CN112659511A - 橡胶预成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶预成型机，包括油缸、料筒、机头、切刀装置，油缸内设有柱塞，柱塞的推动端伸入料筒推动胶料沿胶料流道向机头运动，机头包括口型组件，口型组件的出料口设在机头的出料端上，机头的出料端处设有切刀装置，切刀装置包括驱动装置、切刀部件，切刀部件包括切刀，驱动装置驱动切刀将口型组件的出料口排出的橡胶条切割成成品橡胶段。本发明采用改进的柱塞式预成型机结合自动的切刀装置提高了设备的加工效率、质量，节约了人力成本，具有加工质量稳定、效率高以及节约人力成本的特点。

Description

橡胶预成型机

技术领域

本发明涉及一种橡胶预成型机，特别涉及一种改进的橡胶预成型机，属于橡胶预成型加工机械设备领域。

背景技术

现有的橡胶挤出设备有螺杆预成型机，螺杆式内部主要结构为螺杆挤料，以当前大部分螺杆挤出机工作原理为例，通过对螺杆挤出机的各类阀和各类压力装置进行控制来实现螺杆的正常运行。当螺杆挤出机正常运行后，工人会从加料口加入事先通过炼胶机炼制好的橡胶，主动力源电机通过减速器的减速把扭矩传递到螺杆上，这样螺杆会在料筒里面不停地旋转挤出胶料。当胶料在料筒内充满以后会在料筒内形成一个胶料流道，胶料经过挤压到达机头中的口型，接着从口型预先算好的孔径中挤出，挤出后形成为胶条，人工拿到整根的胶条时，会根据需要通过经验或者尺寸值对胶条进行等段的切割，切割后就产生了产品。随后工人用电子秤对产品进行称重检测，重量过大的会重新进行切割，重量不足的要进行回收，当产品重量符合标准后就会变成合格产品，集中装入物品箱中进行打包。

现有螺杆挤出机存在以下不足和缺陷：

⑴在螺杆挤出机运行过程中要从加料口不间断的加入胶料，因为加料间断就会造成流道间断，这样从口型的孔中挤出的胶条就会中断，进一步影响了工作效率。而且单位时间内进入料筒中的胶料会影响胶条的粗细，即单位时间内加入加料口的料的多少。如果用自动化机器向加料口中加料，虽然增加了进料的稳定性，但是增加了成本同时还要加装感应缺料或没料的装置，这样会增加整个生产线的复杂性，一旦产生需要调整会牵扯改动太多。人工加料会有很大的不稳定性，单位时间内加入机器中的胶料并不是接近相同的，造成胶条的截面直径有差异。

⑵在机器运行过程中，由于采用的是螺杆，通过旋转的方式把物料向前不断搅拌和推进。其中，推进所需要的力和搅拌所需要的力都由螺杆来提供，这样会产生很大的热量，特别是搅拌给螺杆带来的阻力非常大，所以产生的热量会传递到胶料上。一般螺杆挤出机会在螺杆部分加装恒温的装置来对螺杆进行稳定温度。当温度过高会有冷却水流过降温。这样只是从外边暂时的解决了温度的升高，并没有从根本上解决问题所在。

⑶胶条挤出后，通过牵引放到工作平台上进行人工切割。人工切割的特点是灵活性特别强，并且控制随意可调节性高。但是人工切割时首先要测量长度确定后使用专用刀具对胶条进行切切割，这样会每个产品都要进行切割，不停地重复这个动作，对工人有很高的劳动强度要求，而且要会使用专用刀具和测量尺寸。除了操作机器的工人，还需要切断和称量的工人，生产过程中并不排除有误操作的可能性，同时观察重量时很容易看错。这样一来就造成了人力的浪费，提高了成本，所生产的产品有一定的不稳定性。

发明内容

本发明橡胶预成型机公开了新的方案，采用改进的柱塞式预成型机结合自动的切刀装置提高了设备的加工效率、质量，节约了人力成本，解决了现有方案加工质量不稳定，效率低以及人力成本高的问题。

本发明橡胶预成型机包括油缸、料筒、机头、切刀装置，油缸内设有柱塞，柱塞的推动端伸入料筒推动胶料沿胶料流道向机头运动，机头包括口型组件，口型组件的出料口设在机头的出料端上，机头的出料端处设有切刀装置，切刀装置包括驱动装置、切刀部件，切刀部件包括切刀，驱动装置驱动切刀将口型组件的出料口排出的橡胶条切割成成品橡胶段。

