CN110860255A - 一种行星轮式凹弧辊面环模制粒装置 - Google Patents
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Abstract
一种行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，属于物料压缩制粒技术领域。包括传动滚筒、成型辊、成型辊套筒、挤压辊、进料刮板、安装架，所述成型辊置于传动滚筒内，在成型辊和传动滚筒间对称设置两个挤压辊和两个进料刮板，所述挤压辊分别与成型辊、传动滚筒啮合传动，进料刮板与挤压辊间隔设置，分别通过安装架与成型辊连接，在成型辊内设置成型辊套筒，通过挤压辊和成型辊挤压的物料经成型辊套筒内腔排出。本发明通过挤压辊分别与传动滚筒、成型辊传动，通过两个进料刮板将物料均匀分布在成型辊外周，通过挤压辊和成型辊挤压物料，经成型辊套筒内腔排出物料颗粒，传动平稳，物料分布均匀，制出的物料颗粒均匀，且效率高。
Description
技术领域
本发明属于物料压缩制粒技术领域，特别是涉及一种行星轮式凹弧辊面环模制粒装置。
背景技术
在粉粒物料压缩制粒领域，环模制粒技术自提出以来有着较为成熟的市场背景，并且广泛的应用于各大生产企业，然而随着企业对生产率需求的提高，对生产成本的压缩，传统环模制粒设备能耗大，零件磨损严重，故障率高的问题成为现阶段亟待解决的关键问题。
传统环模制粒装置的挤压形式是将粉粒物料从环模内部空腔经由环模辊面向外挤压，由于压制力造成的粉粒物料颗粒间的相对滑移，导致在环模周向形成粉粒物料环流，对环模辊面造成打磨，产生能量损耗。
传统环模制粒装置进料口与压辊间距离设置较近，在环模高速运转时刮料板无法及时将粉粒物料均匀铺开，从而增加环模运动的不均匀性，产生振动，影响制粒效果，并极易造成模孔堵塞。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，它能实现稳定、连续的制粒工作，能够提高生产率，节约生产耗能，改善粉粒物料压缩成型的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，包括传动滚筒、成型辊、成型辊套筒、挤压辊、进料刮板、安装架，所述成型辊置于传动滚筒内，在成型辊和传动滚筒间对称设置两个挤压辊和两个进料刮板，所述挤压辊分别与成型辊、传动滚筒啮合传动，两个进料刮板对称设置，进料刮板与挤压辊间隔设置，且两端分别通过安装架与成型辊连接，在成型辊内设置成型辊套筒，通过挤压辊和成型辊挤压的物料经成型辊套筒内腔排出。
优选地，所述成型辊为中空结构，由多组凹弧齿圈沿辊轴轴向错位排布而成，其相邻凹弧齿圈上开有的模孔错位角γ为8 12°。
优选地，所述凹弧齿圈的外周由均匀分布多个凹型弧面构成，在每个凹型弧面上均开有模孔，所述模孔的圆心均在同一圆周上。
优选地，所述凹弧齿圈的模孔端部设置倒角。
优选地，所述挤压辊为中空结构，沿挤压辊多个梯形齿，在挤压辊两端部沿圆周分别设置有与安装架连接的螺纹连接孔。
优选地，所述挤成型模具套筒周向均匀开有若干个颗粒成型孔，所述颗粒成型孔与成型辊上开有的模孔位置相对应，孔径相等。
优选地，所述进料刮板包括刮板连接件和刮板，所述刮板连接件为一圆筒，刮板为中空结构，通过其上两端板连接刮板连接件，使刮板一侧与刮板连接件间形成进料口，另一侧形成出料口。
优选地，经过所述刮板的直板根部与安装架的定位环连接板平面平行的线(38)与成型辊形成交点O，过所述O点与线(38)垂直的面与所述出料口端的刮板延长面间的夹角α为锐角。
优选地，所述安装架是在安装环圆周上均匀设置四个定位环构成，所述安装环与成型辊套筒同轴心配合连接，安装在成型辊套筒端部，四个定位环分别与两个挤压辊和两个进料刮板同轴配合安装。
优选地，所述传动滚筒的顶部和底部内圈设置有与挤压辊上的传动齿轮啮合传动的内啮合环齿，在底部外圈设置有与驱动部件啮合传动的外啮合环齿。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过挤压辊分别与传动滚筒、成型辊传动，通过两个进料刮板将物料均匀分布在成型辊外周，通过挤压辊和成型辊挤压物料，经成型辊套筒内腔排出物料颗粒。通过安装架固定挤压辊、进料刮板和成型辊之间的位置关系，使传动平稳，物料分布均匀，制出的物料颗粒均匀，且效率高。
2.本发明通过在环模成型辊面上设置多个凹弧成型劣弧段，有利于阻断粉粒物料颗粒受力滑移产生的位于成型辊面的物料环流，从而减小辊面的摩擦磨损。凹弧辊面的设计有利于压制力的集中，对粉粒物料成型的效果有较好的影响。
3.本发明通过采用行星轮系的传动方式，将动力由外部的传动滚筒向内部的成型辊齿轮逐级传递，传动稳定性较好。
4.本发明通过采用进料口与刮板结合，挤压辊与进料口分离的排布方式，使粉粒物料从进料口排出时有足够的时间由刮板铺散均匀，使得粉粒物料成型的均匀性较好，并且有利于减少因受力不均导致的机械振动。
