專利名稱：螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對(duì)現(xiàn)有螺桿擠出機(jī)機(jī)頭的改進(jìn)，可與單、雙螺桿擠出機(jī)配套使用，通過(guò)穩(wěn)流調(diào)節(jié)提高擠出制品精度。
背景技術(shù)：
用于高分子材料擠出加工的螺桿擠出機(jī)與機(jī)頭直連式生產(chǎn)線，由于擠出機(jī)的螺桿既起到熔融混合物料的作用，又起到建立壓力的作用，在擠出加工過(guò)程中，由于受物料的性質(zhì)、喂料波動(dòng)、回收料摻加比例、操作工藝條件變化等等諸多因素的影響，熔融物從擠出機(jī)多孔板流出時(shí)的壓力波動(dòng)較大，因而引起擠出產(chǎn)量的波動(dòng)，使制品沿?cái)D出方向上各橫截面的尺寸產(chǎn)生誤差，影響擠出加工制品的精度。普通擠出機(jī)頭主要由成型制品外表面的口模、壓板、機(jī)頭體、芯棒和機(jī)頭連接體組成，機(jī)頭體的內(nèi)表面一般為內(nèi)錐面，如果制品外表面不是圓柱形則此面為一連續(xù)過(guò)渡表面。機(jī)頭體的流道截面形狀及尺寸都是固定的，因此擠出流率是不可調(diào)節(jié)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置是對(duì)普通擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提出一種對(duì)螺桿擠出機(jī)熔融物流量起穩(wěn)定作用的機(jī)構(gòu)，機(jī)頭體內(nèi)安裝有一個(gè)可軸向移動(dòng)的調(diào)節(jié)塊，使機(jī)頭體內(nèi)的固定流道成為可變化截面尺寸的流道，使從機(jī)頭口模中擠出的熔融物料的流量更加穩(wěn)定，減少隨擠出壓力波動(dòng)或其他原因而引起的擠出流量的變化，從而能提高制品的精度。
普通擠出機(jī)頭如圖1所示，由口模1、壓板2、機(jī)頭體3、芯棒4、機(jī)頭連接體5組成。
發(fā)明螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置的機(jī)頭部件口模、壓板、芯棒和機(jī)頭連接體與普通擠出機(jī)頭相同。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模、壓板、機(jī)頭體、芯棒、機(jī)頭連接體組成的機(jī)頭和傳動(dòng)系統(tǒng)與測(cè)量控制系統(tǒng)構(gòu)成；機(jī)頭體是一組件，機(jī)頭體由機(jī)頭前體、機(jī)頭后體和調(diào)節(jié)塊組成；調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面的兩段分別與機(jī)頭前體滑道和機(jī)頭后體滑道動(dòng)配合，調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面中段是圓滑面，調(diào)節(jié)塊外表面與機(jī)頭前體內(nèi)表面動(dòng)配合，絲杠與調(diào)節(jié)塊螺紋連接，絲杠的一端頭有臺(tái)階與機(jī)頭連接體定位，絲杠的另一端頭與定位件固定連接；測(cè)量控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速；伺服電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)塊在機(jī)頭前體滑道和機(jī)頭后體滑道內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)由絲杠齒輪、調(diào)節(jié)齒圈和傳動(dòng)齒輪組成。測(cè)量控制系統(tǒng)由尺寸測(cè)量?jī)x和微處理器組成。定位件為擋圈或止推軸承。絲杠及其相應(yīng)配套的絲杠齒輪為2至4套。調(diào)節(jié)塊外表面與機(jī)頭前體內(nèi)表面為圓柱形或棱柱形(截面為正方形、矩形、六邊形等)。
本發(fā)明所用的尺寸測(cè)量?jī)x為測(cè)徑或測(cè)厚的尺寸測(cè)量?jī)x，將尺寸測(cè)量?jī)x輸出的信號(hào)輸入微處理器。現(xiàn)有的擠出生產(chǎn)線一般都設(shè)置有牽引速度控制裝置，本發(fā)明可用微處理器即代替原來(lái)的牽引控制裝置又作為本發(fā)明的控制處理器，此時(shí)微處理器即可將測(cè)量?jī)x輸入的制品尺寸信號(hào)與現(xiàn)有的生產(chǎn)線的線速度值進(jìn)行計(jì)算處理得出擠出流率數(shù)值作為反饋信號(hào)，通過(guò)伺服電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)調(diào)節(jié)塊移動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)由經(jīng)過(guò)微處理器處理的反饋信號(hào)進(jìn)行控制。
根據(jù)以下擠出理論擠出機(jī)在穩(wěn)定擠出時(shí)，通過(guò)機(jī)頭的流率與機(jī)頭兩端壓力降之間的關(guān)系為Q＝KQΔP/η式中Q-體積流量，ΔP-機(jī)頭兩端壓力降，KQ-機(jī)頭形狀系數(shù)，η機(jī)頭中熔料的粘度。