进一步，本方案的油缸与料筒间通过支杆架连接，支杆架包括前端连接板、后端连接板，前端连接板与油缸的出口端连接，前端连接板与后端连接板通过多个支杆连接，后端连接板与料筒的进口端连接。

进一步，本方案的料筒的出口端通过前支撑板固定在外部机架上来保持预设的角度位置。

进一步，本方案的口型组件包括设在机头的出料端上的密封盘架，密封盘架的中央设有出料口，密封盘架通过机架板与切刀装置定位连接。

进一步，本方案的驱动装置包括伺服电机、伺服减速器，伺服电机的输出端与伺服减速器传动连接，切刀部件还包括切刀驱动盘，切刀的刀柄固定在切刀驱动盘上，伺服减速器通过减速机构与切刀驱动盘传动连接，伺服电机依次通过伺服减速器、减速机构、切刀驱动盘驱动切刀切割口型组件的出料口排出的橡胶条。

更进一步，本方案的伺服减速器包括输出轮A，减速机构包括输入轮A、输出轮B、传动轴，输入轮A通过传动轴与输出轮B同轴联动，输出轮A与输入轮A通过皮带传动连接，输出轮B与切刀驱动盘传动连接。

更进一步，本方案的切刀驱动盘的中心轴通过轴架板固定在机架板上，驱动装置、减速机构通过驱动减速机架固定在机架板上。

进一步，本方案的口型组件的出料口的下方设有输送机，切刀切落的成品橡胶段落入输送机运送装箱。

进一步，本方案的橡胶预成型机还包括智能调控系统，智能调控系统包括称重装置、PLC控制器、油缸控制模块、切刀装置控制模块，称重装置采集抽检的成品橡胶段的重量信息发送给PLC控制器，PLC控制器根据收到的重量信息与标准重量信息的差值计算得到油缸排料速度的调整值和/或切刀装置切料速度的调整值发送给油缸控制模块和/或切刀装置控制模块，油缸控制模块和/或切刀装置控制模块根据收到的调整值控制油缸和/或切刀装置调节作业速度。

更进一步，本方案的智能调控系统还包括人机交互屏幕，操作人员通过人机交互屏幕与PLC控制器信息交互。

本发明橡胶预成型机采用改进的柱塞式预成型机结合自动的切刀装置提高了设备的加工效率、质量，节约了人力成本，具有加工质量稳定、效率高以及节约人力成本的特点。

附图说明

图1是橡胶预成型机实施例之一的示意图。

其中，1是油缸，2是柱塞，3是支杆，4是料筒，5是前支撑板，6是机头，7是口型组件，8是切刀，9是输送机，10是成品橡胶段，11是物品箱，12是切刀驱动盘的中心轴，13是轴架板，14是减速机构，15是伺服减速器，16是工作平台，17是电子秤，18是抽检的成品橡胶段，19是人机交互屏幕，20是伺服电机，21是PLC控制器，22是信号线，23是机架板。

具体实施方式

如图1所示，本发明橡胶预成型机包括油缸、料筒、机头、切刀装置，油缸内设有柱塞，柱塞的推动端伸入料筒推动胶料沿胶料流道向机头运动，机头包括口型组件，口型组件的出料口设在机头的出料端上，机头的出料端处设有切刀装置，切刀装置包括驱动装置、切刀部件，切刀部件包括切刀，驱动装置驱动切刀将口型组件的出料口排出的橡胶条切割成成品橡胶段。上述方案采用改进的柱塞式预成型机结合自动的切刀装置提高了设备的加工效率、质量，节约了人力成本，柱塞式结构能够更稳定的推进胶料前进，不会出现断料缺料现象，只需要一次加料即可完成一阶段的连续加工，而且避免了搅拌过程产生的摩擦生热，节省了一定的成本，同时提高了机器的稳定性，解决了人工操作带来的问题，大幅提高了加工质量、效率，降低了人力成本。

为了实现油缸与料筒传动连接的稳定性，本方案的油缸与料筒间通过支杆架连接，支杆架包括前端连接板、后端连接板，前端连接板与油缸的出口端连接，前端连接板与后端连接板通过多个支杆连接，后端连接板与料筒的进口端连接。同样，为了保证料筒的固定角度位置，本方案的料筒的出口端通过前支撑板固定在外部机架上来保持预设的角度位置。为了实现口型组件的功能，本方案的口型组件包括设在机头的出料端上的密封盘架，密封盘架的中央设有出料口，密封盘架通过机架板与切刀装置定位连接。

