专利名称：充气节能滚塑机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种中空塑料制品滚塑成型设备，尤其是一种充气节能滚塑机。
背景技术：
目前生产中空塑料滚塑制品的生产工艺，一般采用热塑旋转成型原理，即将定量旋转级塑料粉料加入滚塑模具内，然后通过热源加热滚塑模具，并同时使受热滚塑模具绕X轴和Y轴旋转均匀受热，滚塑模具内的塑料粉料熔融塑化后就会在重力作用下均匀的涂布、粘附于滚塑模具的整个内表面，从而使产品成型，再经冷却定型后，开模即可取出成品。当前生产这种塑料制品的滚塑机具有各种各样的结构，如常用的转塔式多臂滚塑机或独立式多臂滚塑机或穿梭式双臂滚塑机或封闭式摇摆滚塑机或直燃式摇摆滚塑机等，其中独立式多臂滚塑机是一种自动化程度更高的大型滚塑设备，它是由立柱、车架、电路自动控制系统、工作臂、模具安装架和多个加工工位等构成，该滚塑机通常拥有三根或四根工 作臂用于分别悬挂模具安装架，故构成了三臂四工位滚塑机或四臂五工位滚塑机等，其中三根或四根工作臂分别独立安装在三个或四个车架上，当三个或四个车架在电路自动控制系统，即可编程逻辑控制器(PLC)控制下即可绕立柱作独立自由转动，这样一根工作臂进入下一个工位就不会影响其它工作臂的位置和加工过程。上述这种三臂四工位或四臂五工位的独立式多臂滚塑机在整个生产过程中，尤其在滚塑制品最重要的加热和冷却过程中都是不具备自动充气功能的。具体的说就是当工作臂带动滚塑模具进入加热工位的烘箱内加热时，热源仅仅作用于滚塑模具的外表面，而对于滚塑模具内表面却无法实现加热，这样既造成加热时间延长，影响工作效率，也浪费了大量热能，特别是在制作复杂滚塑制品时，如果仅仅依靠滚塑模具外表面的加热，可能会有死角难以被加热，这使得滚塑制品由于加热不均而出现壁厚不均匀的现象，或出现明显缺陷造成滚塑制品报废。而当工作臂带动滚塑模具进入冷却工位的冷却室内冷却时，滚塑模具内无充气加压，容易出现因滚塑制品在热胀冷缩下产生形变而导致的报废。公开的中国专利号为200820167983. 8的“滚塑机”披露了一种在滚塑模具上设有通孔，及通过外接管路分别连接通孔与空气压缩机的滚塑机结构，该结构的主要作用是在滚塑模具冷却时通过空气压缩机对滚塑模具内提供充气增压，使滚塑制品与滚塑模具之间紧密贴合，从而避免滚塑制品在冷却成型过程中产生形变，提高成品率。由于该专利的充气结构设计过于简陋，无法适用于自动化程度较高的独立式多臂滚塑机上使用，例如在滚塑模具进入加热工位的烘箱内加热时，该充气结构显然无法进行正常工作，故存在较大结构缺陷。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种能对滚塑模具内进行自动充气的充气节能滚塑机，该滚塑机的自动充气系统能根据实际使用需要、并在工作臂处于任何工位上都能对滚塑模具内进行充气，而通过该自动充气系统还使得滚塑机具备了缩短加工时间、节约能源、提升滚塑制品质量、提高生产效率等优点。本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现一种充气节能滚塑机，包括安装在地面上的立柱和安装在立柱一侧的车架，该立柱上设有电路自动控制系统，该车架上设有驱动车架围绕立柱作定角度圆周转动的车架电机；所述的车架上还安装有多根圆周分布的工作臂，每根工作臂均包括转动安装在车架上的中空主轴和以轴承支承在中空主轴内的副轴,在每根工作臂的输入端均设有驱动中空主轴转动的主轴电机和驱动副轴转动的副轴电机，每根工作臂的输出端均设有模具安装架；所述的模具安装架包括连接在中空主轴输出端的臂头，该臂头内设有以轴承支承在臂头内的芯轴，该芯轴一端与副轴的输出端之间设有作动力传递的锥齿轮组，芯轴另一端安装有模具盘，所述的立柱上设有分气阀，该分气阀通过一根总气管连接在气泵上；所述的每根工作臂的副轴内均安装有充气管，该充气管以轴承支承在副轴内，每根充气管的输入端均设有密封连接的进气接头，该进气接头通过分气管密封连接在分气阀上，每根充气管的输出
