Протекторная головка червячного пресса Советский патент 1990 года по МПК B29C47/12 B29C47/14 B29L30/00 

Изобретение относится к полимерному машиностроению и может быть использовано при изготовлении протекторной резиновой ленты.

Целью изобретения является повышение производительности головки и качества готового изделия за счёт выравнизания гидравлического сопротивления 8 головке при

создании равномерного температурного поля.

На фиг. 1 изображена протекторная го- ло вка 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 Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6

разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 - рвзреэ -Е на фиг. 1; на фиг. 8 - разрез Ж-Ж на иг. 1.

Протекторная головка червячного преса содержит корпус 1, выполненный в виде верхней 2 и нижней 3 плит с проходным каналом 4. В последнем выполнены послеовательно расположенные входное отвертие 5, входной участок 6. участок 7 ормирования профиля протекторной лены. Поперечное сечение участка 7 имеет орму двусторонней лопатки с центральной

астью, ограниченной горизонтальными прямыми 8. В проходном канале 4 также выполнен участок 9 профилирования беговой части протекторной ленты, а головка набжена профилирующей планкой 10. В центральной части участка б после входного отверстия 5 выполнена соосная с ним полость 11 для размещения наконечника червяка пресса (не показан), соответствующая его наружной поверхности. Глубина полости 11 равна длине участка б и составляет 0,3-0,5 диаметра входного отверстия 5. Поверхность канала образована плоскими стенками. Участок б 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 19-23°, угол расширения в горизонтальной плоскости - 95-105°. Между участком б 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 40- 50°. Угол схождения центральной части участка 7 формования профиля протекторной ленты не превышает 1. Угол расширения центральной части участка 9 профилирования беговой части протекторной ленты выбран в пределах 10-13°.

Протекторная головка работает следующим образом.

Червяк зкструдера подает резиновую смесь в кольцевой зазор, образуемый наконечником червяка, входным отверстием 5 и полостью 11 корпуса, величина которого составляет 2-6 мм. В предлагаемой головке за счет зффекта перекрытия наконечником

червяка центральной части канала 4 обеспечивается преимущес i венное распределение 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 дпинных) ручьях канала 4. В центральной же части канала 4, где движется наиболее материал, скорость потока невелика, что исключает значительное диссипативное выделение тепловой энергии и предупреждает перегрев материала. Перепад температуры потока резины в поперечном сечении канала на

всем его протяжении не превышает 1,5-2°С, что обеспечивает выпуск продукции высокого качества.

Перекрытие центральной части входного участка б канала 4 и перераспределение

потока в боковые ручьи канала 4 осуществляется благодаря не только наличию вход- него участка б, 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 б соосной с ним полости 11 для размещения наконечника червяка, соответствующей его наружной поверхности. При зтом наконечник 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 б, 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 образованному 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 головки 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 за счет уменьшения местного гидравлического сопротивления течению расплавь полимера при увеличении пути, проходимого последним на входном участке 6 головки. Длина зазора, образованного наконечником червяка и стенками канала на входном участке б 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 об эспечит 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 его качества при подходе к профилирующей планке ТО. При глубине полости 11 больше 0,5 диаметра входного отверстия 5 полимерный материал под давлением, создаваемым червяком, устремляется в боковые ручьи, в то 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 профилирующей планки 10 не обеспечивается. Это вызывает появление в боковой части протекторной ленты полостей и раковин.

Выполнение поверхности канала 4 плоскими стенками обеспечивает (Ьормование требуемого профиля заготовки при минимальных изменениях направления течения на поверхности контакта, что не вызывает локального диссипативиого 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 вeличинy,пpeвышa- ющую разность диаметров входного отверстия 5 и наконечника червяка в плоскости входного отверстия 5 и вписанного в последнее, обеспечивает формирование потока полимера в головке, начиная от входного отверстия 5, и получение равномерности его свойств (в том числе и температурного.

пиля) при достижении профилирующей планки 10. Указанная форма и положение прямоугольного раструба 12 обеспечивает переменную по ширине входного участка 6 величину местного гидравлического сопро0 тивления течению расплава полимера в зависимости от пути, проходимого последним при достижении переходного участка 13.

Угол схождения указанного канала в . продольной вертикальной плоскости менее

5 19° вызывает чрезмерное увеличение длины головки (при заданных геометрических размерах изделия или форме профилирующей планки 10), большое гидравлическое сопрог тивлечие течению расплава полимера в за0 зоре 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 .

5 в изделии полостей и раковин. Увеличение угла схождения канала более 23° не обеспечивает требуемое гидравлическое сопротивление в центральной части головки, уменьшает величину потока в боковые ручьи (большая

0 часть потока устремляется по оси головки) и не обеспечивает качественное формование периферийных участков заготовки. Выполнение угла расширения указанного канала в горизонтальной плоскости менее 95 также

5 чрезмерно увеличивает длину головки при заданной геометрии изделия и не позволяет осу- ществить качественное формование протекторной заготовки с точки зрения равномерности свойств по толщине (в том числе

0 температурного поля). Увеличение этого угла более 105° отрицательно сказывается на формировании боковых частей протекторной ленты.