當(dāng)擠出機(jī)均化段末端的壓力產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，將會(huì)引起通過(guò)機(jī)頭的體積流率的變化，因此，當(dāng)ΔP發(fā)生變化時(shí)，在保持機(jī)頭出口尺寸、形狀不變的情況下，通過(guò)改變流道截面參數(shù)，可以使機(jī)頭形狀系數(shù)KQ改變，從而使KQΔP的值保持恒定，使Q值保持不變。擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置通過(guò)微處理器輸出的代表流率的信號(hào)值控制驅(qū)動(dòng)裝置操縱調(diào)節(jié)塊的移動(dòng)，控制穩(wěn)流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)快的移動(dòng)來(lái)改變機(jī)頭流道截面參數(shù)，直接產(chǎn)生穩(wěn)定擠出流量的作用。
在擠出過(guò)程中，根據(jù)擠出加工工藝條件確定設(shè)定流率值，當(dāng)擠出熔融物的流率等于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)塊位于中間位置不動(dòng)，當(dāng)擠出熔融物的流率超過(guò)設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)塊向機(jī)頭入口方向移動(dòng)，減小KQ值，使流率降低。當(dāng)擠出熔融物的流率低于設(shè)定值時(shí)調(diào)節(jié)塊向機(jī)頭出口方向移動(dòng)。增加KQ值，使流率增加。
用微處理器控制調(diào)節(jié)塊的移動(dòng)以及移動(dòng)極限值。當(dāng)微處理器輸出的代表流率的信號(hào)值小于設(shè)定值時(shí)，由調(diào)節(jié)塊的正向移動(dòng)，從而改變了機(jī)頭流道截面形狀，使KQ值提高，增加擠出熔體的流量，當(dāng)微處理器輸出的代表流率的信號(hào)值大于設(shè)定值時(shí)，由調(diào)節(jié)塊的反向移動(dòng)，而使得KQ值減小，減少擠出熔體的流量。采用本發(fā)明穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置可顯著減少擠出機(jī)擠出熔融物的擠出產(chǎn)量的波動(dòng)，保證制品在穩(wěn)定的熔體流率的狀態(tài)下成型，有效的提高了擠出制品的尺寸精度。本發(fā)明穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置不同于現(xiàn)有的口模調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有的口模調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是對(duì)形成制品的最終截面形狀的口模形狀和尺寸進(jìn)行調(diào)解，以保證在同一截面上具有相同的截面尺寸。使用本穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置可以減少制品沿?cái)D出方向上各橫截面的誤差，因此可以提高制品的精度。
本發(fā)明穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置適用于各種螺桿擠出機(jī)擠出各種形狀的擠出制品。


圖1是普通擠出機(jī)頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置的主視圖。
圖3是圖2中的A向視圖。
圖4是圖2中的B-B剖視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例如圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模1、壓板2、機(jī)頭體、芯棒4、機(jī)頭連接體5組成的機(jī)頭和傳動(dòng)系統(tǒng)與測(cè)量控制系統(tǒng)構(gòu)成；機(jī)頭體是一組件，機(jī)頭體由機(jī)頭前體3-1、機(jī)頭后體3-2和調(diào)節(jié)塊3-3組成；調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面的兩段3-3A分別與機(jī)頭前體滑道3-1A和機(jī)頭后體滑道3-2A動(dòng)配合，調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面中段3-3B是圓滑面(與普通擠出機(jī)頭對(duì)應(yīng)位置的形狀相同)，調(diào)節(jié)塊外表面3-3C與機(jī)頭前體內(nèi)表面3-1B動(dòng)配合，絲杠6與調(diào)節(jié)塊3-3螺紋連接，絲杠6的一端頭有臺(tái)階6-1與機(jī)頭連接體5定位，絲杠6的另一端頭與定位件8固定連接；測(cè)量控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)控制伺服電機(jī)10的轉(zhuǎn)速；伺服電機(jī)10通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)絲杠6轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)塊3-3在機(jī)頭前體滑道3-1A和機(jī)頭后體滑道3-2A內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)由絲杠齒輪7、調(diào)節(jié)齒圈9和傳動(dòng)齒輪11組成。