5.本发明通过采用模块化设计，设置有成型辊与成型模具套筒，其中成型辊为主要的外部磨损件，当辊面磨损严重时可直接更换对应的凹弧齿圈，而不用对整个环模进行修复加工。成型模具套筒为主要的内部成型部件，其磨损量较小，可根据实际生产长径比的要求，随时调整更换，有利于提高生产效率，节约生产成本。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为图1中成型辊的结构示意图。
图3a为图2中凹弧齿圈示意图。
图3b为图2中相邻凹弧齿圈错位角示意图。
图4为图1中挤压辊示意图。
图5为图1中成型模具套筒示意图。
图6a为图1中进料刮板示意图。
图6b为图6a中进料刮板具体结构示意图。
图7为图1中端部安装架示意图。
图8为图1中传动滚筒示意图。
图9为图1中行星轮系传动组示意图。
图中：1.成型辊，11.凹弧齿圈,111.成型劣弧段，112.模孔，2.成型辊齿轮，3.进料刮板，31.刮板连接件，32.刮板，33.端板，34.进料口，35.出料口，36.弧形板，37.直板，4.安装架，41安装环，42定位环，5.成型辊套筒，51.颗粒成型孔，6.传动滚筒，61.内啮合环齿，62.传动环齿，7.挤压辊传动齿轮，8.挤压辊，81.梯形齿，82连接孔，9.安装工作台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例：如图1所示，本发明一种行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，设置于安装工作台9上，包括传动滚筒6、成型辊1、成型辊套筒5、挤压辊8、进料刮板3、安装架4，所述成型辊1置于传动滚筒6内，在成型辊1和传动滚筒6间对称设置两个挤压辊8和两个进料刮板3，所述挤压辊8分别与成型辊1、传动滚筒6啮合传动，两个进料刮板3对称设置，进料刮板3与挤压辊8间隔设置，分别通过两端的安装架4与成型辊1连接，在成型辊1内设置成型辊套筒5，两个挤压辊8在传动滚筒6的驱动下沿成型辊1周向转动并挤压粉粒物料，粉粒物料经由成型辊1上的模孔112及成型辊套筒5上的颗粒成型孔51由成型辊套筒5内腔排出。
其中，所述成型辊1与成型辊套筒5同轴心配合并固定在安装工作台9上，成型辊1两端对应安装有成型辊齿轮2，挤压辊8的两端与挤压辊传动齿轮7相互固连，并且于成型辊1旁相对排布。
如图2、图3a、图3b所示，所述成型辊1为中空结构，由多组凹弧齿圈11沿辊轴轴向错位排布而成，其相邻凹弧齿圈11上开有的模孔112错位角γ为8～12°，本例安装错位角为10°，所述错位角是指相邻两个凹弧齿圈11的相邻两个模孔112的中心线在同一投影面上的夹角，使工作区域尽可能的多，节能减耗；所需凹弧齿圈11沿辊轴向的排布数量可由实际生产率决定。
如图3a所示，所述凹弧齿圈11的外周由均匀分布的多个凹型弧面构成，在每个凹型弧面上均开有模孔112，所述模孔112的圆心均在同一圆周上，所述凹弧齿圈11的模孔112端部设置倒角；所述凹型弧面的轮廓为成型劣弧段111，本例中成型劣弧段圆心与凹弧齿圈圆心距离为290mm，劣弧半径为190mm，弧长为60mm，成型劣弧段最大深度为3mm。本例所述凹弧齿圈11上的成型劣弧段111沿周向均匀排布，压缩时提供物料成型所需的压制力并且用于阻断粉粒物料颗粒受力滑移产生的位于成型辊面的物料环流。
如图4所示，所述挤压辊8为中空结构，沿挤压辊8周面设置多个梯形齿81，在挤压辊8两端部沿圆周分别设置有与安装架4连接的螺纹连接孔82，本例开有3个螺纹连接孔82，形成稳定连接。
如图5所示，沿所述成型辊套筒5周向均匀开有若干个颗粒成型孔51，所述颗粒成型孔51与成型辊1上开有的模孔112位置相对应，本例颗粒成型孔51与模孔112直接相等，具体大小可根据生产所需长径比加工。所述成型辊套筒5两端沿筒周向各均匀排布有3个与安装架4连接的螺纹连接孔，形成稳定连接。
如图6a所示，所述进料刮板3包括刮板连接件31和刮板32，所述刮板连接件31为一圆筒，刮板32为中空结构，通过其上两端板33连接刮板连接件31，使刮板32一侧与刮板连接件31间形成进料口34，另一侧形成出料口35。
具体地，所述刮板32由弧形板36、直板37及两端板33构成，所述弧形板36与直板37相切连接，两端分别设置端板33，使端板33与弧形板36连接端与刮板连接件31间形成进料口34，端板33与直板37连接端与刮板连接件31端形成出料口35。
