270L密煉機(jī)液壓上頂栓的改造實(shí)例

郭紅燃，呂明著，梁廣鑫，周仁忠

（青島科技大學(xué)高性能聚合物及成型技術(shù)教育部工程研究中心，山東 青島 266042）

270L密煉機(jī)液壓上頂栓的改造實(shí)例

Transformation example of 270L mixer hydraulic upper ram

郭紅燃，呂明著，梁廣鑫，周仁忠

（青島科技大學(xué)高性能聚合物及成型技術(shù)教育部工程研究中心，山東 青島 266042）

根據(jù)市場(chǎng)需求，對(duì)原設(shè)備進(jìn)行測(cè)繪，通過(guò)具體實(shí)例介紹了270L密煉機(jī)液壓上頂栓的改造設(shè)計(jì)方法，得出了最終產(chǎn)設(shè)計(jì)的上頂栓密煉機(jī)要保證壓料、加料及連接座外圍尺寸一致，且外觀美觀的結(jié)論。

液壓上頂栓；壓料裝置；壓砣；壓料油缸；加料裝置；加料門(mén)；連接座

1 對(duì)原設(shè)備進(jìn)行測(cè)繪

該用戶原有的上頂栓也是采用液壓驅(qū)動(dòng)的方式，但運(yùn)行狀況并不穩(wěn)定，所以才要我廠對(duì)該設(shè)備進(jìn)行改造。原設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括壓料裝置及加料裝置，直接將加料裝置安裝在密煉裝置上。我們需要重新設(shè)計(jì)壓料裝置及加料裝置。我們主要測(cè)繪了以下內(nèi)容：

圖1 用戶廠密煉機(jī)上頂栓示意圖

1.1 壓料裝置相關(guān)尺寸，主要如下

（1） 壓料油缸：活塞桿未伸出時(shí)，油缸最小長(zhǎng)度；活塞桿伸出油缸缸筒處的軸徑。

（2） 橫梁上有導(dǎo)向桿，采用位移傳感器傳遞電信號(hào)。

（3）壓砣：壓料裝置上方，活塞桿上端有連接水管彎頭，以判定壓砣需要通水冷卻。

1.2 加料裝置相關(guān)尺寸，主要如下

（1）左、右側(cè)板：主要測(cè)量了其高度，面板上用于維修壓砣的開(kāi)口尺寸、開(kāi)口處連接尺寸，左、右側(cè)板上壓砣安全銷(xiāo)的位置尺寸。左、右側(cè)板之間的距離。加料門(mén)軸至密煉室上平面的高度。

（2）后墻：測(cè)量了高度、寬度，后墻上用于添加炭黑等粉料的開(kāi)口尺寸及開(kāi)口連接尺寸。

（3）加料門(mén)：加料門(mén)打開(kāi)位置，加料門(mén)打開(kāi)后頂面至密煉室上平面的距離，頂面與側(cè)板邊緣間距離。

（4）加料門(mén)油缸：加料門(mén)油缸的固定方式，固定位置的相關(guān)尺寸。

1.3 密煉裝置相關(guān)尺寸，主要如下

（1） 密煉裝置上加料通道尺寸。

（2） 與加料裝置連接尺寸（包括螺釘位置及螺釘尺寸等）。

（3）邊支架上壓砣安全銷(xiāo)位置尺寸等。

綜合所測(cè)的數(shù)據(jù)，確定密煉機(jī)加料通道尺寸L×W，加料裝置高度H，加料門(mén)軸高度，如圖2，圖3所示。

圖2 加料通道示意圖

圖3 原設(shè)備加料尺寸示意圖

2 新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)測(cè)繪所得數(shù)據(jù)，在保證加料門(mén)軸高度D的前提下，結(jié)合我公司現(xiàn)有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將原加料裝置高度H分解為加料裝置高度H1和連接座高度H2。因此，新設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括壓料裝置、加料裝置和連接座三部分組成。

