CN204122504U - 带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及连续挤压机和连续包覆机及其配件，一种连续挤压机连续包覆机用挤压轮及侧轮装置，旋转挤压轮及侧轮内表面有冷却水对挤压轮和侧轮进行冷却，为了增加摩擦传动能力和增加挤压轮端面和侧轮端面的换热效果，在挤压轮与侧轮接触端面施加一层在主轴轴向预紧压力作用下能发生塑性变形的软金属膜，该软金属膜使得挤压轮和侧轮端面在主轴预紧压力作用下通过该软金属层达到完全接触，通过与挤压轮端面完全接触的侧轮来对挤压轮端面进行冷却。本实用新型改变挤压轮的热流走向及温度分布，减少挤压轮内外表面的温度差，进而降低挤压轮因温度分布不均匀导致的温度应力，提高挤压轮的使用寿命，同时还提高了挤压轮通过端面摩擦承受载荷的能力。

Description

带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构

技术领域：

本实用新型涉及连续挤压机和连续包覆机及其配件，连续挤/包覆压机主要用于有色金属的连续挤压和连续包覆，也用于电线电缆行业的线缆制造。

背景技术：

连续挤压机和连续包覆机工作原理为：挤压轮由电机带动旋转，金属杆坯进入挤压轮轮槽，由于轮槽槽壁的摩擦力作用，金属杆坯被牵引到由挤压轮和腔体形成的弧形挤压腔内，在摩擦力产生的高压和高温作用下，金属杆坯通过模口挤出，形成管材、型材产品或者电缆包覆产品。

由于工作时挤压轮受到挤压力作用的同时，挤压轮沟槽附近及挤压轮外表面还处于高温状态，同时为了控制挤压温度，挤压轮内部进行通水冷却。挤压轮受力状况十分复杂，不但受到挤压力的作用，还受到主轴预紧压力的作用，同时由于挤压轮温度分布极不均匀，会导致巨大的温度应力。挤压轮在工作一段时间后，会从内表面向外表面逐渐开裂，当完全裂开时，挤压轮报废，这是挤压轮报废的主要方式之一。挤压轮是连续挤压生产过程中的主要易损件，其成本占到连续挤压工装模具总成本的30%以上。因此有必要采取技术措施来提高挤压轮的寿命，降低生产成本。 

挤压轮做为主轴系统的一个核心部件，与侧轮、主轴相互配合、关联，因此提高挤压轮使用寿命，应综合考虑这个力学系统。侧轮作为一个与挤压轮直接接触的零件，通过摩擦传动来传递主电机所发出的扭矩，同时承受挤压轮所传递给侧轮的径向负荷和切向负荷，并与挤压轮之间进行热传导，侧轮与挤压轮接触表面状态和结构也决定挤压轮的受力状态和温度分布。 

传统连续挤压机的挤压轮和侧轮，为一个采用热作模具钢经热处理后，通过所有尺寸精加工，形成一个圆环状零件，挤压轮和侧轮表面状态都为精加工后的钢的状态。 

在传统的挤压轮侧轮结构中，为了安装精确定位和弥补摩擦传递机械载荷不足，通常在挤压轮、侧轮内表面设计制造一对止口，这个止口在装配后，有一个圆柱表面是无约束的自由表面，因此在受力后，该表面产生较大的应力。 

发明内容：

本实用新型的目的是解决挤压轮、主轴的使用寿命低，且连续挤压包覆生产线的运行成本高的问题，提供一种带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，结构简单，改变挤压轮受力状态和挤压轮温度分布，降低挤压轮危险破坏点的应力值，进而提高挤压轮的使用寿命。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，包括挤压轮和侧轮，挤压轮两侧分别安装侧轮，在挤压轮与侧轮接触端面之间设置的软金属膜，该软金属膜通常为铝、铜或者铝合金、铜合金，但不限于铝、铜或者铝合金、铜合金，该软金属膜的厚度为0.001到0.3毫米。 

  所述软金属膜是喷涂或者镀在挤压轮与侧轮接触的端面上的软金属层，或者是喷涂或者镀在侧轮与挤压轮接触的端面上的软金属层，或者是在挤压轮和侧轮相互接触的端面中间设置一个软金属垫片。 

所述挤压轮上开设有环形止口，侧轮上设有与环形止口装配的环形凸，环形止口的位置设置在离挤压轮内表面10-30毫米的位置上。 

所述挤压轮内表面设置有传动用的键，或者在挤压轮与侧轮端面有传动销。 

本实用新型为了改变挤压轮的温度分布，减少挤压轮内外表面的温度差，进而降低挤压轮因温度分布不均匀导致的温度应力。在挤压轮和侧轮相互接触的端面，在挤压轮端面或者侧轮端面喷涂一层软金属膜，或者在挤压轮端面和侧轮端面之间设置一个有色金属垫片，通过主轴轴向预紧力，将该软金属膜压变形，使得该软金属膜可以与挤压轮和侧轮完全接触，提高实际导热面积，通过挤压轮与侧轮端面热传导的热量增加，降低挤压轮高温区域的温度。 

