專利名稱：螺桿擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對現(xiàn)有螺桿擠出機機頭的改進，可與單、雙螺桿擠出機配套使用，通過穩(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與機頭直連式生產(chǎn)線，由于擠出機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，在擠出加工過程中，由于受物料的性質(zhì)、喂料波動、回收料摻加比例、操作工藝條件變化等等諸多因素的影響，熔融物從擠出機多孔板流出時的壓力波動較大，因而引起擠出產(chǎn)量的波動，使制品沿擠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。普通擠出機頭主要由成型制品外表面的口模、壓板、機頭體、芯棒和機頭連接體組成，機頭體的內(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)過渡表面。機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)明螺桿擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置是對普通擠出機頭結(jié)構(gòu)的改進，提出一種對螺桿擠出機熔融物流量起穩(wěn)定作用的機構(gòu)，機頭體內(nèi)安裝有一個可軸向移動的調(diào)節(jié)塊，使機頭體內(nèi)的固定流道成為可變化截面尺寸的流道，使從機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。
普通擠出機頭如圖1所示，由口模1、壓板2、機頭體3、芯棒4、機頭連接體5組成。
發(fā)明螺桿擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置的機頭部件口模、壓板、芯棒和機頭連接體與普通擠出機頭相同。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下螺桿擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模、壓板、機頭體、芯棒、機頭連接體組成的機頭和傳動系統(tǒng)與測量控制系統(tǒng)構(gòu)成；機頭體是一組件，機頭體由機頭前體、機頭后體和調(diào)節(jié)塊組成；調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面的兩段分別與機頭前體滑道和機頭后體滑道動配合，調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面中段是圓滑面，調(diào)節(jié)塊外表面與機頭前體內(nèi)表面動配合，絲杠與調(diào)節(jié)塊螺紋連接，絲杠的一端頭有臺階與機頭連接體定位，絲杠的另一端頭與定位件固定連接；測量控制系統(tǒng)輸出的信號控制伺服電機的轉(zhuǎn)速；伺服電機通過傳動系統(tǒng)帶動絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動調(diào)節(jié)塊在機頭前體滑道和機頭后體滑道內(nèi)作軸向往復(fù)運動。傳動系統(tǒng)由絲杠齒輪、調(diào)節(jié)齒圈和傳動齒輪組成。測量控制系統(tǒng)由尺寸測量儀和微處理器組成。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)明所用的尺寸測量儀為測徑或測厚的尺寸測量儀，將尺寸測量儀輸出的信號輸入微處理器?，F(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的牽引控制裝置又作為本發(fā)明的控制處理器，此時微處理器即可將測量儀輸入的制品尺寸信號與現(xiàn)有的生產(chǎn)線的線速度值進行計算處理得出擠出流率數(shù)值作為反饋信號，通過伺服電機通過驅(qū)動傳動系統(tǒng)帶動調(diào)節(jié)塊移動，傳動系統(tǒng)的運動由經(jīng)過微處理器處理的反饋信號進行控制。
根據(jù)以下擠出理論擠出機在穩(wěn)定擠出時，通過機頭的流率與機頭兩端壓力降之間的關(guān)系為Q＝KQΔP/η式中Q-體積流量，ΔP-機頭兩端壓力降，KQ-機頭形狀系數(shù)，η機頭中熔料的粘度。
當(dāng)擠出機均化段末端的壓力產(chǎn)生波動時，將會引起通過機頭的體積流率的變化，因此，當(dāng)ΔP發(fā)生變化時，在保持機頭出口尺寸、形狀不變的情況下，通過改變流道截面參數(shù)，可以使機頭形狀系數(shù)KQ改變，從而使KQΔP的值保持恒定，使Q值保持不變。擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置通過微處理器輸出的代表流率的信號值控制驅(qū)動裝置操縱調(diào)節(jié)塊的移動，控制穩(wěn)流調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)快的移動來改變機頭流道截面參數(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，調(diào)節(jié)塊位于中間位置不動，當(dāng)擠出熔融物的流率超過設(shè)定值時，調(diào)節(jié)塊向機頭入口方向移動，減小KQ值，使流率降低。當(dāng)擠出熔融物的流率低于設(shè)定值時調(diào)節(jié)塊向機頭出口方向移動。增加KQ值，使流率增加。