2.1 壓料裝置

如圖5所示，壓料裝置主要由壓砣、上頂栓推桿、油缸、橫梁、架子和連接座等零件組成。兩個(gè)油缸分別安裝在機(jī)器的兩側(cè)，受力均衡，運(yùn)行平穩(wěn)。高壓油進(jìn)入油缸內(nèi)推動(dòng)油缸內(nèi)的活塞桿運(yùn)動(dòng)，活塞桿與橫梁連接，繼而帶動(dòng)橫梁上下運(yùn)行。橫梁又與推桿相連的壓砣把加料口處膠料推壓到密煉室里。本次改造設(shè)計(jì)主要重新設(shè)計(jì)壓料油缸、推桿、壓砣及相關(guān)附屬結(jié)構(gòu)。

2.1.1 壓料油缸

根據(jù)測(cè)繪數(shù)據(jù)，算出壓砣行程為S，并結(jié)合我廠常規(guī)密煉機(jī)所選油缸的要求，參照油缸樣本，計(jì)算出油缸行程及缸徑D、活塞桿直徑d等，選定油缸型號(hào)。同時(shí)因?yàn)楸緳C(jī)臺(tái)的特殊性，還要考慮油缸在安裝上后，是否會(huì)與其它結(jié)構(gòu)干涉，及是否會(huì)阻礙其它結(jié)構(gòu)的安裝。

圖4 新設(shè)計(jì)的密煉機(jī)上頂栓示意圖

圖5 壓料裝置示意圖

2.1.2 推桿

根據(jù)油缸行程及壓砣行程，綜合計(jì)算得出推桿的長(zhǎng)度。

2.1.3 壓砣

根據(jù)加料口尺寸，壓砣與加料通道的間隙留量，計(jì)算得出壓砣的外圍尺寸。壓砣內(nèi)部需要通水冷卻，同時(shí)結(jié)合以往我廠的密煉機(jī)壓砣冷卻通道的設(shè)計(jì)方法，盡量保證最佳冷卻效果且不影響壓砣使用強(qiáng)度、冷卻孔均勻布置的前提下，重新設(shè)計(jì)冷卻水通道，如圖6所示。

圖6 壓砣冷卻水道示意圖

如圖7所示，在壓砣四周的滑動(dòng)面上，裝有可以更換的墊板，可以在不拆卸整機(jī)的情況下對(duì)墊板進(jìn)行更換，從而能及時(shí)的調(diào)整壓砣和滑道之間的間隙，減小沖擊，延長(zhǎng)壽命。

圖7 壓砣耐磨條示意圖

2.2 加料裝置

加料裝置的主要功能：供操作者將膠料、配合劑加入密煉室中。

因?yàn)榧恿贤ǖ莱叽鐬長(zhǎng)×W，即左側(cè)板與右側(cè)板之間的距離為L(zhǎng)，加料門(mén)關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，后墻與加料門(mén)之間的距離為W。又因?yàn)榧恿涎b置的高度為H1，與我廠常規(guī)設(shè)備不同，故整個(gè)加料裝置都要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。如圖8所示，加料裝置由左、右側(cè)板、后墻、加料門(mén)、加料門(mén)軸等零部件組成，這里主要介紹后墻、左側(cè)板、右側(cè)板、加料門(mén)的設(shè)計(jì)。

圖8 加料裝置示意圖

2.2.1 后墻

后墻整體都需要重新設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意后墻與左右側(cè)板的螺紋孔要相匹配。同時(shí)在設(shè)計(jì)后墻時(shí)，還要注意以下兩點(diǎn)：

（1）壓砣維修孔的設(shè)計(jì)，改孔的作用是在維修壓砣時(shí)，方便更換壓砣耐磨條，在設(shè)計(jì)這個(gè)維修孔時(shí)，要注意壓砣的高度，及耐磨條的位置。要保證當(dāng)壓砣固定平穩(wěn)后，壓砣耐磨條應(yīng)處于維修孔大約中間的位置，方便耐磨條的順利拆卸及安裝。

（2）炭黑輸送裝置連接孔，因?yàn)檫@臺(tái)上頂栓是舊設(shè)備改造，用戶廠的原配置是不更換的，所以在設(shè)計(jì)這個(gè)孔時(shí)，孔的大小尺寸、以及孔與炭黑輸送裝置的螺紋連接孔尺寸要保證和原機(jī)臺(tái)一致。該孔在出廠時(shí)有壓蓋。

