电机（9）固定连接于多轴变速箱（4）；所述自转模具轴（7）与主轴（1）之间设有5~30°的夹角，使得多根自转模具轴（7）呈螺旋状分布在主轴（1）外围。

2.如权利要求1所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述自转模具轴（7）由第一芯轴（71）、第二芯轴（72）和轴套（73）组成，所述第一芯轴（71）一端连接于尾盘（3），另一端穿过模具角度导向盘（6）上的孔后通过第一万向节（8）连接于第二芯轴（72）一端，所述第二芯轴（72）的另一端通过第二万向节（8′）连接于多轴变速箱（4）上的传动轴；所述第一芯轴（71）与主轴（1）之间设有5~30°的夹角；所述轴套（73）同轴固定连接于第一芯轴（71），且位于尾盘（3）和模具角度导向盘（6）之间，所述轴套（73）外壁设有隔热层。

3.如权利要求1所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述主轴（1）为两端连通的管形轴，其与主轴驱动电机（2）传动的一端通过管道连通鼓风机（19）。

4.如权利要求1所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述多轴变速箱（4）上还设有与变速箱电机（9）对称的平衡配重块（16）。

5.如权利要求1所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述多轴变速箱（4）的边部沿周向设有导向槽，所述导向槽中连接有至少四个导向轮（15），所述导向轮（15）连接于设置在多轴变速箱（4）外围的门形支架（13）。

6.如权利要求1所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述多轴变速箱（4）和模具角度导向盘（6）之间的主轴（1）上还同心固定连接有主轴托盘（5），所述主轴托盘（5）周向边部均匀连接有至少四个定向轮（14），所述定向轮（14）的轮轴连接在设置于主轴托盘（5）一侧的壁板（12）上；所述主轴托盘（5）的同一圆周上设有数量与自转模具轴（7）数量相等的腰孔，所述壁板（12）上设有通孔，多根自转模具轴（7）分别穿过主轴托盘（5）上对应的腰孔，主轴（1）和多根自转模具轴（7）同时穿过壁板（12）上的通孔；所述角度驱动装置（11）固定连接于主轴托盘（5），所述模具角度导向盘（6）上设有蜗轮蜗杆（21），通过蜗轮蜗杆（21）与角度驱动装置（11）传动连接。

7.如权利要求6所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述主轴托盘（5）朝向模具角度导向盘（6）的一面固定连接有至少三根垂直于其表面的螺杆（18），所述模具角度导向盘（6）上设有与螺杆（18）位置对应的导向腰孔，螺杆（18）外端穿过导向腰孔，并连接有螺母。

8.如权利要求1所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述模具角度导向盘（6）在多圈不同直径的圆周上分别设有多个孔。

9.如权利要求1所述的一种自动脱模的HDPE缠绕增强结构壁B型管成型机，其特征在于：所述主轴驱动电机（2）、变速箱电机（9）和角度驱动装置（11）均为伺服电机。