Протекторная головка червячного пресса

 

Изобретение относится к полимерному машиностроению. Оно может быть использовано при изготовлении протекторной резиновой ленты. Цель изобретения - повышение производительности головки и качества готового изделия за счет выравнивания гидравлического сопротивления в головке при создании равномерного температурного поля. Протекторная головка содержит корпус в виде двух плит с проходным каналом. Проходной канал имеет следующие последовательные участки: входное отверстие, входной участок, участок формования профиля протекторной ленты. Поперечное сечение последнего имеет форму двусторонней лопатки. В центральной части входного участка выполнена полость для размещения наконечника червяка. Глубина полости составляет 0,3-0,4 диаметра входного отверстия. Входной участок выполнен в виде прямоугольного раструба. Начальная высота его меньше диаметра входного отверстия на величину, превышающую разность диаметров входного отверстия и диаметра наконечника червяка в плоскости входного отверстия. Угол схождения канала на этом участке в продольной вертикальной плоскости 19-23°. Угол расширения в горизонтальной плоскости 95-105°. За входным участком выполнен переходный участок с центральной частью, ограниченной ломаными линиями. Угол схождения этого участка в продольной вертикальной плоскости 40-50°. Угол схождения центральной части участка формования профиля не превышает 1°. Угол расширения участка профилирования беговой части 10-13°. При работе обеспечивается увеличение скорости выхода протекторной ленты. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4481446/23-05 (22) 12,09.88 (46) 23,09.90. Бюл. N- 35 (71) Специальное конструкторское бюро полимерного машиностроения Киевского производственного объединения "Большевик" (72) Е.С. Танин, В.Д. Биденко, А.В. Порубай, С.А. Рощупкин, Н.M. Рухлядева и И.О. Микуленок (53) 678,057.374.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 939272, кл. В 29 С 47/12, 1980, Рябинин Д.Д. и Лукач Ю.Е. Червячные машины для переработки пластических масс и резиновых смесей. — М.: Машиностроение, 1965, с. 183 — 184, фиг. 81. (54) ПРОТЕКТОРНАЯ ГОЛОВКА ЧЕРВЯЧНОГО ПРЕССА (57) Изобретение относится к полимерному машиностроению. Оно м.б, использовано при изготовлении протекторной резиновой ленты. Цель изобретения — повышение производительности головки и качества готового изделия за счет выравнивания гидравлического сопротивления в головке при создании равномерного температурного поля. . Протекторная головка содержит корпус в виде двух плит с проходным каналом. ПроИзобретение относится к полимерному машиностроению и может быть использовано при изготовлении протекторной резиновой ленты.

Целью изобретения является повышение производительности головки и качества готового иэделия за счет выравнивания гидравлического сопротивления в головке при. .Ж 1593967 А1 сии В 29 С 47/12,47/14IIB 29 1 30:00 ходной канал имеет следующие последовательные участки: входное отверстие, входной участок, участок формования профиля протекторной ленты. Поперечное сечение последнего имеет форму двусторонней лопатки. В центральной части входного участка выполнена полость для размещения наконечника червяка. Глубина полости составляет 0,3 — 0,4 диаметра входного отверстия. Входной участок выполнен в виде прямоугольного раструба. Начальная высота его меньше диаметра входного отверстия на величину, превышающую разность диаметров входного отверстия и диаметра наконечника червяка в плоскости входного отверстия. Угол схождения канала на этом участке в продольной вертикальной плоскости 19 — 230. Угол расширения в горизонтальной плоскости 95 — 1050. За входным участком выполнен переходный учас ок с центральной частью, ограниченной ломаными линиями. Угол схождения этого участка в продольной вертикальной плоскости 40—

50 . Угол схождения центральной части участка формования профиля не превышает 10.

Угол расширения участка профилирования беговой части 10-130. При работе обеспечивается увеличение скорости выхода протекторной ленты. 8 ил. создании равномерного температурного поля.

На фиг, 1 изображена протекторная головка червячного пресса, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг.

1; на фиг. 5 — разрез à — Г на фиг. 1; на фиг, 6

1593967 — разрез Д-Д на фиг, 1„на фиг. 7 — разрез

Е-Е на фиг. 1; на фиг. 8 — разрез Ж-Ж на фиг, 1.

