一种非圆截面锯齿状切向销钉的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于橡胶机械加工领域，特别涉及的是一种非圆截面锯齿状切向销钉。该销钉是在传统圆截面销钉的基础上，将销钉的截面设计成长方形，并在销钉上设计有锯齿状凹槽，在销钉的两端设计有销孔。凹槽的存在一方面可以增大胶料与销钉的接触面积，增大摩擦力，对胶料有拖拽作用，保证挤出制品的质量和效率，提高短纤维取向效果、分散度；胶料在流经凹槽时，会形成局部微回流，有提高胶料与填料的混合效果的作用。销孔的存在可以简化安装过程，使安装便捷，节省人力物力并且整体结构显的更为紧凑。
【专利说明】
一种非圆截面锯齿状切向销钉
技术领域
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[0001]本实用新型属于橡胶机械加工领域，特别涉及一种具有提高胶料的混合作用，改善挤出制品质量，增大挤出产量的非圆截面锯齿状切向销钉。
【背景技术】
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[0002]挤出机是橡胶工业极为重要的塑化挤出设备。随着橡胶工业的快速发展，传统的挤出机已经很难满足工业生产的需求;所以为满足需要，人们研制出了销钉式冷喂料挤出机。现有的销钉挤出机以径向销钉挤出机为主，其主要结构为:将销钉沿着机筒圆周方向径向插入螺杆螺纹槽的流场中，每个销钉在轴向都指向螺杆中轴线，每组均呈辐射状分布，随着螺杆转动，径向销钉对流动的胶料进行剪切、搅拌和混流，从而达到胶料塑化效果。但是，在实际生产中发现，连续工作状态下的销钉会有持续磨损甚至断裂的危险，这在安装有多排销钉的挤出机上是个相当严重的问题。径向销钉挤出机还存在自洁性较差、销钉安装复杂等问题。
[0003]为了迎合市场加工的需要，人们进一步提出了切向销钉式挤出机:切向销钉式挤出机以普通径向销钉式冷喂料挤出机为基础，切向销钉由方形机筒的一侧贯穿到机筒的另一侧，且销钉与螺杆、螺槽相切，切向销钉仍延续使用径向销钉的圆截面结构。切向销钉进一步加强了胶料在流动过程中受到的剪切、搅拌和摩擦作用。加工过程中，胶料变成熔体以低剪切速率在螺杆螺纹中穿过销钉流动，切向销钉有摩擦拖曳作用，使胶料逐渐形成连续的粘流体，这样不仅破坏了胶料在挤出过程中的层流和结块现象，同时满足了胶料塑化好、胶温低，设备节能的要求，简化了生产工艺；同时，切向销钉式挤出机的销钉在机筒内以简支梁的形式放置，降低了工作工程中对销钉强度的要求，这在一定程度上降低了挤出机加工过程中的工艺要求，节约了成本。
[0004]随着橡胶行业的发展，切向销钉挤出机在橡胶成产中的优势越加明显，人们对其的研究也越加深入，例如专利“一种混合型销钉机筒冷喂料挤出机(ZL201110025653.1)提供了一种混合型销钉机筒冷喂料挤出机。其中包含有一种圆截面切向销钉，其目的在于与径向销钉配合，以达到提高塑化效果的目的。但是实际加工表明，该挤出机对短纤维的取向效果和分散程度的并没有得到特别有效的改善。这是由于传统上的圆截面切向销钉与胶料的接触面积较小，对胶料的作用力较弱。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的在于克服现有切向销钉式冷喂料挤出机中圆截面销钉的不足，寻求设计一种能够有效提高胶料的塑化、挤出效果的非圆截面锯齿状切向销钉。本发明是将传统圆截面销钉改变成截面为长方形的销钉，并且在销钉的工作区域增加锯齿状凹槽，锯齿状凹槽的存在具有增大胶料与销钉的接触面积，提高了冷却效果，同时增加了胶料与销钉之间的摩擦力，使其拖拽作用增强，提高了挤出量;并且当胶料流经锯齿形凹槽部位时，胶料的体积会随着凹槽形状发生变化，这使得胶料受到的拉伸作用增强，塑化效果增加;凹槽内易形成微回流，强化胶料的混合效果的作用。销钉的两端设计有销钉孔，销孔可以简化安装过程，使安装便捷，节省人力物力并且整体结构显的更为紧凑。
