CN117301474A - 一种复合材料滑槽共挤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料滑槽共挤装置，包括共挤机构、进料机构、控制模块和共挤搭载平台。本发明属于橡胶共挤技术领域，具体是一种复合材料滑槽共挤装置，本发明通过共挤机构，采用行星传动和反向组用力方式，通过内旋槽的旋转产生反向作用力，提高反压力挤压头区域处的总压力，促使材料分子之间的接触更紧密，使其更加密实，这有助于提高材料的密度和均匀性，实现了加压共挤的技术效果，解决了压力过小导致成品存在缺陷的技术问题；设置共挤螺旋辊，进行公转与自转的组合式搅拌，可以提供强大的搅拌混合能力，实现多向、多点的搅拌，缩短混合所需要的时间，进而缩短需要维持熔融态复合材料的时间，降低能耗，提高生产利润。

Description

一种复合材料滑槽共挤装置

技术领域

本发明属于橡胶共挤技术领域，具体是指一种复合材料滑槽共挤装置。

背景技术

复合材料滑槽是由不同种类的材料组成的滑槽结构，其特点是能够综合利用各种材料的优点，并且能够满足不同应用场景下对滑槽的要求。复合材料滑槽的制作常常使用共挤装置，通过共挤原理将不同材料同时挤出并形成复合结构。这种制作方式能够有效地实现多种材料的组合，提高产品的性能和适应性。在复合材料滑槽中，常见的材料组合包括金属与塑料的复合、塑料与橡胶的复合以及不同种类的塑料复合等。其中，金属与塑料的复合可以结合金属的高强度和塑料的耐磨性，制作出耐用且功能多样的滑槽。而塑料与橡胶的复合则能够实现良好的密封性和减振效果，在工业和汽车领域得到广泛应用。

复合材料共挤过程中，根据所使用的材料和制备要求，可以选择先混合再熔融共挤，或者先熔融再混合共挤，使用先混的共挤方时，由于复合材料原料为规则的颗粒，需要提前进行混合，让材料分布得更加均匀，单搅拌过程会增加整体的作业流程，导致生产效率降低；此外，由于复合材料中各个原材料密度不同，导致复合材料在熔融状态下进行挤压时，压力无法让材料分子之间的接触更紧密，导致无法满足所需的结合力，最终的成品材料存在内部缺陷。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种复合材料滑槽共挤装置，根据现有设备在挤压时无法提供足够的压力导致成品存在缺陷的技术问题，采用行星传动和反向作用力方式，设置共挤机构，利用内旋槽的旋转产生反向作用力，提高反压力挤压头区域处的总压力，促使材料分子之间的接触更紧密，使其更加密实，这有助于提高材料的均匀性，实现了加压共挤的技术效果，解决了压力过小而导致成品存在缺陷的技术问题。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种复合材料滑槽共挤装置，包括共挤机构、进料机构、控制模块和共挤搭载平台，所述共挤机构设于共挤搭载平台上，所述进料机构设于共挤机构一侧，所述进料机构同时与共挤机构连通，所述控制模块设于共挤机构上。

作为本发明进一步优选地，所述共挤机构两侧对称设有涡流加热板。

进一步地，所述共挤机构包括共挤机组、机组底座、行星传动系统、螺旋挤压系统、共挤混合舱、内舱底座和反压力挤压头，所述机组底座设于共挤搭载平台上，所述共挤机组设于机组底座上，所述内舱底座设于共挤搭载平台上，所述共挤混合舱设于内舱底座上，所述反压力挤压头与共挤混合舱固定连接，所述行星传动系统转动设于共挤混合舱内，所述行星传动系统同时与共挤机组传动连接，所述螺旋挤压系统转动设于行星传动系统上，所述行星传动系统同时与反压力挤压头传动连接。

其中，所述行星传动系统包括分隔转盘、主传动轴、连接三角臂、随动轴、外圈齿环、限位转臂、恒星齿轮和行星齿轮，所述分隔转盘转动设于共挤混合舱上，所述外圈齿环设于共挤混合舱上，所述主传动轴的一端转动设于共挤混合舱上，所述连接三角臂设于主传动轴的另一端上，所述连接三角臂同时与反压力挤压头传动连接，所述限位转臂设于主传动轴上，所述随动轴的一端转动设于连接三角臂上，所述随动轴的另一端转动设于限位转臂上，所述恒星齿轮设于主传动轴上，所述行星齿轮设于随动轴上，所述行星齿轮与外圈齿环啮合连接，所述恒星齿轮同时与行星齿轮啮合连接。