用微處理器控制調(diào)節(jié)塊的移動以及移動極限值。當(dāng)微處理器輸出的代表流率的信號值小于設(shè)定值時，由調(diào)節(jié)塊的正向移動，從而改變了機頭流道截面形狀，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值大于設(shè)定值時，由調(diào)節(jié)塊的反向移動，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擠出熔融物的擠出產(chǎn)量的波動，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)機構(gòu)，現(xiàn)有的口模調(diào)節(jié)機構(gòu)是對形成制品的最終截面形狀的口模形狀和尺寸進行調(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擠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擠出各種形狀的擠出制品。


圖1是普通擠出機頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明螺桿擠出機穩(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。
具體實施例方式
實施例如圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明螺桿擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模1、壓板2、機頭體、芯棒4、機頭連接體5組成的機頭和傳動系統(tǒng)與測量控制系統(tǒng)構(gòu)成；機頭體是一組件，機頭體由機頭前體3-1、機頭后體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分別與機頭前體滑道3-1A和機頭后體滑道3-2A動配合，調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面中段3-3B是圓滑面(與普通擠出機頭對應(yīng)位置的形狀相同)，調(diào)節(jié)塊外表面3-3C與機頭前體內(nèi)表面3-1B動配合，絲杠6與調(diào)節(jié)塊3-3螺紋連接，絲杠6的一端頭有臺階6-1與機頭連接體5定位，絲杠6的另一端頭與定位件8固定連接；測量控制系統(tǒng)輸出的信號控制伺服電機10的轉(zhuǎn)速；伺服電機10通過傳動系統(tǒng)帶動絲杠6轉(zhuǎn)動，從而帶動調(diào)節(jié)塊3-3在機頭前體滑道3-1A和機頭后體滑道3-2A內(nèi)作軸向往復(fù)運動。傳動系統(tǒng)由絲杠齒輪7、調(diào)節(jié)齒圈9和傳動齒輪11組成。測量控制系統(tǒng)由尺寸測量儀12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個螺紋孔與4個絲杠6配合。調(diào)節(jié)塊外表面3-3C與機頭前體內(nèi)表面3-1B為圓柱形。定位件8和絲杠6上的臺階6-1起軸向定位作用，使絲杠6只能轉(zhuǎn)動而不能沿軸向移動。尺寸測量儀12采用JDC-J1測徑儀，安裝在機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的移動極限值控制調(diào)節(jié)塊3-3的移動范圍小于調(diào)節(jié)塊3-3與機頭前體3-1和機頭后體3-2在軸向的間距。
權(quán)利要求
1.螺桿擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模(1)、壓板(2)、機頭體、芯棒(4)、機頭連接體(5)組成的機頭和傳動系統(tǒng)與測量控制系統(tǒng)構(gòu)成；機頭體是一組件，機頭體由機頭前體(3-1)、機頭后體(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)分別與機頭前體滑道(3-1A)和機頭后體滑道(3-2A)動配合，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)與機頭前體內(nèi)表面(3-1B)動配合，與機頭前體(3-1)，絲杠(6)與調(diào)節(jié)塊(3-3)螺紋連接，絲杠(6)的一端頭有臺階(6-1)與機頭連接體(5)定位，絲杠(6)的另一端頭與定位件(8)固定連接；測量控制系統(tǒng)輸出的信號控制伺服電機(10)轉(zhuǎn)速；伺服電機(10)通過傳動系統(tǒng)帶動絲杠(6)轉(zhuǎn)動，從而帶動調(diào)節(jié)塊(3-3)在機頭前體滑道(3-1A)和機頭后體滑道(3-2A)內(nèi)作軸向往復(fù)運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于傳動系統(tǒng)由絲杠齒輪(7)、調(diào)節(jié)齒圈(9)和傳動齒輪(11)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于測量控制系統(tǒng)由尺寸測量儀(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)明螺桿擠出機穩(wěn)流調(diào)節(jié)裝置由口模、壓板、機頭體、芯棒、機頭連接體組成的機頭和傳動系統(tǒng)與測量控制系統(tǒng)構(gòu)成。機頭體是一組件，機頭體由機頭前體、機頭后體和調(diào)節(jié)塊組成；調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面的兩段分別與機頭前體滑道和機頭后體滑道動配合。調(diào)節(jié)塊外表面與機頭前體內(nèi)表面動配合，絲杠與調(diào)節(jié)塊螺紋連接；測量控制系統(tǒng)輸出的信號控制伺服電機的轉(zhuǎn)速，伺服電機通過傳動系統(tǒng)帶動絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動調(diào)節(jié)塊在機頭前體滑道和機頭后體滑道內(nèi)作軸向往復(fù)運動?？膳c單、雙螺桿擠出機配套使用，通過穩(wěn)流調(diào)節(jié)提高擠出制品精度。
文檔編號B29C47/22GK1511695SQ02159289
公開日2004年7月14日 申請日期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 申請人:北京化工大學(xué)