2.2.2 左、右側(cè)板

本機(jī)臺(tái)的左、右側(cè)板均需重新設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)左右側(cè)板時(shí)，主要注意以下幾點(diǎn)：

（1）右側(cè)板上設(shè)有兩個(gè)安全銷(xiāo)：一個(gè)是壓砣安全銷(xiāo)，用于固定壓砣。當(dāng)設(shè)備進(jìn)行維修或停機(jī)時(shí)，壓砣要提到最高位置，把安全銷(xiāo)插入（這時(shí)手柄桿處于水平位置）后，可固定壓砣的位置，以防壓砣落下發(fā)生事故；另一個(gè)是加料門(mén)安全銷(xiāo)，用于固定加料門(mén)。當(dāng)設(shè)備進(jìn)行維修或其它需要保持加料門(mén)打開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，將安全銷(xiāo)插入，固定加料門(mén)，阻止加料門(mén)意外閉合而有可能造成的人身傷害。

（2）左、右側(cè)板各有蓋板蓋住的預(yù)置孔，預(yù)備投配合劑或維修時(shí)用。

（3）右側(cè)板上設(shè)有兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)，用于加料門(mén)開(kāi)合狀態(tài)的自動(dòng)控制。

2.2.3 加料門(mén)

加料門(mén)及其門(mén)軸可方便的單獨(dú)拆下，維修方便。在設(shè)計(jì)時(shí)，在保證其寬度與加料通道寬度W相匹配的同時(shí)，還要盡量保證加料門(mén)打開(kāi)時(shí)其頂面的位置尺寸與原設(shè)備的尺寸相一致。這樣就可以保證用戶現(xiàn)場(chǎng)的用于投料的輸送皮帶等相關(guān)輔助設(shè)備不需要進(jìn)行調(diào)整。

2.2.4 加料門(mén)油缸

加料門(mén)油缸的設(shè)計(jì)要考慮使用與原設(shè)備一致的固定位置，并保證加料門(mén)的正常打開(kāi)和關(guān)閉。

2.3 連接座

連接座的功能：密煉裝置與加料裝置間的連接過(guò)渡。

在本機(jī)臺(tái)連接座設(shè)計(jì)時(shí)，首先要按照測(cè)繪的加料通道的尺寸L×W，重新設(shè)計(jì)連接座中心開(kāi)口尺寸，同時(shí)因?yàn)楸緳C(jī)臺(tái)要重新安裝在用戶廠原有的密煉裝置上，所以在保證與新設(shè)計(jì)的加料裝置連接無(wú)誤的同時(shí)，還要保證和原密煉裝置的連接尺寸保持一致。

3 小結(jié)

最終設(shè)計(jì)的上頂栓密煉機(jī)要保證壓料、加料及連接座外圍尺寸一致，外觀美觀。目前，該改造項(xiàng)目已經(jīng)在用戶廠投產(chǎn)使用，壓砣運(yùn)行時(shí)間不大于5 s，速度較原設(shè)備更快，運(yùn)行穩(wěn)定無(wú)任何問(wèn)題，用戶反映良好。

（R-03）

NUSIL開(kāi)發(fā)出高強(qiáng)度硅橡膠

新近，NuSil Technology公司開(kāi)發(fā)出一種新型鉑硫化硅橡膠，它是一種高強(qiáng)度、低硬度、高伸長(zhǎng)率材料，同時(shí)還保持了良好的滯后或拉伸永久變形。

這種綜合性能拓展了高性能醫(yī)用領(lǐng)域的設(shè)計(jì)范圍，如球囊導(dǎo)管，該產(chǎn)品要求球囊必須易于充氣，不破裂，而且必須能夠完全放氣以便于取出。

該產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度比市場(chǎng)上的現(xiàn)有硅橡膠高50%，同時(shí)具有良好的綜合材料性能，柔軟，易彎曲，有助于大幅改進(jìn)醫(yī)用器械的設(shè)計(jì)。

（燕豐供稿）

TQ330.43

1009-797X（2016）04-0032-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.014

2015-12-29