Экструзионные машины

Одночервячные осциллирующие смесители

Червячные осциллирующие смесители (ЧОС) предназначены для смеше­ния и пластикации поливинилхлорида (ПВХ) и других термопластов не­прерывным способом.

Одночервячный осциллирующий смеситель типа ЧОС-200 (рис. 15) представляет собой сложный агрегат, состоящий из фундаментной плиты 1, на которой на специальных стойках 2 монтируется корпус 3 с перемешиваю­щими зубьями 4, загрузочным устройством 5 и специальным редуктором 6 привода червяка. В связи с тем, что данный тип машины имеет раскрывающийся корпус, на станине монтируется устойство 7 для раскрытия корпуса и шарнир 8 для поворота корпуса. Корпус снабжен нагревателями.

Загрузка компонентов смеси осуществляется через загрузочный бункер, внутри которого на одном валу расположены лопастная мешалка и червяк с самостоятельным приводом, установленным на крышке бункера. Привод мешалки бункера-питателя осуществляется от электродвигателя постоян­ного тока через конический редуктор. Скорость вращения питающего чер­вяка регулируется бесступенчато в пределах 7—35 об/мин. Бункер уста­новлен над приемной воронкой червячного осциллирующего смесителя на специальной стойке, которая может перемещаться в пределах 140 мм по вер­тикали с помощью гидравлического домкрата, помещенного в основании колонны. Грузоподъемность домкра­та 5 т. Одновременно бункер может вручную поворачиваться вокруг стойки-колонны, описывая дугу 180°. Колонна устанавливается на корпусе осциллирующего смесителя. Съемная конструкция бункера позволяет со­кратить время на чистку и ремонт смесителя.

1 — фундаментная плита; 2 — стойки; 3 — кор­пус машины; 4 — зубья для перемешивания;5 — загрузочное устройство; 6 — редуктор; 7 — устройство для раскрытия корпуса; 8 — шарнир

Рис. 15. Одночервячныйосциллирующий смеситель:

Корпус смесителя, разъемный по вертикальной оси, футерован ли­стами из стали 38ХМЮА с азотированием. Внутри каждой половины корпуса установлены зубья, которые входят в пазы винтовой нарезки червяка. Корпус имеет две зоны обогрева и одну зону охлаждения в области загрузочной воронки. Зоны обогреваются жидким теплоносите­лем, который циркулирует по кана­лам между наружной стенкой и обкладками корпуса. Зона загрузоч­ной воронки охлаждается водой. Подвод и отвод теплоносителя в каждую зону индивидуальный. Управление температурным режимом по зонам авто­матическое.

Корпус устанавливается на станине с помощью шарнирых опор и спе­циальных винтовых пар с маховичками. Половины корпуса соединяются между собой специальными охватывающими разъемными хомутами, затяги­ваемыми с одной стороны болтами и со второй стороны скрепляемые с по­мощью шарнира. Подобное устройство обеспечивает быстрое открытие кор­пуса на время чистки или ремонта и плотное закрытие на время работы.

Осциллирующий червяк выполнен из стали марки 38ХМЮА и термообработан. Винтовая линия червяка образована из двух резьб — правой резьбы с шагом 90 мм и левой двухзаходной резьбы с шагом 180 мм. Кроме того, в профиле витков произведена подрезка каждого четвертого зуба чер­вяка шагом 120 мм по всей длине червяка и шагом 150 мм каждого удлинен­ного зуба в зоне загрузочной воронки. Между гильзой и внутренней поверх­ностью корпуса вмонтирован коллектор, который предназначен для цирку - лирования теплоносителя. Наружная поверхность витков червяка азоти­рована на глубину 0,4—0,5 мм. При работе червяк осуществляет сложное движение; за один оборот он совершает возвратно-поступательное движение с ходом 45 мм. Скорость вращения червяка может регулироваться бесступен-чато в пределах 25—60,7 об/мин. Для получения вращательного и возвратно-поступательного движения червяк соединен с выходным валом специального редуктора.

Привод червячного смесителя осуществляется от электродвигателя по­стоянного тока через клиноременную передачу и коническо-цилиндрический редуктор. Кинематическая схема привода показана на рис. 16.