如图1、图6b所示，经过所述刮板32的直板37根部与安装架4的定位环42连接板平面平行的线38与成型辊1形成交点O，过所述O点与线38垂直的面与所述出料口35端的刮板32延长面间的夹角α为锐角，本例夹角α设置为30°，使刮板32的出料口35出来的物料置于成型辊1辊面上。所述夹角α设置成锐角，从粉粒物料颗粒流变特性以及流体的力学的角度来考虑，其作用在于出料口物料颗粒流速加快，利于在成型辊面均匀铺散。因为锐角的设计加快粉粒物料从出料口出来的速度，在粉粒物料的喂入量不变的前提下，流速越快出料，物料接触成型辊面的能量就越大，其颗粒由于接触成型辊面铺散开来的程度就越大，由此粉粒物料颗粒就铺散的越开，越均匀。出料口与成型辊1辊面距离由锐角开的大小决定，锐角开的越大距离越大，锐角开的越小距离越小。
如图7所示，所述安装架4是在安装环41圆周上均匀设置四个定位环42构成，所述安装环41与成型辊套筒5同轴心配合，安装于成型辊套筒5端部，四个定位环42分别与两个挤压辊8和两个进料刮板3同轴心配合安装。其作用是固定出料口刮板32与挤压辊8间的相对位置，安装环41位于安装架4中部，用于固定与成型辊1间的相对位置。
如图8所示，所述传动滚筒6作为装置的动力输入部件，置于安装工作台9上，所述传动滚筒6的顶部和底部内圈设置有与挤压辊5上的传动齿轮啮合传动的内啮合环齿61，在底部外圈设置有与驱动部件啮合传动的外啮合环齿62。
如图9所示，所述行星轮系传动组由成型辊齿轮2、挤压辊齿轮7、传动滚筒6组成，所述传动滚筒6与电机输出轴上的驱动齿轮啮合传动，在挤压辊8两端均安装有挤压辊传动齿轮7，所述挤压辊传动齿轮7分别与成型辊1两端安装的成型辊齿轮2、传动滚筒6两端的内啮合环齿61啮合传动，其中成型辊齿轮2固定不动，挤压辊齿轮7在传动滚筒6驱动下自转的同时绕成型辊齿轮2公转，挤压物料进入成型辊1内腔。
所述成型辊1、成型辊套筒5及成型辊齿轮2均为固定部件，粉粒物料在挤压辊8的作用下由成型辊1的外辊面向成型辊套筒5的内腔挤压。成型辊1与成型辊套筒5厚度恒定，可以通过改变成型辊套筒5上的颗粒成形孔51的孔径得到所需长径比。
Claims (10)
1.一种行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：包括传动滚筒、成型辊、成型辊套筒、挤压辊、进料刮板、安装架，所述成型辊置于传动滚筒内，在成型辊和传动滚筒间对称设置两个挤压辊和两个进料刮板，所述挤压辊分别与成型辊、传动滚筒啮合传动，两个进料刮板对称设置，进料刮板与挤压辊间隔设置，且两端分别通过安装架与成型辊连接，在成型辊内设置成型辊套筒，通过挤压辊和成型辊挤压的物料经成型辊套筒内腔排出。
2.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述成型辊为中空结构，由多组凹弧齿圈沿辊轴轴向错位排布而成，其相邻凹弧齿圈上开有的模孔错位角γ为8 12°。
3.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述凹弧齿圈的外周由均匀分布多个凹型弧面构成，在每个凹型弧面上均开有模孔，所述模孔的圆心均在同一圆周上。
4.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述凹弧齿圈的模孔端部设置倒角。
5.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述挤压辊为中空结构，沿挤压辊多个梯形齿，在挤压辊两端部沿圆周分别设置有与安装架连接的螺纹连接孔。
6.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述挤成型模具套筒周向均匀开有若干个颗粒成型孔，所述颗粒成型孔与成型辊上开有的模孔位置相对应，孔径相等。
7.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述进料刮板包括刮板连接件和刮板，所述刮板连接件为一圆筒，刮板为中空结构，通过其上两端板连接刮板连接件，使刮板一侧与刮板连接件间形成进料口，另一侧形成出料口。
8.根据权利要求7所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：经过所述刮板的直板根部与安装架的定位环连接板平面平行的线(38)与成型辊形成交点O，过所述O点与线(38)垂直的面与所述出料口端的刮板延长面间的夹角α为锐角。
9.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述安装架是在安装环圆周上均匀设置四个定位环构成，所述安装环与成型辊套筒同轴心配合连接，安装在成型辊套筒端部，四个定位环分别与两个挤压辊和两个进料刮板同轴配合安装。
10.根据权利要求1所述行星轮式凹弧辊面环模制粒装置，其特征在于：所述传动滚筒的顶部和底部内圈设置有与挤压辊上的传动齿轮啮合传动的内啮合环齿，在底部外圈设置有与驱动部件啮合传动的外啮合环齿。
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