Протекторная головка червячного пресса содержит корпус 1, выполненный в виде верхней 2.и нижней 3 плит с проходным каналом 4. В последнем выполнены последовательно расположенные входное отверстие 5, входной участок 6, участок 7 формирования профиля протекторной ленты, Поперечное сечение участка 7 имеет форму двусторонней лопатки с централ ьной .частью, ограниченной горизонтальными прямыми 8. В проходном канале 4 также выполнен участок 9 профилирования беговой части протекторной ленты, а головка снабжена профилирующей планкой 10. В центральной части участка 6 после входного отверстия 5 выполнена соосная с ним Iloлость 11 для размещения наконечника червяка пресса (не показан), соответствующая

его наружной поверхности. Глубина полости 11 равна длине участка 6 и составляет

0.3-0,5 диаметра входного отверстия 5. Поверхность канала образована плоскими стенками. Участок 6 выполнен в виде горизонтально расположенного прямоугольного раструба 12, имеющего начальную высоту, меньшую диаметра входного отверстия 5 на величину, превышающую разность диаметров входного отверстия 5 и наконечника червяка (не показан), в плоскости входного отверстия 5, вписанного в последнее. Угол схождения канала 4 на участке 6 в продольной вертикальной плоскости выбран в пределах 19-23О, угол расширения в горизонтальной плоскости — 95-105О. Между участком 6 и участком 7 расположен переходной участок 13. Сечение участка 13 имеет, форму двусторонней лопатки, центральная часть которой выполнена сужающейся к центру и ограничена ломаными

- линиями 14 с углом излома, направленным к оси канала 4. Угол схождения переходного участка.,13 в продольной вертикальной плоскости симметрии канала 4 составляет 4050 . Угол схождения центральной части участка 7 формования профиля протекторной ленты не превышает 1О. Угол расширения центральной части участка 9 профилирования беговой части протекторной ленты выбран в пределах 10 — 13О.

Протекторная головка работает следую. щим образом.

Червяк экструдера nîäàåò резиновую смесь в кольцевой зазор, образуемый наконечником червяка, входным отверстием 5 и полостью 11 корпуса, величина которого составляет 2-6 мм. 8 предлагаемой головке за счет эффекта перекрытия наконечником наконечника червяка, соответствующей его наружной поверхности. При этом наконеч35 ник червяка перекрывает центральную часть канала 4, но не препятствует потоку, направленному в боковые ручьи канала 4, поскольку они формируются уже от входного отверстия 5 головки. Таким образом, на длине, практически равной глубине полости входного участка 6, расплав преимущественно направлялся в боковые ручьи канала

4 за счет различного местного гидравлического сопротивления потоку расплава полимера в вертикальной плоскости симметрии и плоскости разъема головки по образован йому сферическому зазору между . наконечником червяка и полостью для его размещения; соосной входному отверстию

5 головки.

Что касается соотношений размеров проходного канала, обеспечивающих повышение скорости экструдирования протекторной ленты без снижения ее качества за счет выравнивания гидравлического сопротивления в канале 4.головки при создании равномерного температурного поля по всему профилю протекторной заготовки на вы- .

ХОДЕ ИЗ ГОЛОВКИ, ТО МОЖНО ОТМЕТИТЬ, ЧТО выполнение после входного отверстия 5 го5

30 червяка центральной части канала 4 обеспечивается иреимущес|венное расвределение потока в боковые ручьи канала 4, По мере продвижения к профилирующей планке 10 материал постепенно вытесняется в центральную часть участка 7 формования профиля протекторной ленты, Этому способствует и наличие переходного участка

13, рационально распределяющего поток материала по сечению канала 4. Тем самым достигается ускоренное продвижение резины в боковых (наиболее длинных) ручьях канала 4. В центральной же части канала4, где движется наиболее нагретый материал. скорость потока невелика, что исключает значительное диссипативное выделение тепловой энергии и предупреждает перегрев материала. Перепад температуры потока резины в поперечном сечании канала на всем его протяжении не превышает 1,5-2 С. что обеспечивает выпуск продукции высокого качества

Перекрытие центральной части входного участка 6 канала 4 и перераспределение потока в боковые ручьи канала 4 осуществляется благодаря не только наличию входного участка 6, сходящегося по высоте и расходящегося по ширине, выполненного в виде горизонтально расположенного прямоугольного раструба 12, но и за счет наличия в центральной части входного участка 6 соосной с ним полости 11 для размещения

1593967

30

40

55 ловки соосной с ним полости 11 для размещения наконечника червяка, соответствующей его наружной поверхности, равной длине входного участка 6 и составляющей

0,3-0,5 диаметра входного отверстия 5 головки, обеспечивает равномерное распределение полимера по сечениям головки эз счет уменьшения местного гидравлического сопротивления течению расплава полимера при увеличении пути, проходимого последним на входном участке 6 головки. Длина зазора, образованного наконечником червяка и стенками канала на входном участке