采取上述措施后，不但提高了挤压轮内表面的温度，还降低了挤压轮外表面的温度，这样大大降低了挤压轮内外表面温度差，降低温度分布的不均匀性，进而降低了温度应力，有效提高挤压轮的使用寿命。 

在挤压轮和侧轮相互接触的端面，增加一个软金属膜，还可以有效提高挤压轮与侧轮之间的摩擦系数。由于整个连续挤压的主轴系统是通过主轴对挤压轮及侧轮施加轴向预紧压力，通过摩擦力来承受机械载荷，因此在挤压轮和侧轮端面增加一个软金属膜（例如铝或者铜），可提高挤压轮和侧轮间的端面摩擦系数，使得挤压轮承受机械载荷能力进一步提高，进而提高挤压轮的使用寿命，同时由于摩擦系数得到提高，靠摩擦传动已经足以承受连续挤压的负荷，可以免除传统连续挤压机主轴系统的传动花键或者传动销，不但减少挤压轮的应力集中，还降低了制造成本。 

本实用新型将止口的位置从挤压轮和侧轮的内表面移动到距离内表面10到30mm的位置，这样挤压轮和侧轮装配在一起，止口的所有圆柱面都有约束，以此来降低挤压轮内表面的应力，提高挤压轮的使用寿命。 

附图说明：

图1是本实用新型挤压轮及侧轮机构结构示意图。

图2是本实用新型挤压轮结构剖面示意图。 

图3是本实用新型挤压轮侧视图。 

图4是本实用新型侧轮结构剖视图。 

图5是本实用新型图4侧轮A侧向视图。 

图6是带有端面传动销的挤压轮、侧轮结构示意图。 

图7是带有传动键的挤压轮、侧轮示结构意图。 

图中：1挤压轮； 2挤压轮内表面；3冷却水；4环形止口；5侧轮；6侧轮与挤压轮接触的端面；7软金属膜；8环形凸；9挤压轮与侧轮接触的端面；10端面销；11键；12 芯轴。 

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。

实施例1 

如图1所示，一种带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，包括挤压轮和侧轮，挤压轮两端装配侧轮，挤压轮1为热作模具钢制造，在经过热处理后进行精密机械加工，使得挤压轮几何尺寸达到设计要求，在挤压轮内表面2半径向外10毫米的位置，在挤压轮两侧端面各有一个环形止口4，该环形止口4的尺寸与侧轮5上的环形凸8的尺寸台相互配合，起到挤压轮安装定位和承受径向负荷的作用。

在图2中，侧轮5在经过热处理后进行精密机械加工，使得侧轮的几何尺寸达到设计要求，然后在侧轮与挤压轮接触的端面6上喷涂一层软金属膜7（一般为铝或者铜）。该软金属膜7，应具有与钢较大的摩擦系数，同时具有比钢更好的导热系数。这一软金属膜的厚度应该小于0.5毫米。 

在图3中，挤压轮与侧轮装配在一起时，应保持挤压轮与侧轮接触的端面9和侧轮软金属膜7的端面没有任何油污，以保证挤压轮和侧轮之间有足够大的摩擦系数和良好的热传导性能。 

实施例2 

如图1所示，带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，包括挤压轮和侧轮，挤压轮两端装配侧轮，挤压轮结构与实施例1中相同，侧轮与实施例1不同的是不带软金属膜，在挤压轮和侧轮中间设置有色金属垫片，例如0.1mm的铝垫片或者0.1mm的铜垫片。工作时，在挤压轮1的内表面2上，有流动的冷却水3。

使用时，在图6中，对于载荷特重的连续挤压机，在驱动侧，挤压轮1与侧轮5之间还增加了一个可以传递扭矩的端面销10，一般采用8个在圆周方向均匀分布的传动销。 

在图7中，对于载荷特重的连续挤压机，在挤压轮1与芯轴12之间还增加了一个可以传递扭矩的键11，键11可以是花键、圆柱键、矩形平键等任何形式的键。  

Claims (4)

1.带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，包括挤压轮和侧轮，挤压轮两侧分别安装侧轮，其特征在于：在挤压轮与侧轮接触端面之间设置软金属膜，该软金属膜为铝、铜或者铝合金、铜合金，该软金属膜的厚度为0.001到0.3毫米。

2.根据权利要求1所述的带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，其特征是：所述软金属膜是喷涂或者镀在挤压轮与侧轮接触的端面上的软金属层，或者是喷涂或者镀在侧轮与挤压轮接触的端面上的软金属层，或者在挤压轮和侧轮相互接触的端面中间设置一个软金属垫片。

3.根据权利要求1或2所述的带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，其特征是：所述挤压轮上开设有环形止口，侧轮上设有与环形止口装配的环形凸，环形止口的位置设置在离挤压轮内表面10-30毫米的位置上。

4.根据权利要求1或2所述的带有端面软金属膜的连续挤压机的挤压轮及侧轮机构，其特征是：所述挤压轮内表面设置有传动用的键，或者在挤压轮与侧轮端面有传动销。