端均与臂头内作密封连通；所述的芯轴内设有出气通道，还设有分别与出气通道、臂头内相连通的出气孔，该出气通道的出气端设置在安装有模具盘的芯轴一端。所述的车架设有四个，该四个车架同时安装在一圆形轨道上；所述的工作臂具有四根，每个车架上均对应设有一根工作臂；所述的立柱安装在圆形轨道的圆心；所述的四个车架上分别设有独立驱动各个车架沿圆形轨道、并围绕立柱作定角度圆周转动的车架电机。所述的相邻两根工作臂的夹角为72°或144°。所述的车架受车架电机驱动沿圆形轨道、并围绕立柱作定角度72°圆周转动。所述的车架周围设有顺着车架转动方向依次设置的装料工位、加热工位、等待工位、冷却工位和脱模工位，所述的加热工位设有烘箱，冷却工位设有冷却室。所述的臂头内设有通气空腔，所述的充气管输出端密封连接在臂头的连接孔内，并与通气空腔相连通。所述的主轴电机与中空主轴之间设有作动力传递的齿轮传动连接结构；副轴电机与副轴之间设有作动力传递的链传动连接结构。所述的中空主轴与车架的安装结构是在车架上设有多个轴承座，每一轴承座内均安装有轴承，所述的中空主轴支承设置在该轴承上。所述的车架外设有围板，所述的工作臂安装在围板上方。所述的电路自动控制系统为可编程逻辑控制器。与现有技术相比，本实用新型主要是在滚塑机上增设有可向滚塑模具内提供自动充气的自动充气系统，该自动充气系统主要是由气泵、总气管、分气阀、分气管、进气接头、充气管、臂头和芯轴等构成，通过增设自动充气系统能使滚塑机根据实际使用需要、并在工作臂处于任何工位上都能对滚塑模具内进行充气，还使得滚塑机具备了缩短加工时间、节约能源、提升滚塑制品质量、提高生产效率等优点。
图I为本实用新型的结构示意图(俯视状态)。图2为本实用新型的结构示意图(侧视状态)。[0021]图3为本实用新型的立体结构示意图。图4为工作臂的结构示意图。图5为图4的A— A剖视图。图6为图5的B处放大图。
具体实施方式
下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。如图I 图6所示，I.车架、2.装料工位、3.气泵、4.加热工位、41.烘箱、5.圆形 轨道、6.分气阀、7.等待工位、8.冷却工位、81.冷却室、9.工作臂、91.进气接头、92.副轴、93.中空主轴、94.臂头、941.通气空腔、95.模具盘、96.充气管、97.锥齿轮组、98.芯轴、981.出气通道、982.出气孔、983.出气端、99.密封环、10.脱模工位、11.车架电机、12.主轴电机、13.副轴电机、14.分气管、15.齿轮传动连接结构、16.链传动连接结构、17.总气管、18.围板、19.立柱、20.轴承座。充气节能滚塑机，如图f图3所示，它是一种四臂五工位的滚塑机结构，其包括安装在地面上的圆形轨道5和安装在地面上并位于圆形轨道圆心处的立柱19 ;所述的圆形轨道5上安装有四个框架式结构的车架I，每个车架上均设有一个车架电机11，该四个车架电机可分别独立驱动对应的各个车架I沿圆形轨道5、并围绕立柱19作定角度72°的圆周转动；所述的立柱19上设有电路自动控制系统，即可编程逻辑控制器(PLC)，它可用于控制滚塑机上各自动化兀件的顺序工作，立柱19上还设有一个分气阀6。所述的四个车架I外围设有围板18，四个车架I上分别设有结构完全相同并位于围板上方的工作臂9，每一工作臂均由如图4、图5所示的中空主轴93和设置在中空主轴内的副轴92等构成，所述的中空主轴93支承在两个轴承上，该两个轴承分别安装在与车架I相固定的两个轴承座20内，故中空主轴93可进行自由转动；所述的副轴92通过两个轴承支承在中空主轴93内，在副轴内还设有以两个轴承作支承转动的充气管96，故副轴92、充气管96均可进行自由转动；所述的每根充气管96的输入端均设有密封连接的进气接头91，该进气接头再通过分气管14密封连接在立柱19上的分气阀6上，同时该分气阀还通过一根总气管17连接在外置气泵3上，并通过气泵提供气源。