6 головки, максимальна в центральной ее части и минимальна на периферии. Соответствие указанной полости 11 наружной поверхности наконечника червяка обеспечивает требуемую геометрию образующегося зазора для различных конфигураций и диаметров червяков. При глубине полости меньше 0,3 диаметра входного отверстия 5 головки наконечник червяка не обеспечит требуемое перекрытие проходного канала 4 на входном участке 6, значительная часть потока резины не получит требуемого торможения и устремится в центральную часть канала 4 уже на входном участке 6, что приведет к диссипативному перегреву материала и снижению ега качества при подходе к прафилирующей планке

10. При глубине полости 11 больше 0,5 диаметра входного отверстия 5 полимерный материал под давлением, создаваемым червякам, устремляется в боковые ручьи, в та время как в центральную часть канала 4 (вследствие большого местного гидравлического сопротивления) полимер (резина} практически не попадает, а его равномерное распределение по всему сечению канала 4 до момента достижения .им прафилирующей планки 10 не обеспечивается, Это вызывает пг явление в бскавой части протекторной ленты полостей.и раковин.

Выполнение поверхности канала 4 пло. скими стенками обеспечивает Фармавзние требуемого профиля заготовки при минимальных изменениях направления течения на поверхности контакта, чта не вызывает локального: диссипативнага выделения энергии в местах перехода потока полимера с одной формующей плоскости на другую.

Выполнение входного участка 6 головки в виде горизонтально расположенного прямоугольного раструба 12, имеющего начальную высоту, меньшую диаметра входного отверстия 5 головки на величину„превышающую разность диаметров входного o sepстия 5 и наконечника червяка в плоскости входного отверстия 5 и вписаннага в паследнее, обеспечивает формирование потока полимера в головке, начиная от входного отверстия 5, и получение равномерности его свойств (в том числе и температурного поля) при достижении профилирующей планки 10. Указанная форма и положение прямоугольного раструба 12 обеспечивает переменную по ширине входного участка 6 величину местного гидравлического сопротивления течению расплава полимера в зависимости от пути, проходимого последним при достижении переходного участка 13.

Угол схождения указанного канала в . продольной вертикальной плоскости менее

19 вызывает черезмерное увеличение длины головки (при ззданных геометрических размерах изделия или форме профилирующей планки 10), большое гидравлическое сопро-. тивление течению расплава полимера в зазоре между наконечником червяка и корпусом головки в центральной ее части, что не обеспечивает формирование равно- мерного потока полимера к профилирующей планке 10 и не гарантирует отсутствие . в изделии полостей и раковин. Увеличение угла схождения канала более 23 не обеспечивает требуемое гидравлическое сопротивлеwe в центральной части головки, уменьшает величину потока в боковые ручьи (большая часть потока устремляется по оси головки) и не обеспечивает качественное формование периферийных участков заготовки. Выполнение угла расширения указанного канала в горизонтальной плоскости менее 95О также черезмерно увели:ивает длину головки при заданной геометрии изделия и не позволяет осуществить качественное формование протекторной заготовки с точки зрения равномерности свойств па толщине (в Т0М числе температурного поля). Увеличение этого угла более 105 отрицательна сказывается нз формировании боковых частей протекторной ленты.

Наличие переходного участка 13 между входным участком 6 и участкам 7 профилирования протекторной ленты, имеющим в поперечном сечении форму двусторонней лопатки, центральная часть которой ограничена ломаными линиями 14 с углом излома, направленным к аси канала 4, обеспечивает качественное формирование протекторной части заготовки при высоких скоростях течения полимера и быстрое перераспределение полимера в боковые ручьи головки. При угле схождения переходного участка 13 в продольной вертикальной плоскости симметрии канала менее 40 происходит интенсивное распределение материала из боковых ручьев в центральную часть канала

4, чта приводит к еще большему перегреву полимера в этой части и снижению качества изделия. При угле более 50 торможение потока настолько велико, что в центральной части головки не обеспечивается полное уплотнение изделия. а в беговой части протекторной ленты могут появляться пустоты и раковины.