作为本发明进一步优选地，所述螺旋挤压系统由三组共挤螺旋辊组成，所述共挤螺旋辊设于随动轴上，共挤螺旋辊在绕主传动轴轴线方向公转的同时，在自身轴线方向上向公转方向相反的转动，可以提供强大的搅拌混合能力，实现多向、多点的搅拌，缩短混合所需要的时间，进而缩短需要维持熔融态复合材料的时间，降低能耗，提高生产利润。

进一步地，所述反压力挤压头上转动设有反向压舱，所述反向压舱上设有同步连接底座，所述同步连接底座与连接三角臂固定连接，所述反向压舱内设有内旋槽，行星传动系统工作时，会带动反向压舱转动，利用内旋槽的旋转产生反向作用力，提高反压力挤压头区域处的总压力，促使材料分子之间的接触更紧密，使其更加密实，这有助于提高材料的均匀性。

进一步地，所述进料机构包括混合分离仓、进料通道、空气压缩机和通道底座，所述混合分离仓设于共挤机构上方，所述通道底座设于共挤搭载平台上，所述进料通道设于通道底座上，所述进料通道同时与混合分离仓连通，所述空气压缩机设于共挤机构一侧，所述空气压缩机通过输气管道与进料通道连通，进料通道利用伯努利定理（在无黏性、不可压缩且稳定的流体流动过程中，沿着流体流动方向，流速越快，压力就越低），在进料通道的进料口处形成低压区域，增加进料通道内颗粒的数量，提高进料效率，进而提高生产效率。

其中，所述混合分离仓内设有组合螺旋管道，所述组合螺旋管道中间为空心管道，空心管道外圈连接螺旋叶片，螺旋叶片同时与混合分离仓内壁固定连接，利用组合螺旋管道改变材料的颗粒的运动轨迹，同时在重力和离心力的作用下，不同的颗粒会有不同的运动速度，彼此之间会发生碰撞，实现利用空气对复合材料充分混合颗粒混合的技术效果，无需使用机械设备，使得混合后的颗粒更加均匀，同时，将颗粒的混合步骤结合到颗粒的运输步骤中，缩短了整体的加工步骤，提高了生产效率。

作为本发明进一步优选地，所述控制模块与涡流加热板、共挤机组和空气压缩机电性连接，所述控制模块控制涡流加热板、共挤机组和空气压缩机的工作状态。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案提供的一种复合材料滑槽共挤装置的有益效果如下：

（1）根据挤压时无法提供足够的压力导致成品存在缺陷的技术问题，采用行星传动和反向作用力方式，设置共挤机构，利用内旋槽的旋转产生反向作用力，提高反压力挤压头区域处的总压力，促使材料分子之间的接触更紧密，使其更加密实，这有助于提高材料的均匀性，实现了加压共挤的技术效果，解决了压力过小导致成品存在缺陷的技术问题；

（2）设置行星传动系统，通过行星传动系统带动共挤螺旋辊运动，共挤螺旋辊在绕主传动轴轴线方向公转的同时，在自身轴线方向上向公转方向相反的转动，可以提供强大的搅拌混合能力，实现多向、多点的搅拌，缩短混合所需要的时间，进而缩短需要维持熔融态复合材料的时间，降低能耗，提高生产利润；

（3）进料通道利用伯努利定理（在无黏性、不可压缩且稳定的流体流动过程中，沿着流体流动方向，流速越快，压力就越低），在进料通道的进料口处形成低压区域，增加进料通道内颗粒的数量，提高进料效率，进而提高生产效率；

（4）通过在合分离仓内设置组合螺旋管道，利用组合螺旋管道改变材料的颗粒的运动轨迹，同时在重力和离心力的作用下，不同的颗粒会有不同的运动速度，彼此之间会发生碰撞，实现利用空气对复合材料充分混合颗粒混合的技术效果，无需使用机械设备，使得混合后的颗粒更加均匀，同时，将颗粒的混合步骤结合到颗粒的运输步骤中，精简整体加工步骤，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种复合材料滑槽共挤装置的结构示意图；

图2为进料机构的剖视图；

图3为进料机构的部分传动结构示意图；

图4为行星传动系统的结构示意图；

图5为反压力挤压头的剖视图；

图6为进料机构的结构示意图；

图7为进料机构的部分结构剖视图；

图8为控制模块的连接关系框图；

图9为共挤螺旋辊的结构示意图。

其中，1、共挤机构，2、进料机构，3、控制模块，4、共挤搭载平台，5、涡流加热板，101、共挤机组，102、机组底座，103、行星传动系统，104、螺旋挤压系统，105、共挤混合舱，106、内舱底座，107、反压力挤压头，108、分隔转盘，109、主传动轴，110、连接三角臂，111、随动轴，112、外圈齿环，113、限位转臂，114、恒星齿轮，115、行星齿轮，116、共挤螺旋辊，117、反向压舱，118、同步连接底座，119、内旋槽，201、混合分离仓，202、进料通道，203、空气压缩机，204、通道底座，205、输气管道，206、组合螺旋管道。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施方式中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供一种复合材料滑槽共挤装置，包括共挤机构1、进料机构2、控制模块3和共挤搭载平台4，共挤机构1设于共挤搭载平台4上，进料机构2设于共挤机构1一侧，进料机构2同时与共挤机构1连通，控制模块3设于共挤机构1上；共挤机构1两侧对称设有涡流加热板5。