为了实现切刀装置的功能，实现自动切割加工，本方案的驱动装置包括伺服电机、伺服减速器，伺服电机的输出端与伺服减速器传动连接，切刀部件还包括切刀驱动盘，切刀的刀柄固定在切刀驱动盘上，伺服减速器通过减速机构与切刀驱动盘传动连接，伺服电机依次通过伺服减速器、减速机构、切刀驱动盘驱动切刀切割口型组件的出料口排出的橡胶条。基于以上方案，为了实现传动连接，本方案的伺服减速器包括输出轮A，减速机构包括输入轮A、输出轮B、传动轴，输入轮A通过传动轴与输出轮B同轴联动，输出轮A与输入轮A通过皮带传动连接，输出轮B与切刀驱动盘传动连接。为了实现部件的固定支撑，本方案的切刀驱动盘的中心轴通过轴架板固定在机架板上，驱动装置、减速机构通过驱动减速机架固定在机架板上。在完成切割加工后，本方案的口型组件的出料口的下方设有输送机，切刀切落的成品橡胶段落入输送机运送装箱。

为了提高设备的智能调控能力，根据抽检的结果实现智能的调整加工速度，本方案的橡胶预成型机还包括智能调控系统，智能调控系统包括称重装置、PLC控制器、油缸控制模块、切刀装置控制模块，称重装置采集抽检的成品橡胶段的重量信息发送给PLC控制器，PLC控制器根据收到的重量信息与标准重量信息的差值计算得到油缸排料速度的调整值和/或切刀装置切料速度的调整值发送给油缸控制模块和/或切刀装置控制模块，油缸控制模块和/或切刀装置控制模块根据收到的调整值控制油缸和/或切刀装置调节作业速度。基于以上方案，为了方便操作人员与设备实时交互，本方案的智能调控系统还包括人机交互屏幕，操作人员通过人机交互屏幕与PLC控制器信息交互。

本方案公开的系统、装置、模块等除有特别说明外，均可以采用本领域公知的通用、惯用的方案实现，涉及到的算法可以采用公知的通用、惯用算法，也可以根据具体情况进行适当修改。

本方案公开了一种橡胶行业中的橡胶预成型加工机械设备，相对螺杆挤出机有很大的优势，螺杆成本较高，而本方案大大降低了生产成本，不仅解决了胶料在流道内发热大的问题，而且解决了胶料在流道内稳定性不高的缺点。在出料切割各方面，本方案使用机械代替人工的方式实现了生产自动化，具有稳定、精度高等优点，进一步降低了成本。

本方案主要由油缸部分、料筒部分、机头部分、切割部分，称重部分等组成。油缸为柱塞提供了容纳的场所，通过油缸的进油把柱塞顶出。拉杆(支杆)是连接油缸部分和料筒部分的支撑元件。料筒为容纳胶料的空间，内壁光滑清理方便。前支撑(前支撑板)用来支撑料筒坐落在机架上，使机身整个处于水平面。机头内部放置了口型组件，通过密封环架和料筒端面贴平形成密闭空间连通胶料流道。机头内部的口型可以更换来做不同尺寸的产品。切刀可以用机械的方式精准的做出所需产品的长度尺寸。物料被切断后掉落在输送机上面成为产品(成品橡胶段)，接着会输送到物品箱里面，工人通过抽样的方式有间隔的称量掉落下来的物料，当电子秤显示出合格的重量那就产生了合格产品，这说明当前时间段正在做的胶料产品合格。假如电子秤显示了不合格的重量，工人通过电子秤上的按钮按下校准，把信号输送给PLC控制器，PLC控制器会自动计算重量差值，根据柱塞前进速度和切刀转动频率来自己控制挤出产品的重量。屏幕(人机交互屏幕)是用来和PLC控制器交换信号的，PLC控制器通过通讯可以控制伺服电机把相应的动力传给减速机构，减速机构放大了力矩传递给了切刀，最终反映在产品的重量上，同时PLC控制器也可以通过信号控制柱塞的前进快慢来控制产品的重量。三脚架(轴架板)用来承载切刀的旋转，还包括伺服减速器。工作平台放置了电子秤，称重抽样产品(抽检的成品橡胶段)，可以采用信号线传输信息，机架板为切刀提供旋转空间，同时支撑切割装置。