Наличие переходного участка 13 между

5 входным участком 6 и участком 7 профилирования протекторной ленты, имеющим в поперечном сечении форму двусторонней лопатки, центральная часть которой ограничена ломаными линиями 14 с углом излома,

0 направленным х оси канала 4, обеспечивает качественное формирование протекторной части заготовки при высоких скоростях течения полимера и быстрое перераспределение полимера в боковые ручьи головки. При

5 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, что 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 превышаюш,им 1. обеспечивает достаточное уплотнение беговой доррхски протекторной части заготовки при минимальных тепловыделениях, При большем угле схождения растут нежелательные для этой части головки гидравлическое сопротивление и диссипативные выделения энергий, приводящие к нарушению равномерности темлературного поля по сечению загртовки на выходе из головки при повышении производительности устройства, образованию пор в беговой части протектора и термодеструкции полимера,

При выполнении угла расширения цен- тральной части участие 9 профилирования беговой части протекторной ленты менее 10° не обеспечивается выравнивание поля темпе|}атур по сечению канала 4 и уплотнение материала, а при угле более 13° торможение материала в центральной части по отношению к боковым частям велмко, что приводит к появлению остаточных напряжений в изделии, коробленик. поспеднего, а также перегреву материала в этой области и возможным неплотностям, 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 i /14X-250 диаметр входного отверстия 5 раьен 250 мм, глубина полости 11 для размещений наконечника червяка равна 0,366 диаметра входного отверстия 5 или 91,5 мм, радиус сопряжения стенок канала не превышает 5 мм, угол схождения канала в продольной вертикальной плоскости равен 21°; угол расширени 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 формовани я профиля протекторной ленты равен 48 ; угол расширения центральной части участка 9 профилирования беговой части протекторной ленты равен 1Г. начальная высота прямоугольного раструба 12 равна 130 мм, начальная высота участка 7 профилирования протекторной ленты составляет 30 мм, участок 9 профилирования беговой части

протекторной ленты начинается за 65 мм от профилирующей планки 10 и имеет максимальную высоту 8 центральной части 38 мм и 26 мм в торцовой части, максимальная

ширина профилирующей щели 870 мм.

Предлагаемая конструкция головки позволит на указанном прессе получить скорость экструдирования 6 м/мин при перепаде температуры реэины в 1, в попереч0 ном сечении протекторной ленты на выходе из головки. Использование же базовой головки обеспечило производительность 4 м/мин с температурной неоднородностью, достигающей 15-16°С.

5 Испольэование изобретения позволит при меньших технологических затратах на изготовление повысить скорость выпуска протекторной ленты в 1.5 раза при обеспечении получения высококачественной про0 дукции,

Форму л а изобретони я

Протекторная головка червячного прес- 5 са, 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 30 канале выполнены последовательно расположенные входное отверстие, входной участок, участок формования профиля протекторной ленты, поперечное сечение которого имеет форму двусторонней лопат- 35 ки с центральной частью, ограниченной горизонтальными прямыми, участок профилирования беговой части протекторной ленты, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности го- 40 ловки и качества готового изделия за счет выравнивания гидравлического сопротивления в головке при создании равномерного температурного поля по,всему профилю готового изделия, в центральной части вход- 45 кого участка после входного отверстия выполнена соосная.с ним полость для размещения наконечника червяка пресса, соответствующая его наружной поверхности, с глубиной, равной длине входного участка и 50 составляющей 0,3-0,5 диаметра входного отверстия головки, поверхность канала образована плоскими стенками, входной участок канала выполнен в сечении в виде горизонтально расположенного прямо- 55 угольного раструба, имеющего начальную высоту, меньшую диаметра входного отверстия головки на величину, превышающую разность диаметров входного отверстия и наконечника червяка в плоскости входного отверстия, вписанного в последнее, и имеющего угол схождения канап в продольной вертикальной плоскости 19-23°, ч угол расширения в горизонтальной плоскости 95- 105°, при этом между входным участком и участком формования профиля протекторной ленты расположен переходной участок, имеющий в поперечном сечении форму двусторонней лопатки, центральная часть которой выполнена сужающейся к центру и ограничена ломаными линиями с углом излома, 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 пpeв Jшatpщим 1°, а угол расширения центральной части участка профилирования беговой зсти протекторной ленты выбран в пределах 10-13°.

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.

-Н Н

i I в «

-Л - -Н

68 Г Д Фиг.1

1difdA

фиг. 2

S

ФигЗ

.8

22

Фиг.

Г-Г

Д-Д

/zZZZZ/

Фиг.В

-

Фи2.7

Фиг,8