如图1、图2、图3、图4、图5和图9所示，共挤机构1包括共挤机组101、机组底座102、行星传动系统103、螺旋挤压系统104、共挤混合舱105、内舱底座106和反压力挤压头107，机组底座102设于共挤搭载平台4上，共挤机组101设于机组底座102上，内舱底座106设于共挤搭载平台4上，共挤混合舱105设于内舱底座106上，反压力挤压头107与共挤混合舱105固定连接，行星传动系统103转动设于共挤混合舱105内，行星传动系统103同时与共挤机组101传动连接，螺旋挤压系统104转动设于行星传动系统103上，行星传动系统103同时与反压力挤压头107传动连接；行星传动系统103包括分隔转盘108、主传动轴109、连接三角臂110、随动轴111、外圈齿环112、限位转臂113、恒星齿轮114和行星齿轮115，分隔转盘108转动设于共挤混合舱105上，外圈齿环112设于共挤混合舱105上，主传动轴109的一端转动设于共挤混合舱105上，连接三角臂110设于主传动轴109的另一端上，连接三角臂110同时与反压力挤压头107传动连接，限位转臂113设于主传动轴109上，随动轴111的一端转动设于连接三角臂110上，随动轴111的另一端转动设于限位转臂113上，恒星齿轮114设于主传动轴109上，行星齿轮115设于随动轴111上，行星齿轮115与外圈齿环112啮合连接，恒星齿轮114同时与行星齿轮115啮合连接；螺旋挤压系统104由三组共挤螺旋辊116组成，共挤螺旋辊116设于随动轴111上；反压力挤压头107上转动设有反向压舱117，反向压舱117上设有同步连接底座118，同步连接底座118与连接三角臂110固定连接，反向压舱117内设有内旋槽119。

如图1、图6和图7所示，进料机构2包括混合分离仓201、进料通道202、空气压缩机203和通道底座204，混合分离仓201设于共挤机构1上方，通道底座204设于共挤搭载平台4上，进料通道202设于通道底座204上，进料通道202同时与混合分离仓201连通，空气压缩机203设于共挤机构1一侧，空气压缩机203通过输气管道205与进料通道202连通；混合分离仓201内设有组合螺旋管道206，组合螺旋管道206中间为空心管道，空心管道外圈连接螺旋叶片，螺旋叶片同时与混合分离仓201内壁固定连接。

如图8所示，控制模块3与涡流加热板5、共挤机组101和空气压缩机203电性连接，控制模块3控制涡流加热板5、共挤机组101和空气压缩机203的工作状态。

具体使用时，首先将各种复合材料的颗粒倒入进料通道202的进料口，在共挤机构1出料口处安装所需的模具，同时启动空气压缩机203，空气压缩机203产生高压气体通过输气管道205送入进料通道202内，利用气体推动进料通道202内的颗粒进入混合分离仓201内，同时由于伯努利定理，高速气流形成的低压区将进料口处的颗粒吸入进料通道202内，提高颗粒的送料速度，进而提高生产效率；送入混合分离仓201的内的颗粒在组合螺旋管道206上螺旋叶片的限位下，以螺旋轨迹在混合分离仓201内高速运动，由于混合材料的密度不同，同体积的颗粒受重力影响不同，在过程中，运动速率也不同，利用这一特性，可以实现不同颗粒的快速混合，其混合效率受空气压缩机203输出功率影响，同时，减去了单独混合的操作步骤，将混合和运输组合到一起，缩短整体的生产流程，进一步提高了生产效率；颗粒离开进料机构2后进入共挤机构1，开始共挤操作，控制模块3启动共挤机组101，共挤机组101启动带动主传动轴109转动，主传动轴109转动带动限位转臂113、连接三角臂110和恒星齿轮114转动，连接三角臂110转动带动随动轴111绕主传动轴109轴线方向公转，恒星齿轮114转动带动行星齿轮115转动，由于行星齿轮115设于随动轴111上，行星齿轮115转动带动随动轴111在自身轴线方向上自转，同时，随动轴111自转方向和公转方向相反，在这一过程中，控制模块3启动涡流加热板5，涡流加热板5产生涡流并作用于共挤混合舱105内的共挤螺旋辊116，共挤螺旋辊116自身温度升高并对混合颗粒加热，加热过程中颗粒变为熔融态，同时，共挤螺旋辊116与随动轴111一同自转和公转，熔融态复合材料进行挤压，并将复合材料推动至反压力挤压头107处；随动轴111自转带动共挤螺旋辊116转动，连接三角臂110转动带动反向压舱117转动，反向压舱117转动带动内旋槽119转动，内旋槽119转动会对送入反压力挤压头107区域处的熔融态复合材料产生反方向（指向共挤螺旋辊116）的推力，而共挤螺旋辊116与随动轴111也会对熔融态复合材料进行挤压，产生正方向（指向内旋槽119）的推力，两个推力叠加，导致此处的压力增加，通过增加压力，可以促使材料分子之间的接触更紧密，增强结合力，使其更加密实，有助于提高材料的均匀性，挤压过程中，复合材料会填充模具内狭窄的通道，从而使材料的形状更加完整，之后材料被挤压入模具中塑形，并利用后续材料的压力将成型的复合材料推出，进行后续的加工操作。

