一种开炼机或压延机辊筒及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及开炼机及压延机技术领域，具体涉及一种开炼机或压延机辊筒，以及 一种开炼机或压延机辊筒的制造方法。
【背景技术】
[0002] 开炼机和压延机是橡胶加工领域的重要设备，应用广泛，开炼机主要应用于胶料 的混炼，压延机对混炼好的胶料进行压实、延展，辊筒为开炼机和压延机的主要零部件，在 工作中会受到胶料的腐蚀和摩擦作用以及较大的横压力，为保证制品的加工精度，要求辊 筒必须要有足够大的强度、刚度以及较高的表面硬度和耐磨性。根据不同的工艺要求，辊筒 在碾压胶料时需要对胶料进行加热或降温。由于在胶料和辊筒的相互作用过程中会产生大 量的热量，温度过高会影响胶料的质量和性能，因此需要辊筒具有良好的冷却降温效果。
[0003] 现有技术中，在辊筒内设置介质流道来对胶料进行加热或降温，传统的开炼机或 压延机中的辊筒多采用中空式和钻孔式两种温控方式，材质多为冷硬铸铁，表面硬度大，耐 磨性好，但是存在以下缺陷：一、冷硬铸铁材料的脆性大，内部韧性差，强度不足，当横压力 较大时容易发生断裂;二、冷硬铸铁制作的辊筒弹性模量较小，刚性差，在横压力作用下变 形量较大;三、中空式辊筒热交换效果差，钻孔式辊筒需要加工深孔和斜孔，加工难度大、加 工成本高，冷却效果一般，不能保证辊筒温度分布的均匀性，且整体式结构限制了加工传热 效果更好的水道的可行性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种表面耐磨性好、刚性好、强度高、换热效果明显、温度分 布均匀的开炼机或压延机辊筒以及辊筒的制造方法。
[0005] 本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
[0006] -种开炼机或压延机辊筒，包括套设在一起的辊筒轴芯、辊筒外套，所述辊筒外套 为冷硬铸铁材质或合金冷硬铸铁材质，表层为白口层，硬度高，耐磨性好，可以承受在炼胶 过程中胶料的摩擦力与腐蚀作用。所述辊筒轴芯为45钢材质或40Cr材质或40MnB材质，强度 大，刚性好，可以保证在辊筒承受较大横压力时不会断裂，查阅国家标准可知，铸铁、合金冷 硬铸铁的弹性模量为110~160GPa，45钢、40Cr或40MnB的弹性模量为200~210GPa，因此使 用45钢、40Cr或40MnB做轴芯可以显著减小辊筒在受力时的弯曲变形量。
[0007] 如上所述的开炼机或压延机辊筒，所述辊筒轴芯的轴心处设有通孔作为主流道， 通孔内设有进液管和分流回流装置;所述辊筒外套与辊筒轴芯之间设有开设在辊筒外套上 的两条介质流道，介质流道通过分流回流装置与主流道连通;所述分流回流装置包括套设 在进液管外表面的两个第一密封件、开设在进液管上并位于两个第一密封件之间的出液 孔、固定在第一密封件上的出液管，两个第一密封件将主流道分隔出一个空腔，出液管依次 穿过两个第一密封件从而连通空腔两侧的主流道;两条介质流道的进液口分别与进液管的 出口及进液管上的出液孔连通。相对于介质流道的进液口位置而言，出液口的位置没有具 体限制，只要设置在进液口的远端即可，保证介质同时从两端流入，双向流动，换热均匀，换 热效果好。辊筒结构简单，内腔通孔数量少，可以保证辊筒有足够的机械强度和刚度。该辊 筒在保证机械强度的前提下，可以改变内管管径大小、通孔的数量、大小及介质进出口的大 小，控制加热冷却介质的流量，进而影响加热、冷却效果。将介质流道设在辊筒外套上，与胶 料距离比较贴近，换热效果好。
[0008] 同时，根据实际生产需要，可以在通孔需要的位置设置分流回流装置，分流回流装 置的数量可以设置一个，也可以设置数个;分流回流装置的设置可以将介质流道的进液口、 出液口灵活放置，如此可以实现两条介质流道，介质同时从两端流入，双向流动，保证了辊 筒温度的均匀性，降低了因温度引起的应力变形，解决了介质进出温差大，加热、冷却不均 匀，并影响产品的质量和产量的问题。