Выполнение угла схождения центральной части участка 7 формования профиля протекторной ленты, не превышаюшим 1О, обеспечивает достаточное уплотнение беговой дорожки протекторной части заготовки при минимальных тепловыделениях, При большем угле схождения растут нежелательные для этой части головки гидравлическое сопротивление и диссипативные выделения энергии, приводящие к нарушению равномерности температурного поля по сечению заготовки на выходе из головки при повышении производительности устройства, образованию пар в беговой части протектора и термадеструкции полимера, При выполнении угла расширения центральной части участка 9 профилирования беговой части протекторной ленты менее

10 не обеспечивается выравнивание поля температур по сечению канала 4 и уплотнение материала, а при угле более 13 торможение материала в центральной части по отношению к боковым частям велико. чта приводит к появлению остаточных напряжений в изделии, каробленик. пасчеднега, а также перегреву материала в зтай области и возможным неплотнастям, связанным с резким расширением и малой длиной этого участка, зависящим от конечной высоты заготовки и указанного угла расширения, В конкретном варианте исполнения головки червячного пресса МЧХ-250 диаметр входного отверстия 5 раьен 50 мм, глубина полости 11 для размещения наконечника червяка равна 0,366 диаметра входного отверстия 5 или 91,5 мм, рад;.ус сопряжения стенок канала не превышает 5 мм, угол схождения канала в продольной вертикальной плоскости равен 21; угол расширения его в горизонтальной плоскости равен 100", угол схождения переходного участка 13 в продольной вертикальной плоскости симметрии канала равен 45; угол схождения центральной части участка 7 фармавания и рафил я протекторной ленты ра нен 48; угол расширения центральной части участка . 9 профилирования беговой части протекторной ленты равен 11, начальная высота прямоугольного раструба 12 равна 130 мм, начальная высота участка 7 профилирования протекторной ленты составляет 30 мм, участок 9 профилирования беговой части

Формула изобретения

Протекторная головка червячного пресса, содержащая разъемный корпус, выполненный в виде верхней и нижней плит с проходным каналом, сужающимся по высоте и расширяющимся по ширине, и профилирующую планку, причем в проходном канале выполнены последовательно расположенные входное отверстие, входной участок, участок фарманания профиля протекторной ленты, поперечное сечение катарага имеет форму двусторонней лопатки с центральной частью, ограниченной горизантальными прямыми, участок профилирования беговой час и протекторнайленты, отличающаяся тем,чта.с целью повышения прайзводительнасти головки и качества готового изделия за сче

40 выравнивания гидравлического сопротивления в головке при создании равномерного температурного поля па всему профилю готавага изделия. в центральной части вход45 нога участка после входного отверстия выполнена саасная с ним полость для размещения наконечника червяка пресса, саатветстнующая ега наружной поверхности. с глубиной, равной длине входного участка и составляющей 0,3 — 0.5 диаметра входного отверстия головки, поверхность канала образована плоскими стенками, входной участок канала выполнен в сечении в виде

50 горизонтальна распалаженнаго прямоугольного раструба, имеющего начальную высоту, меньшую диаметра входного отверстия головки на величину, превышающую разность диаметров входного отверстия H наконечника червяка в плоскости входного отверстия, вписанного в последнее, и имепротекторной ленты начинается за 65 мм от прафилирующей планки 10 и имеет максимальную высоту в центральной части 38 мм и 26 мм в торцовой части, максимальная

5 ширина профилирующей щели 870 мм.

Предлагаемая конструкция оловки позволит на указанном прессе получить скорость экструдирования 6 мlмин при перепаде температуры резины в 1,5-2 С в попереч10 ном сечении протекторной ленты на выходе из головки. Использование же базовой головки обеспечило производительность 4 м/мин с температурной неоднородностью, достигающей 15-16 С.

15 Использование изобретения позволит при меньших технологических затратах на изготовление повысить скорость. выпускапрогектарной ленты в 1,5 раза при обеспечении получения высококачественной про20 дукции, 1593967

10-13 ющего yron схождения канагз в продольной вертикальной плоскости 19-23, з угол расширения в горизонтальной плоскости 95105, при этом между входным участком и участком формования профиля г!ротектор- 5 ной ленты расположен переходной участок, имеющий в поперечном сечении форму двусторонней лопатки. центральная часть которой выполнена сужающейся к центру и ограничена ломаными линиями с углом из- 10 лома, направленным к оси канала, причем угол схождения переходного участка в продольной вертикальной плоскости симметрии канала составляет 40 — 50, угол схождения центральной части участка формования профиля протекторной ленты выбран не превышающим 1, а угол расширения центральной части участка профилирования беговой эсти протекторной ленты выбран в пределах 10-13О, 1593967

° Б-Е д-В

Г-Г

1593967

Составитель В.Ларютин

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор А.Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2802 Тираж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва,Ж-35, Раушская наб., 4/5