測(cè)量控制系統(tǒng)由尺寸測(cè)量?jī)x12和微處理器13組成。定位件8為擋圈。絲杠6及其相應(yīng)配套的絲杠齒輪7為4套，即調(diào)節(jié)塊3-3上設(shè)有4個(gè)螺紋孔與4個(gè)絲杠6配合。調(diào)節(jié)塊外表面3-3C與機(jī)頭前體內(nèi)表面3-1B為圓柱形。定位件8和絲杠6上的臺(tái)階6-1起軸向定位作用，使絲杠6只能轉(zhuǎn)動(dòng)而不能沿軸向移動(dòng)。尺寸測(cè)量?jī)x12采用JDC-J1測(cè)徑儀，安裝在機(jī)頭出口的擠出制品的外圍位置。由微處理器13設(shè)定調(diào)節(jié)塊3-3的移動(dòng)極限值控制調(diào)節(jié)塊3-3的移動(dòng)范圍小于調(diào)節(jié)塊3-3與機(jī)頭前體3-1和機(jī)頭后體3-2在軸向的間距。
權(quán)利要求
1.螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模(1)、壓板(2)、機(jī)頭體、芯棒(4)、機(jī)頭連接體(5)組成的機(jī)頭和傳動(dòng)系統(tǒng)與測(cè)量控制系統(tǒng)構(gòu)成；機(jī)頭體是一組件，機(jī)頭體由機(jī)頭前體(3-1)、機(jī)頭后體(3-2)和調(diào)節(jié)塊(3-3)組成；調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面的兩段(3-3A)分別與機(jī)頭前體滑道(3-1A)和機(jī)頭后體滑道(3-2A)動(dòng)配合，調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面中段(3-3B)是圓滑面，調(diào)節(jié)塊外表面(3-3C)與機(jī)頭前體內(nèi)表面(3-1B)動(dòng)配合，與機(jī)頭前體(3-1)，絲杠(6)與調(diào)節(jié)塊(3-3)螺紋連接，絲杠(6)的一端頭有臺(tái)階(6-1)與機(jī)頭連接體(5)定位，絲杠(6)的另一端頭與定位件(8)固定連接；測(cè)量控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)控制伺服電機(jī)(10)轉(zhuǎn)速；伺服電機(jī)(10)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)絲杠(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)塊(3-3)在機(jī)頭前體滑道(3-1A)和機(jī)頭后體滑道(3-2A)內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于傳動(dòng)系統(tǒng)由絲杠齒輪(7)、調(diào)節(jié)齒圈(9)和傳動(dòng)齒輪(11)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于測(cè)量控制系統(tǒng)由尺寸測(cè)量?jī)x(12)和微處理器(13)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于定位件(8)為擋圈或止推軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于絲杠(6)及其相應(yīng)配套的絲杠齒輪(7)為2至4套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)塊外表面(3-3C)與機(jī)頭前體內(nèi)表面(3-1B)為圓柱形或棱柱形。
全文摘要
本發(fā)明螺桿擠出機(jī)穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模、壓板、機(jī)頭體、芯棒、機(jī)頭連接體組成的機(jī)頭和傳動(dòng)系統(tǒng)與測(cè)量控制系統(tǒng)構(gòu)成。機(jī)頭體是一組件，機(jī)頭體由機(jī)頭前體、機(jī)頭后體和調(diào)節(jié)塊組成；調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面的兩段分別與機(jī)頭前體滑道和機(jī)頭后體滑道動(dòng)配合。調(diào)節(jié)塊外表面與機(jī)頭前體內(nèi)表面動(dòng)配合，絲杠與調(diào)節(jié)塊螺紋連接；測(cè)量控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)塊在機(jī)頭前體滑道和機(jī)頭后體滑道內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。可與單、雙螺桿擠出機(jī)配套使用，通過(guò)穩(wěn)流調(diào)節(jié)提高擠出制品精度。
文檔編號(hào)B29C47/22GK1511695SQ02159289
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者吳大鳴, 陳衛(wèi)紅, 丁玉梅, 許紅, 劉穎, 汪馮新 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)