所述的车架I上还安装有主轴电机12和副轴电机13，该主轴电机通过齿轮传动连接结构15与中空主轴93作传动连接，进而驱动中空主轴形成转动，副轴电机13通过链传动连接结构16与副轴92作传动连接，进而驱动副轴形成转动。所述的每根工作臂9的输出端均设有模具安装架，该模具安装架包括如图6所示以螺钉连接固定在中空主轴93输出端的臂头94，故受中空主轴转动可带动臂头形成X轴转动；所述的臂头94内设有以两个轴承支承在臂头内的芯轴98，还设有两个分别相邻设置在两个轴承内侧的密封环99，故在芯轴98与臂头94之间即可形成密封的通气空腔941 ;所述的每根副轴92内的充气管96输出端均螺纹连接在臂头94上的连接孔内，并使得充气管与臂头内的通气空腔941形成密封连通；所述的芯轴98是与工作臂9呈垂直状态的安装关系，该芯轴一端与副轴92的输出端之间设有作动力传递的锥齿轮组97，故受副轴转动可带动芯轴98形成Y轴转动，芯轴另一端安装有模具盘95，该模具盘上用于安装滚塑模具；所述的芯轴98内设有沿芯轴轴心方向设置的出气通道981，还设有分别与出气通道、臂头94内的通气空腔941相连通的出气孔982，该出气通道的出气端983设置在安装有模具盘95的芯轴98 —端，故可直接与滚塑模具内相连通；安装有锥齿轮的芯轴98另一端的出气通道作密封封闭。所述的四个车架I周围还设有顺着车架转动方向依次设置的装料工位2、加热工位4、等待工位7、冷却工位8和脱模工位10，其中的装料工位2、等待工位7、冷却工位8和脱模工位10均设计为敞开式，在工作臂9转动后即可进入，该冷却工位8设有冷却室81，主要采用水冷和风冷的冷却方式，而加热工位4设有烘箱41，该烘箱采用自动移门结构，它在工作臂9转入或转出时均能实现自动启闭。当通过立柱19上的电路自动控制系统操纵各个工作臂9分别在各个工位上转动停留，即可依次完成装料、加热、等待、冷却和脱模的整套动作过程。该滚塑制品的具体生产工艺过程如下将位于装料工位2上的滚塑模具内加入塑料粉料；然后该装有塑料粉料的滚塑模具通过工作臂9转动进入加热工位4的烘箱41内进行加热，这样，滚塑模具内的塑料粉料在重力和加热作用下逐渐熔融、并均匀涂覆粘结在滚 塑模具内表面，从而形成所需滚塑制品形状；接着通过工作臂9将加热成型的滚塑模具转动并依次进入等待工位7和冷却工位8的冷却室81进行冷却成型，最后工作臂9将冷却成型的滚塑模具转动至脱模工位10脱下成型滚塑制品。在上述加热工位4的加热过程、等待工位7的等待过程和冷却工位8的冷却过程中，都需要主轴电机12和副轴电机13同时启动以驱动滚塑模具形成X轴和Y轴的转动，使得滚塑模具的加热过程和冷却过程较为均匀。所述滚塑制品的生产工艺过程也是一个循环的工作过程，即当装料工位2上加好塑料粉料的滚塑模具通过工作臂9转动进入加热工位4进行加热时，原先位于脱模工位10上脱下成型滚塑制品的滚塑模具又会在工作臂9转动下同步进入到装料工位2进行新滚塑制品的装料，这种生产方式能充分合理的利用烘箱41内的热能，既可节约能源，又能生产出优秀滚塑制品。由于四条工作臂9能依次位于五个工位上并形成不同工作状态，它能对烘箱41中的热能进行充分利用，且保证了烘箱内总有被加热的滚塑模具，避免冷却、脱模、装料的等待时间，而且滚塑模具在冷却室81内的时间也得到缩短，在加热工位2与冷却工位8之间再间隔设置一个等待工位7后，能使加热后的滚塑模具预先进行自然风冷，再进入冷却室81进行水冷和风冷，故能极大节约冷却时间，节省电能，提高工作效率。