Редуктор привода предназначен для осуществления вращательного и возвратно-поступательного движения червяка. Передаточное число вра­щательного движения 9,52. В приведенной схеме быстроходный вал редук­тора соединен с электродвигателем с помощью клиноременной передачи. В практике полимерного машиностроения применяется, кроме того, соедине­ние быстроходного вала редуктора с электродвигателем с помощью предохра­нительной упругой пальцевой муфты со срезающимися штифтами.

Рис. 16. Кинематическая схема привода.

В одночервячных смесителях фирмы «Бусс и К°» (Швейцария) враща­тельное и возвратно-поступательное движение достигается также с помощью коробки передач (редуктора), приведенной на рис.17.

Червяк 1 жесткой муфтой 2 соединен с валом 3, который получает вра­щение от червячного колеса 7, смонтированного в подшипнике скольжения, установленном в разъемном корпусе 5. От осевого перемещения червячное колесо предохраняется стальным упорным кольцом 4. Шейка вала 3 через два радиально-упорных подшипника 6, затянутых гайкой 8, связана с пол­зуном 9, цапфа которого находится в подпятнике 14. Ползун 9 получает воз­вратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости от вала 10 с двумя эксцентриками, на которых смонтированы кулисы 13 и 12, переме­щающиеся в бронзовых направляющих 11 ползуна. Направляющие кре­пятся к щекам ползуна 9. Эксцентриковый вал приводится во вращение чер­вячным колесом 75, находящимся в зацеплении с тем же червяком, что и колесо 7.

Величина эксцентриситета в таких редукторах в зависимости от раз­мера червяка достигает 40 мм, что соответствует перемещению червяка за один ход на 80 мм.

Для сообщения возвратно-поступательного движения червяку в неболь­ших машинах с диаметром червяка около 20—32 мм применяются более простые устройства (рис. 18). Возвратно-поступательное движение червяку 2 сообщается двумя кулачками 7 и 8, закрепленными на червяке шпонками.

Кулачки имеют спиральные канавки трапецеидальной формы с наклоном в разные стороны. В эти кулачки входят два шпинделя 6, смонтированные на радиально-упорных подшипниках и затянутые гайкой 5 в стаканах 4.

1 — червяк; 2 — муфта; 3 — вал; 4 — упорное кольцо; 5 — корпус; б — подшипник; 7 — червячное колесо; 8 — гайка; 9 — ползун; 10 — вал с эксцентриками; 11 — направляющие; 12, 13 — кулисы;14 — подпятник; 75 — червячное колесо

Рис. 17. Коробка передач смесителя с дополнительным возвратно-поступательным движением червяка:

Стаканы ввернуты в корпус 3. Такой способ крепления обеспечивает возмож­ность регулирования положений конусов шпинделей относительно спи­ральных канавок кулачков, что необходимо для устранения излишнего осевого люфта червяка при его возвратно-поступательном движении.

При вращении червяка кулачок 8 перемещает червяк вдоль оси вправо, а кулачок 7 влево. За каждый оборот червяк совершает один двойной ход вдоль оси вращения.

В гребнях витков червяка прорезаны пазы а, сквозь которые при осевом перемещении червяка проходят сухари 1, закрепленные в корпусе цилиндра по всей его длине в соответствии с шагом червяка. За один оборот червяка сухари дважды проходят в пазах витков, чем достигается дополнительное растирание и перемешивание перерабатываемого материала.

Сырье загружается в смеситель через воронку с питающим червяком, а ввод в цилиндр жидких ингредиентов (растворов красителя, пластифика­торов) может быть осуществлен из трубопровода через боковое отверстие в цилиндре.

1 — сухари; 2 — червяк; 3 — корпус; 4 — ста­кан; 5 — гайка; 6 — шпиндель; 7,8 — кулачки; а — пазы

Рис. 18. Устройство для осциллирующего движения червяка небольших смесителей:

Достоинством этих машин является отсутствие в них «мертвых» зон, вследствие чего они пригодны для переработки легко разлагающихся термо­пластичных композиций, а также для пластикации чувствительных к пере­греванию термореактивных масс.