[0006]本发明非圆截面锯齿状切向销钉工作区域的尺寸根据螺杆螺纹的螺距和深度确定。这样可以避免加工过程中非圆截面锯齿状切向销钉与螺杆的干涉情况发生。在满足非圆截面锯齿状切向销钉强度要求的条件下，非圆截面锯齿状切向销钉的数目、工作区域的尺寸、非工作区域的尺寸、锯齿的尺寸应综合考虑实际加工要求以及不干涉螺杆的旋转确定。
【附图说明】
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[0007]图1为本发明中非圆截面锯齿状切向销钉的主视图
[0008]其中:1-销孔，2—左非工作区域，3-工作区域，4一右非工作区域，5—倾斜角，6—锯齿状凹槽
[0009]图2为本发明中非圆截面锯齿状切向销钉的左视图
[0010]图3为本发明中胶料在非圆截面锯齿状切向销钉的流动示意图
[0011]其中箭头的方向为胶料流动的方向
[0012]图4为本发明中非圆截面锯齿状切向销钉排布的截面图
[0013]其中:7—非圆截面锯齿状切向销钉，8—机筒，9一螺杆
【具体实施方式】
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[0014]下面对照附图并结合具体实施方法对本发明做进一步说明。
[0015]本发明提供的是切向销钉冷喂料挤出机的销钉部分，如图1所示该部分是由1-销孔、2—左非工作区域、3-工作区域、4 一右非工作区域、5—倾斜角、6—锯齿状凹槽组成。销钉通过两端的销孔I被固定在机筒8内，图4能展示出销钉与机筒的相对位置，销孔的半径为3mm，销孔圆心距离端面2mm;左非工作区域2和右非工作区域4的尺寸一样，与机筒8上的孔呈过渡配合，其长度为45mm、宽度为7mm、高度为1mm;如图4所示，胶料在挤出机机筒内流动过程中需要穿过非圆截面锯齿状切向销钉7和机筒8、螺杆9共同构成的变体积封闭区域，该区域的体积变化使得胶料受到的拉伸作用增强，塑化效果增加，工作区域3的长度为40mm、宽度为6mm、高度为8mm，其中包括I个锯齿状凹槽6，如图3所示，胶料在流经锯齿状凹槽6时会形成微回流，胶料的混合效果得到加强，锯齿状凹槽的尺寸为:长度为25mm、深度为3mm、宽度为6mm、倾斜角5为30°。
[0016]本发明非圆截面锯齿状切向销钉可以有效的提高胶料与填料的混合效果，保证挤出制品的质量，在不改变挤出机主体结构的前提下，短纤维取向效果、分散度可提高1 %左右，同时胶料在挤出过程中因温度过高而导致的降解和焦烧问题得以有效改善。
【主权项】
1.一种非圆截面锯齿状切向销钉，其特征在于:销钉主体部分包括销孔(I)、左非工作区域(2)、工作区域(3)、右非工作区域(4)、倾斜角(5)、锯齿状凹槽(6)，销钉通过两端的销孔(I)被固定在机筒(8)内；工作区域(3)上有锯齿状凹槽(6)。2.根据权利要求1所述的一种非圆截面锯齿状切向销钉，其特征在于:锯齿状凹槽的倾斜边的切斜角(5)的较佳值为30°。3.根据权利要求1所述的一种非圆截面锯齿状切向销钉，其特征在于:销钉截面为矩形。4.根据权利要求1所述的一种非圆截面锯齿状切向销钉，其特征在于:销钉的左非工作区域(2)和右非工作区域(4)与机筒(8)为过渡配合。
【文档编号】B29C47/36GK205661020SQ201620523759
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】林广义, 刘峰, 于晓东, 赵辉绩, 李天涯, 张士杰, 孔令伟, 高杰
【申请人】青岛科技大学, 西安交通大学