[0009] 如上所述的开炼机或压延机辊筒，所述介质流道为螺旋介质流道;辊筒外套的内 表面开设有两条沿辊筒外套的一端螺旋环绕至另一端的换热槽，每条换热槽分别与辊筒轴 芯的外表面配合形成一条螺旋介质流道，两条螺旋介质流道平行设置。两条换热槽互不干 涉，平行分布，螺距间隔大小一致。且换热槽为矩形截面换热槽。
[0010] 如上所述的开炼机或压延机辊筒，靠近进液管出口侧的进液管外表面上套设有第 二密封件。第二密封件与通孔配合进行密封，防止换热完的介质进入该空腔。
[0011] 如上所述的开炼机或压延机辊筒，所述辊筒轴芯的一端与旋转接头连接，用于进 液和排液，辊筒轴芯的另一端密封。
[0012] 如上所述的开炼机或压延机辊筒，所述辊筒外套与辊筒轴芯通过热装方式过盈配 合连接。
[0013] 如上所述的开炼机或压延机辊筒，所述辊筒轴芯的外表面设有密封胶，防止介质 泄漏。
[0014] -种开炼机或压延机辊筒的制造方法，包括以下步骤：
[0015] (1)加工辊筒外套：由铸造方法获得辊筒外套的毛坯，先进行粗加工，然后对其内 表面需要与辊筒轴芯相配合的部分进行精加工，在其内表面加工换热槽；
[0016] (2)加工辊筒轴芯：由铸造方法获得毛坯，先对毛坯进行预加工，包括校正、切端面 和在轴心处钻通孔，然后粗加工通孔和辊筒轴芯的外表面，并沿辊筒轴芯的径向钻孔将换 热槽与通孔连通，之后辊筒轴芯进行调制处理；
[0017] (3)装配辊筒外套与辊筒轴芯:辊筒外套与辊筒轴芯采用过盈配合，采用热装的方 式装配；
[0018] (4)对整体辊筒进行最后的加工，包括辊面的精加工和轴肩等其他部位的车削加 工。
[0019] 如上所述的开炼机或压延机辊筒的制造方法，所述热装的方式包括:辊筒外套采 用油浴加热，全部浸没在油液中，加热油温依据油液的牌号和经验公式〖=/。十算， a乂 I 式中如』、3()、(1、1分别为环境温度、轴与孔的过盈量、加热后轴与孔的间隙量、工件线性膨胀 系数和被加热孔的内径;$昆筒外套1加热到预定温度后，取出立即装配，并一次装配在辊筒 轴芯的预定位置上，中间不得停顿，装配前辊筒轴芯表面涂密封胶，装配完成后自然冷却。
[0020] 其中，所述辊筒外套与辊筒轴芯配合的尺寸公差为基孔制H7r6。
[0021] 本发明能够产生的有益效果:辊筒外套与轴芯采用不同的材质制造，集中了两种 材料的优点，在保证辊筒表面硬度的同时提高了辊筒整体的刚度，减小了辊筒的弯曲变形 量，保证了加工精度，同时由于采用组合式设计，降低了换热槽的加工难度和成本;介质由 辊筒两端进入，两端流出，介质相向流动，相邻介质流道之间介质流向相反，可使辊温温差 变小，辊温表面温度相近保证了压延机或开炼机筒体工作面的加热或冷却均匀，解决了辊 温温差大，加热、冷却不均匀的问题，提高了辊筒的换热效果和温度分布的均匀性;介质流 道设在辊筒外套上，贴近胶料，换热效果好。
【附图说明】
[0022] 附图1为开炼机或压延机辊筒的结构示意图。
[0023]附图2是介质流向示意图。
[0024]其中：1.辊筒外套，2.辊筒轴芯，3.旋转接头，4.第一出液口，5 .第二进液口，6.第 一螺旋介质流道，7.第二螺旋介质流道，8.密封胶层，9.第二出液口，10.第三密封件，11.法 兰盘，12.螺栓，13 .第一进液口，14.第一密封件，15 .出液管，16 .进液管，17 .第二密封件； 18、通孔;19、出液孔。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图1~2对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0026] 如图1所示，一种开炼机或压延机辊筒，包括套设在一起的辊筒轴芯2、辊筒外套1， 辊筒外套1为冷硬铸铁材质或合金冷硬铸铁材质，表层为白口层。辊筒轴芯2为45钢材质或 40Cr材质或40MnB材质。辊筒外套1与辊筒轴芯2通过热装方式过盈配合连接。辊筒轴芯2的 外表面设有密封胶，如图所示的密封胶层8，用于防止介质泄漏。
[0027] 辊筒轴芯2的轴心处设有通孔18作为主流道，通孔18内设有进液管16和分流回流 装置，，辊筒外套1的内表面开设有两条沿辊筒外套1的一端螺旋环绕至另一端的换热槽，每 条换热槽分别与辊筒轴芯2的外表面配合形成一条螺旋介质流