所述的充气节能滚塑机中的气泵3、总气管17、分气阀6、分气管14、进气接头91、充气管96、臂头94和芯轴98也共同构成了滚塑机内的一套完整的自动充气系统，其工作方式为启动气泵3将气体通过总气管17输入分气阀6内，再通过分气阀、分气管14和进气接头91分别将气体输入四根副轴92内的充气管96内，然后该气体可依次进入臂头94的通气空腔941、芯轴98的出气孔982和芯轴的出气通道981内，最后通过出气通道的出气端983进入滚塑模具内。这套自动充气系统主要是在工作臂9进入加热工位4或冷却工位8时才启动。当工作臂9进入加热工位4时，滚塑模具在烘箱41内加热，相应的工作臂9也同时被加热，此时启动气泵3提供气体，并使得通过工作臂9进入滚塑模具内的气体也被同步加热成热气体，因此，滚塑模具内的塑料粉料在受到来至外界加热的同时，还可通过内部的热气体也形成加热，这种双重加热方式能更好实现塑料粉料的快速熔融，极大缩短了加热时间，使得节能效果提高到50%以上。尤其是当制作复杂滚塑制品时，如果单单依靠滚塑模具外表面的加热，可能会存在加热死角，这往往导致滚塑制品由于加热不均而出现壁厚不均匀的现象，或出现明显缺陷而造成滚塑制品报废。而通过热气体进入滚塑模具内，可对难以加热的死角进行直吹，使之达到滚塑模具内的物料温度相同，从而生产出优秀的滚塑制品。而且根据实际工作需要还可在滚塑模具与芯轴98之间再增设有一段波纹管，以提高气体加热温度，该设计没有改变传统滚塑机的加热热源，只是把传统设计中的热源进行充分利用，并达到节能、高效的目的。当工作臂9进入冷却工位8时，启动自动充气系统的目的主要是给滚塑模具内加压，用于防止滚塑制品在热胀冷缩下产生形变而导致报废。本实用新型通常是将相邻两根工作臂9的夹角设计为72°或144°，如本实施例图I所示的四根工作臂设计位置为位于冷却工位8的工作臂与位于脱模工位10的工作臂之间、位于脱模工位10的工作臂与位于装料工位2的工作臂之间、位于装料工位2的工作臂与位于加热工位4的工作臂之间的夹角均为72°，而此时等待工位7中正好无工作臂，位于加热工位4的工作臂与位于冷却工位8的工作臂之间的夹角为144°。当然，相邻两个工作臂9之间的夹角也不会完全按照本实施例的图I所示位置定型，而是能根据工作需要随时进行调整。例如，当位于加热工位4的工作臂9已完成加热而位于装料工位2的工作臂9还未完成装料时，也可通过车架电机11提前将位于加热工位4的工作臂9转动72°到等待工位7中，此时位于加热工位4的工作臂与位于冷却工位8的工作臂之间的夹角为72°，而位于装料工位2的工作臂与位于加热工位4的工作臂之间的夹角反而为144°，同理，其他工位的工作臂9也可根据实际工作需要进行这种调整，该调整动作主要通过分别安装在每个车架I上的车架电机11独立驱动每个车架形成定角度72°的圆周转动来实现的，这种车架I的转动设计结构操作较为灵活、也更符合实际工作的需要。
权利要求1.一种充气节能滚塑机，包括安装在地面上的立柱(19)和安装在立柱一侧的车架(O,该立柱上设有电路自动控制系统，该车架(I)上设有驱动车架围绕立柱(19)作定角度圆周转动的车架电机(11);所述的车架(I)上还安装有多根圆周分布的工作臂(9)，每根工作臂均包括转动安装在车架(I)上的中空主轴(93)和以轴承支承在中空主轴内的副轴(92)，在每根工作臂(9)的输入端均设有驱动中空主轴(93)转动的主轴电机(12)和驱动副轴(92)转动的副轴电机(13)，每根工作臂(9)的输出端均设有模具安装架；所述的模具安装架包括连接在中空主轴(93)输出端的臂头(94)，该臂头内设有以轴承支承在臂头内的芯轴(98)，该芯轴一端与副轴(92)的输出端之间设有作动力传递的锥齿轮组(97)，芯轴另一端安装有模具盘(95)，其特征在于所述的立柱(19)上设有分气阀(6)，该分气阀通过一根总气管(17)连接在气泵(3)上；所述的每根工作臂(9)的副轴(92)内均安装有充气管(96)，该充气管以轴承支承在副轴(92)内，每根充气管(96)的输入端均设有密封连接的进气接头(91)，该进气接头通过分气管(14 )密封连接在分气阀(6 )上，每根充气管(96 )的输出端均与臂头(94)内作密封连通；所述的芯轴(98)内设有出气通道(981)，还设有分别与出气通道、臂头(94)内相连通的出气孔(982)，该出气通道的出气端(983)设置在安装有模具盘(95)的芯轴(98)—端。