采用本方案生产产品时，要事先把机器开机预热，同时用炼胶机把胶料打成卷状。等预热好后，把前支撑和机头打开，把物料放入料筒内，关闭机头，固定好口型。接着油缸会进油把柱塞推出直至柱塞前端顶到胶料，抽真空把胶料顶实。最后物料会从口型中挤出，切刀连续剪切就做出了连续的产品。工人通过间断的抽取样本称重，把称重信息传递给PLC经过校正发信号给切刀和柱塞的控制部分来调节重量，以上方案可以到达千分之一的精度。在加工过程中，相对螺杆挤出机，本方案更稳定的推进胶料前进，不会出现断料、缺料现象，一次加料直至作业完成，同时物料推进过程中没有搅拌过程，大幅度降低了机器的发热现象，避免了物料的损坏。从成本上考虑，本方案相对于使用螺杆来挤出胶料节省了一定的成本，同时提高了机器的稳定性。本方案增加了切刀装置，从根本上解决了人工问题，实现了完全自动化，切刀装置通过抽样检查可以进行自我调整，形成一个稳定的闭环系统，通过PLC的精确计算，不用人工一个一个称量切断，大大提高了效率和精准程度，具有稳定性高、成本低、精度准等优点。基于以上特点，本方案橡胶预成型机相比现有同类产品具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案橡胶预成型机并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (10)

1.橡胶预成型机，其特征是包括油缸、料筒、机头、切刀装置，所述油缸内设有柱塞，所述柱塞的推动端伸入所述料筒推动胶料沿胶料流道向所述机头运动，所述机头包括口型组件，所述口型组件的出料口设在所述机头的出料端上，所述机头的出料端处设有所述切刀装置，所述切刀装置包括驱动装置、切刀部件，所述切刀部件包括切刀，所述驱动装置驱动所述切刀将所述口型组件的出料口排出的橡胶条切割成成品橡胶段。

2.根据权利要求1所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述油缸与所述料筒间通过支杆架连接，所述支杆架包括前端连接板、后端连接板，所述前端连接板与所述油缸的出口端连接，所述前端连接板与所述后端连接板通过多个支杆连接，所述后端连接板与所述料筒的进口端连接。

3.根据权利要求1所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述料筒的出口端通过前支撑板固定在外部机架上来保持预设的角度位置。

4.根据权利要求1所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述口型组件包括设在所述机头的出料端上的密封盘架，所述密封盘架的中央设有所述出料口，所述密封盘架通过机架板与所述切刀装置定位连接。

5.根据权利要求1所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述驱动装置包括伺服电机、伺服减速器，所述伺服电机的输出端与所述伺服减速器传动连接，所述切刀部件还包括切刀驱动盘，所述切刀的刀柄固定在所述切刀驱动盘上，所述伺服减速器通过减速机构与所述切刀驱动盘传动连接，所述伺服电机依次通过所述伺服减速器、减速机构、切刀驱动盘驱动所述切刀切割所述口型组件的出料口排出的橡胶条。

6.根据权利要求5所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述伺服减速器包括输出轮A，所述减速机构包括输入轮A、输出轮B、传动轴，所述输入轮A通过所述传动轴与所述输出轮B同轴联动，所述输出轮A与所述输入轮A通过皮带传动连接，所述输出轮B与所述切刀驱动盘传动连接。

7.根据权利要求5所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述切刀驱动盘的中心轴通过轴架板固定在机架板上，所述驱动装置、减速机构通过驱动减速机架固定在所述机架板上。

8.根据权利要求1所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述口型组件的出料口的下方设有输送机，所述切刀切落的成品橡胶段落入所述输送机运送装箱。

9.根据权利要求1所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述橡胶预成型机还包括智能调控系统，所述智能调控系统包括称重装置、PLC控制器、油缸控制模块、切刀装置控制模块，所述称重装置采集抽检的成品橡胶段的重量信息发送给所述PLC控制器，所述PLC控制器根据收到的重量信息与标准重量信息的差值计算得到油缸排料速度的调整值和/或切刀装置切料速度的调整值发送给所述油缸控制模块和/或切刀装置控制模块，所述油缸控制模块和/或切刀装置控制模块根据收到的调整值控制所述油缸和/或切刀装置调节作业速度。

10.根据权利要求9所述的橡胶预成型机，其特征在于，所述智能调控系统还包括人机交互屏幕，操作人员通过所述人机交互屏幕与所述PLC控制器信息交互。

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