以上便是本发明具体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：包括共挤机构（1）、进料机构（2）、控制模块（3）和共挤搭载平台（4），所述共挤机构（1）设于共挤搭载平台（4）上，所述进料机构（2）设于共挤机构（1）一侧，所述进料机构（2）同时与共挤机构（1）连通，所述控制模块（3）设于共挤机构（1）上；所述共挤机构（1）包括共挤机组（101）、机组底座（102）、行星传动系统（103）、螺旋挤压系统（104）、共挤混合舱（105）、内舱底座（106）和反压力挤压头（107），所述机组底座（102）设于共挤搭载平台（4）上，所述共挤机组（101）设于机组底座（102）上，所述内舱底座（106）设于共挤搭载平台（4）上，所述共挤混合舱（105）设于内舱底座（106）上，所述反压力挤压头（107）与共挤混合舱（105）固定连接，所述行星传动系统（103）转动设于共挤混合舱（105）内，所述行星传动系统（103）同时与共挤机组（101）传动连接，所述螺旋挤压系统（104）转动设于行星传动系统（103）上，所述行星传动系统（103）同时与反压力挤压头（107）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：所述行星传动系统（103）包括分隔转盘（108）、主传动轴（109）、连接三角臂（110）、随动轴（111）、外圈齿环（112）、限位转臂（113）、恒星齿轮（114）和行星齿轮（115），所述分隔转盘（108）转动设于共挤混合舱（105）上，所述外圈齿环（112）设于共挤混合舱（105）上，所述主传动轴（109）的一端转动设于共挤混合舱（105）上，所述连接三角臂（110）设于主传动轴（109）的另一端上，所述连接三角臂（110）同时与反压力挤压头（107）传动连接，所述限位转臂（113）设于主传动轴（109）上，所述随动轴（111）的一端转动设于连接三角臂（110）上，所述随动轴（111）的另一端转动设于限位转臂（113）上，所述恒星齿轮（114）设于主传动轴（109）上，所述行星齿轮（115）设于随动轴（111）上，所述行星齿轮（115）与外圈齿环（112）啮合连接，所述恒星齿轮（114）同时与行星齿轮（115）啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：所述螺旋挤压系统（104）由三组共挤螺旋辊（116）组成，所述共挤螺旋辊（116）设于随动轴（111）上。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：所述反压力挤压头（107）上转动设有反向压舱（117），所述反向压舱（117）上设有同步连接底座（118），所述同步连接底座（118）与连接三角臂（110）固定连接，所述反向压舱（117）内设有内旋槽（119）。

5.根据权利要求4所述的一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：所述进料机构（2）包括混合分离仓（201）、进料通道（202）、空气压缩机（203）和通道底座（204），所述混合分离仓（201）设于共挤机构（1）上方，所述通道底座（204）设于共挤搭载平台（4）上，所述进料通道（202）设于通道底座（204）上，所述进料通道（202）同时与混合分离仓（201）连通，所述空气压缩机（203）设于共挤机构（1）一侧，所述空气压缩机（203）通过输气管道（205）与进料通道（202）连通。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：所述混合分离仓（201）内设有组合螺旋管道（206），所述组合螺旋管道（206）中间为空心管道，空心管道外圈连接螺旋叶片，螺旋叶片同时与混合分离仓（201）内壁固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：所述共挤机构（1）两侧对称设有涡流加热板（5）。

8.根据权利要求7所述的一种复合材料滑槽共挤装置，其特征在于：所述控制模块（3）与涡流加热板（5）、共挤机组（101）和空气压缩机（203）电性连接。