2.根据权利要求I所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的车架(I)设有四个，该四个车架同时安装在一圆形轨道(5)上；所述的工作臂(9)具有四根，每个车架(I)上均对应设有一根工作臂(9);所述的立柱(19)安装在圆形轨道(5)的圆心；所述的四个车架(I)上分别设有独立驱动各个车架(I)沿圆形轨道(5)、并围绕立柱(19)作定角度圆周转动的车架电机(11)。
3.根据权利要求2所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的相邻两根工作臂(9)的夹角为72°或144°。
4.根据权利要求2所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的车架(I)受车架电机(11)驱动沿圆形轨道(5)、并围绕立柱(19)作定角度72°圆周转动。
5.根据权利要求I所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的车架(I)周围设有顺着车架转动方向依次设置的装料工位(2 )、加热工位(4)、等待工位(7 )、冷却工位(8 )和脱模工位(10 )，所述的加热工位(4 )设有烘箱(41)，冷却工位(8 )设有冷却室(81)。
6.根据权利要求I所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的臂头(94)内设有通气空腔(941)，所述的充气管(96)输出端密封连接在臂头(94)的连接孔内，并与通气空腔(941)相连通。
7.根据权利要求I所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的主轴电机(12)与中空主轴(93)之间设有作动力传递的齿轮传动连接结构(15);副轴电机(13)与副轴(92)之间设有作动力传递的链传动连接结构(16)。
8.根据权利要求I所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的中空主轴(93)与车架(I)的安装结构是在车架上设有多个轴承座(20)，每一轴承座内均安装有轴承，所述的中空主轴(93)支承设置在该轴承上。
9.根据权利要求I所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的车架(I)外设有围板(18)，所述的工作臂(9)安装在围板(18)上方。
10.根据权利要求I所述的充气节能滚塑机，其特征在于所述的电路自动控制系统为可编程逻辑 控制器。
专利摘要本实用新型公开的是一种充气节能滚塑机，属于一种利用热塑旋转成型原理进行中空塑料制品滚塑成型的设备，由立柱、车架、电路自动控制系统、工作臂、模具安装架和多个加工工位等构成，其特征主要是在滚塑机上增设有可向滚塑模具内提供自动充气的自动充气系统，该自动充气系统主要是由气泵、总气管、分气阀、分气管、进气接头、充气管、臂头和芯轴等构成，通过增设自动充气系统能使滚塑机根据实际使用需要、并在工作臂处于任何工位上都能对滚塑模具内进行充气，还使得滚塑机具备了缩短加工时间、节约能源、提升滚塑制品质量、提高生产效率等优点。
文档编号B29C41/04GK202716406SQ20122034974
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者孙罗娇, 罗宏宇, 宋蕊, 王晓平, 黄天才 申请人:孙罗娇