Протекторная головка червячного пресса

(19). (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ создаля. ловкафиг. 2Б - Бн1; наф ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторское бюрополимерного машиностроения Киевскогопроизводственного обьединения "Большевик"(56) Авторское свидетельство СССРМ 939272, кл. В 29 С 47/12, 1980,Рябинин Д.Д, и Лукач Ю.Е. Червячныемашины для переработки пластическихмасс и резиновых смесей. - М.: Машиностроение, 1965, с. 183 - 184, фиг. 81.(54) ПРОТЕКТОРНАЯ ГОЛОВКА ЧЕРВЯЧНОГО ПРЕССА(57) Изобретение относится к полимерномумашиностроению, Оно м.б, использованопри изготовлении протекторной резиновойленты, 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 ввиде 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(51)з В 29 С 47/12,47/14//В 29 1 30:0 ходнои 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 учасок 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. ии равномерного температурного пофиг, 1 изображена протекторная гочервячного пресса, общий вид; на - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез фиг, 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. иг. 5 - разрез Г - Г на фиг. 1; на фиг, 6- 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 центральной ,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 полость 11 для размещения наконечника червяка пресса (ие 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 19-23 О, угол расширения в горизонтальной плоскости - 95-105 О. Междуучастком 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 40- 50. Угол схождения центральной части участка 7 формования профиля протекторной ленты не превышает 1 О, Угол расширения центральной части участка 9 профилирования беговой части протекторной ленты выбран в пределах 10 - 13 О,Протекторная головка работает следую. щим образом.Червяк экструдера подает резиновуюсмесь в кольцевой зазор, образуемый наконечником червяка, входным отверстием 5 и полостью 11 корпуса, величина которого составляет 2-6 мм, В предлагаемой головке за счет эффекта перекрытия наконечникомнаконечника червяка, соответствующей его наружной поверхности. При этом наконеч ник червяка перекрывает центральнуючасть канала 4, но не препятствует потоку,направленному в боковые ручьи канала 4, поскольку они формируются уже от входного отверстия 5 головки. Таким образом, надлине, практически равной глубине полостивходного 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 разьема головки по образован йому сферическому зэзору между .наконечником червяка и полостью для его размещения; соосной входному Отверстию5 головки.Что касается соотношений размеровпроходного 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 го 5 10202530 червяка центральной части канала 4 обеспечивается вреимущесвенное 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 канала 4, 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 качестваПерекрытие центральной части входного участка 6 канала 4 и перераспределениепотока 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 размещенияловки 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 получиттребуемого 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 планке10, При глубине полости 11 больше 0,5 диаметра входного отверстия 5 полимерный материал под давлением, создаваемым червяком, устремляется в боковые ручьи, в товремя 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 пг явление в бсковой части протекторной ленты полостей.и раковин.Выполнение поверхности канала 4 пло. скими стенками обеспечивает Формовзние требуемого профиля заготовки при минимальных изменениях направления течения на поверхности контакта, что не вызывает локального: диссипативного 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 величинупревышающую разность диаметров входного отверстия 5 и наконечника червяка в плоскости входного отверстия 5 и вписанного в по 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 следнее, обеспечивает формирование потока полимера в головке, начиная от входного отверстия 5, и получение равномерности его свойств (в том числе и температурного поля) при достижении профилируащей 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 чрезмерное увеличение длины головки (при ззданных геометрических размерах изделия или форме профилирующей планки 10), большое гидравлическое сопрот 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 сопротивление 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 95 также чрезмерно увели:ивает длину головки при заданной геометрии изделия и не позволяет осуществить качественное формование протекторной заготовки с точки зрения равномерности свойств по толщине (в том числе температурного поля). Увеличение этого угла более 105 отрицательно сказывается нз формировании боковых частей протекторной ленты,Наличие переходного участка 13 между 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, направленным к оси 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, что приводит к еще большему перегревуполимера 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 1 О, 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 пор в беговой части нротектарэ и термодеструкции 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. что приводит к появлению остаточных напряжений в изделии, коробленик. последнего, 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 МЧХдиаметр 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;фус сап)яжения стенок канала не превышает 5 мм, угол схождения канала в продольной вертикальной плоскости равен 21 О; угол расширения его в горизонтальной плоскости равен 100", угол схождения переходного участка 13 в продольной вертикальной плоскости симметрии канала равен 45 О; угол схождения центральной части участка 7 формования профиля протекторной ленты равен 48 О; 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 частиФ ар мула и во брет они я 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 формонания профиля протекторной ленты, поперечное сечение которого имеет форму двусторонней лопатки с центральной частью, ограниченной горизонтальными прямыми, участок профилирования беговой часи протекторнойленты, от л и ч а ю ща я с я тем, что. с целью повышения пройзводительности головки и качества готового изделия за сче 1 40 выравнивания гидравлического сопротивления в головке при создании равномерного температурного поля по всему профилю готового изделия. в центральной части вход 45 ного участка после входного отверстиявыполнена соосная с ним полостл для размещения наконечника червяка пресса, соответстнующая его 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 горизонтально расположенного прямоугольного 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 имепротекторной ленты начинается за 65 мм отпрофилирующей планки 10 и имеет максимальную высоту в центральной части 38 мми 26 мм в торцовой части, максимальная5 ширина профилирующей щели 870 мм.Предлагаемая конструкция оловки позволит на указанном прессе получить скорость экструдирования 6 мамин при перепадетемпературы резины в 1,5-2 С в попереч 10 ном сечении протекторной ленты на выходеиз головки, Использование же базовой головки обеспечило производительность 4мамин с температурной неоднородностью,достигающей 15-16 С.15 Использование изобретения позволитпри меньших технологических затратах наизготовление повысить скорость. выпускапротекторной ленты в 1,5 раза при обеспечении получения высококачественной про 20 дукции,1593967 1 1 д 1 м 1 1 10-13 ющего угол схождения канагз в продольной вертикальной плоскости 19-23, з угол расширения в горизонтальной плоскости 95- 105, при этом между входным участком и участком формования профиля протектор 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 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 беговойзсти протекторной ленты выбран в пределах 10-13,1593967 Составитель В,ЛарютинТехред 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, Раушская наб., 4/5