一种开炼机或压延机辊筒的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一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，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，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。辊筒外套为冷硬铸铁材质或合金冷硬铸铁材质，辊筒轴芯为45钢材质或40Cr材质或40MnB材质。本实用新型所述的辊筒表面耐磨性好、刚性好、强度高、换热效果明显、温度分布均匀。
【专利说明】
一种开炼机或压延机辊筒
技术领域
[0001] 本实用新型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。
【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，多采用在辊筒内设置介质流道的方式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。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型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。
[0005] 本实用新型为了实现上述目的，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。
[0007] 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。
[0008] 如上所述的开炼机或压延机辊筒，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。
[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] 本实用新型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】
[0015] 附图1为开炼机或压延机辊筒的结构示意图。
[0016] 附图2是介质流向示意图。
[0017]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】
[0018]下面结合附图1~2对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0019] 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。
[0020] 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道，分别为第一螺旋介质流 道6和第二螺旋介质流道7，两条螺旋介质流道平行设置，互不干涉，平行分布，螺距间隔大 小一致。换热槽为矩形截面换热槽。两条螺旋介质流道均通过分流回流装置与主流道连通。 辊筒轴芯2的一端与旋转接头3连接，用于进液和排液，辊筒轴芯2的另一端设有法兰盘11， 法兰盘11通过螺栓12固定在辊筒轴芯2上并用第三密封件10进行密封。
[0021] 分流回流装置包括套设在进液管16外表面的两个第一密封件14、开设在进液管16 上并位于两个第一密封件14之间的出液孔19、固定在第一密封件14上的出液管15。两个第 一密封件14将主流道分隔出一个空腔，第二螺旋介质流道7的第二进液口 5与该空腔连通， 进液管16中的液体从出液孔19渗出进入该空腔，然后通过第二进液口 5进入第二螺旋介质 流道7，最后从第二出液口 9流出，优选的，第二出液口位于第一密封件14和右侧的第二密封 件17之间并靠近第二密封件17侧。出液管15依次穿过两个第一密封件14从而连通空腔两侧 的主流道。靠近进液管16出口侧的进液管16外表面上套设有第二密封件17，进液管16的末 端、通孔18、法兰盘11和第二密封件17也形成一个空腔，第一螺旋介质流道6的第一进液口 13与该空腔连通，进液管16末端的出口流出的液体介质进入该空腔，然后通过第一进液口 13流入第一螺旋介质流道，最后从第一出液口 4流出，优选的，第一出液口 4位于旋转接头3 和左侧的第一密封件14之间。
[0022] 第一密封件14、第二密封件17、第三密封件10均采用密封圈。
[0023] 下面以该辊筒采用冷却水对胶料进行冷却时为例，介绍一下工作原理:冷却水由 旋转接头3的进液管16进入通孔18内部。一部分冷却水由进液管16上面的出液孔19流进由 通孔18和第一密封件14组成的空腔，进而由第二进液口 5进入第二螺旋介质流道7,经第二 螺旋介质流道7由第二出液口 9流出，冷却水由通孔18经出液管15流出，进而进入旋转接头 3,由旋转接头排出。另一部分进入进液管16的冷却水，通入到辊筒轴芯的另一端，由第一进 液口 13进入，经第一螺旋介质流道6,由第一出液口4排出，作用后的冷却水由旋转接头3排 出。整个过程中，冷却水由芯轴两端流入，进行冷却作用，保证了冷却均匀性，冷却效果大大 提高。图2中展示了介质在两个螺旋介质流道中的介质流向示意图，两个螺旋介质流道中的 介质相向流动。
[0024] 上述开炼机或压延机辊筒的制造方法，包括以下步骤：
[0025] (1)加工辊筒外套1:由铸造方法获得辊筒外套1的毛坯，先进行粗加工，然后对其 内表面需要与辊筒轴芯2相配合的部分进行精加工，在其内表面加工两条相互独立的螺旋 型换热槽；
[0026] (2)加工辊筒轴芯2: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18,然后粗加工通孔18和辊筒轴芯2的外表面，并沿辊筒轴芯2的径向 钻孔将换热槽与通孔18连通，之后辊筒轴芯2进行调制处理；
[0027] (3)装配辊筒外套1与辊筒轴芯2:辊筒外套1与辊筒轴芯2采用过盈配合，尺寸公差 为基孔制H7r6,采用热装的方式装配，所述热装的方式包括:辊筒外套1采用油浴加热，全部 浸没在油液中，加热油温应低于油液闪点20~30°C，最高温度不能高于铸铁的退火温度400 °C，具体温度依据油液的牌号和经验公式
计算，式中如、5、8()、(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(具体 数值依据国标GB/T 5994-1992);
[0028] 辊筒外套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2的预定位 置上，中间不得停顿，装配前辊筒轴芯2表面涂密封胶，防止介质泄露，装配完成后自然冷 却，不应骤冷，当冷却到室温后，对整体辊筒进行最后的加工。
[0029] (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。
[0030] 当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应 属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种开炼机或压延机辊筒，其特征在于:包括套设在一起的辊筒轴芯、辊筒外套，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。2. 根据权利要求1所述的开炼机或压延机辊筒，其特征在于:所述辊筒外套为冷硬铸铁 材质或合金冷硬铸铁材质。3. 根据权利要求1或2所述的开炼机或压延机辊筒，其特征在于:所述辊筒轴芯为45钢 材质或40Cr材质或40MnB材质。4. 根据权利要求1所述的开炼机或压延机辊筒，其特征在于: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。5. 根据权利要求1所述的开炼机或压延机辊筒，其特征在于:靠近进液管出口侧的进液 管外表面上套设有第二密封件。6. 根据权利要求1所述的开炼机或压延机辊筒，其特征在于: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。7. 根据权利要求1所述的开炼机或压延机辊筒，其特征在于:所述辊筒外套与辊筒轴芯 通过热装方式过盈配合连接。8. 根据权利要求1或7所述的开炼机或压延机辊筒，其特征在于:所述辊筒轴芯的外表 面设有密封胶。
【文档编号】B29C43/46GK205466852SQ201620071205
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】曾宪奎, 郝建国, 褚福海, 苗清, 焦淑莉
【申请人】青岛科技大学