270L密煉機液壓上頂栓的改造實例

郭紅燃，呂明著，梁廣鑫，周仁忠

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

270L密煉機液壓上頂栓的改造實例

Transformation example of 270L mixer hydraulic upper ram

郭紅燃，呂明著，梁廣鑫，周仁忠

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

根據市場需求，對原設備進行測繪，通過具體實例介紹了270L密煉機液壓上頂栓的改造設計方法，得出了最終產設計的上頂栓密煉機要保證壓料、加料及連接座外圍尺寸一致，且外觀美觀的結論。

液壓上頂栓；壓料裝置；壓砣；壓料油缸；加料裝置；加料門；連接座

1 對原設備進行測繪

該用戶原有的上頂栓也是采用液壓驅動的方式，但運行狀況并不穩定，所以才要我廠對該設備進行改造。原設備結構如圖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。我們需要重新設計壓料裝置及加料裝置。我們主要測繪了以下內容：

圖1 用戶廠密煉機上頂栓示意圖

1.1 壓料裝置相關尺寸，主要如下

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

（2） 橫梁上有導向桿，采用位移傳感器傳遞電信號。

（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 加料裝置相關尺寸，主要如下

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

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

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

（4）加料門油缸：加料門油缸的固定方式，固定位置的相關尺寸。

1.3 密煉裝置相關尺寸，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位置尺寸等。

綜合所測的數據，確定密煉機加料通道尺寸L×W，加料裝置高度H，加料門軸高度，如圖2，圖3所示。

圖2 加料通道示意圖

圖3 原設備加料尺寸示意圖

2 新結構的設計

根據測繪所得數據，在保證加料門軸高度D的前提下，結合我公司現有結構特點，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，新設計的結構如圖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。兩個油缸分別安裝在機器的兩側，受力均衡，運行平穩。高壓油進入油缸內推動油缸內的活塞桿運動，活塞桿與橫梁連接，繼而帶動橫梁上下運行。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。本次改造設計主要重新設計壓料油缸、推桿、壓砣及相關附屬結構。

2.1.1 壓料油缸

根據測繪數據，算出壓砣行程為S，并結合我廠常規密煉機所選油缸的要求，參照油缸樣本，計算出油缸行程及缸徑D、活塞桿直徑d等，選定油缸型號。同時因為本機臺的特殊性，還要考慮油缸在安裝上后，是否會與其它結構干涉，及是否會阻礙其它結構的安裝。

圖4 新設計的密煉機上頂栓示意圖

圖5 壓料裝置示意圖

2.1.2 推桿

根據油缸行程及壓砣行程，綜合計算得出推桿的長度。

2.1.3 壓砣

根據加料口尺寸，壓砣與加料通道的間隙留量，計算得出壓砣的外圍尺寸。壓砣內部需要通水冷卻，同時結合以往我廠的密煉機壓砣冷卻通道的設計方法，盡量保證最佳冷卻效果且不影響壓砣使用強度、冷卻孔均勻布置的前提下，重新設計冷卻水通道，如圖6所示。

圖6 壓砣冷卻水道示意圖

如圖7所示，在壓砣四周的滑動面上，裝有可以更換的墊板，可以在不拆卸整機的情況下對墊板進行更換，從而能及時的調整壓砣和滑道之間的間隙，減小沖擊，延長壽命。

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。

因為加料通道尺寸為L×W，即左側板與右側板之間的距離為L，加料門關閉狀態時，后墻與加料門之間的距離為W。又因為加料裝置的高度為H1，與我廠常規設備不同，故整個加料裝置都要進行重新設計。如圖8所示，加料裝置由左、右側板、后墻、加料門、加料門軸等零部件組成，這里主要介紹后墻、左側板、右側板、加料門的設計。

圖8 加料裝置示意圖

2.2.1 后墻

后墻整體都需要重新設計。設計過程中，要注意后墻與左右側板的螺紋孔要相匹配。同時在設計后墻時，還要注意以下兩點：

（1）壓砣維修孔的設計，改孔的作用是在維修壓砣時，方便更換壓砣耐磨條，在設計這個維修孔時，要注意壓砣的高度，及耐磨條的位置。要保證當壓砣固定平穩后，壓砣耐磨條應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，因為這臺上頂栓是舊設備改造，用戶廠的原配置是不更換的，所以在設計這個孔時，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臺一致。該孔在出廠時有壓蓋。

2.2.2 左、右側板

本機臺的左、右側板均需重新設計。在設計左右側板時，主要注意以下幾點：

（1）右側板上設有兩個安全銷：一個是壓砣安全銷，用于固定壓砣。當設備進行維修或停機時，壓砣要提到最高位置，把安全銷插入（這時手柄桿處于水平位置）后，可固定壓砣的位置，以防壓砣落下發生事故；另一個是加料門安全銷，用于固定加料門。當設備進行維修或其它需要保持加料門打開的狀態時，將安全銷插入，固定加料門，阻止加料門意外閉合而有可能造成的人身傷害。

（2）左、右側板各有蓋板蓋住的預置孔，預備投配合劑或維修時用。

（3）右側板上設有兩個接近開關，用于加料門開合狀態的自動控制。

2.2.3 加料門

加料門及其門軸可方便的單獨拆下，維修方便。在設計時，在保證其寬度與加料通道寬度W相匹配的同時，還要盡量保證加料門打開時其頂面的位置尺寸與原設備的尺寸相一致。這樣就可以保證用戶現場的用于投料的輸送皮帶等相關輔助設備不需要進行調整。

2.2.4 加料門油缸

加料門油缸的設計要考慮使用與原設備一致的固定位置，并保證加料門的正常打開和關閉。

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渡。

在本機臺連接座設計時，首先要按照測繪的加料通道的尺寸L×W，重新設計連接座中心開口尺寸，同時因為本機臺要重新安裝在用戶廠原有的密煉裝置上，所以在保證與新設計的加料裝置連接無誤的同時，還要保證和原密煉裝置的連接尺寸保持一致。

3 小結

最終設計的上頂栓密煉機要保證壓料、加料及連接座外圍尺寸一致，外觀美觀。目前，該改造項目已經在用戶廠投產使用，壓砣運行時間不大于5 s，速度較原設備更快，運行穩定無任何問題，用戶反映良好。

（R-03）

NUSIL開發出高強度硅橡膠

新近，NuSil Technology公司開發出一種新型鉑硫化硅橡膠，它是一種高強度、低硬度、高伸長率材料，同時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用領域的設計范圍，如球囊導管，該產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。

該產品的拉伸強度比市場上的現有硅橡膠高50%，同時具有良好的綜合材料性能，柔軟，易彎曲，有助于大幅改進醫用器械的設計。

（燕豐供稿）

TQ330.43

1009-797X（2016）04-0032-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.014

2015-12-29