一种凹凸锯齿形双辊滚筒的制作方法

本发明涉及轮胎粉碎工艺领域，更具体地说是涉及一种凹凸锯齿形双辊滚筒。

背景技术：

目前，物料磨粉机分为双辊式磨粉机和磨盘式磨粉机两大类，双辊式磨粉机主要用于塑料、橡胶、轮胎等非金属物料的磨粉，其中前辊筒是经磨光的圆弧沟槽表面，后辊筒是经磨光的锯齿沟槽表面，两辊筒采用冷硬铸铁制成，表面坚硬耐磨，辊筒内部为空心，可根据使用要求，通入冷却水循环，用来调节辊筒的表面温度，两个辊筒以不同的速度作相对回转，使物料拉入两辊缝中受机械加工。比如，废旧橡胶磨粉机械设备利用各种废旧橡胶做原料，采用高压作用下研磨与剪切相结合的原理，把废旧橡胶进行加工生产出橡胶粉进行再利用；磨盘式磨粉机的基本原理为通过两磨盘的相对运动，将物料剪切，碾磨而达到物料粉碎目的。采用双水冷却有效控制物料粉碎温度，从而得到理想的产品质量。

无论是双辊式磨粉机还是磨盘式磨粉机都存在一个问题，即因本身结构和工作原理磨粉后得到的物粉存在蓬松的条状，甚至出现部分脱硫或碳化的状态，这严重影响了料粉的质量，对于后续料粉的使用，如生产再生橡胶进料易产生堵塞等问题。

经检索，中国专利公开号：cn107839111a，公开日：2018年3月27日，公开了一种双辊橡胶磨粉机，机箱里安装有高转速辊筒所述高转速辊筒相邻处设置有低转速辊筒，两个辊筒之间留有辊隙，且高低转速辊筒的外表面为光辊，高转速辊筒的运转是通过高速电机通过联轴器与高速减速机联接，所述高速减速机通过联轴器与高转速辊筒联接，低转速辊筒的运转是通过低速电机通过联轴器与低速减速机联接，所述低速减速机通过联轴器与低转速辊筒联接。该技术方案采用双辊筒，电机各自单独与减速机直接联接，一个高转速辊筒，另一个是低转速辊筒，并各由电机单独与减速机直接联接，互不干涉，且两个辊筒相对转动，该磨粉机生产的胶粉细度在40-120目，从而满足不同硬度的高弹性橡胶物料及产品细度和生产效率的要求。该方案中高低转速辊筒的外表面为光辊，采用搓磨的方式的接触面积大，制得的物料粒度较大，外观蓬松。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中物料磨粉过程中粒度较大，外观蓬松的问题，本发明提供了一种凹凸锯齿形双辊滚筒。本发明通过平行状态的凸、凹锯齿的斜向设置，将搓切的方式改为锯齿切割的方式，制得的料粉为不规则的粒状料粉，外观的蓬松状态大大改观。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种凹凸锯齿形双辊滚筒，包括呈相互平行状态相向转动的大辊和小辊；所述大辊和小辊的辊面均交错设置有呈轴向平行状态的凸、凹锯齿，分别为凸锯齿ⅰ、凹锯齿ⅰ和凸锯齿ⅱ、凹锯齿ⅱ；所述凸、凹锯齿与双辊的辊中心线之间有斜向的夹角θ。

双辊上锯齿形结构和斜向的夹角θ的组合设计，保证双辊运转过程中二者锯齿之间的物料进行切割的方式来粉碎，而避免传统搓磨的方式，使得得到的胶粉主要以颗粒状，而且，相较于现有技术胶粉粉碎搓磨的方式，切割过程中还可以减小粉碎过程中热量的产生，保证产生的温度能快速冷却，避免部分胶粉过热出现脱硫状态，起到预料不到的技术效果。

进一步地，凸、凹锯齿在双辊转动时呈凸锯齿ⅰ与凸锯齿ⅱ、凹锯齿ⅰ与凹锯齿ⅱ的一一配合对应关系，以避免部分胶粉在切碎过程中错过切碎，从而达到胶粉均匀切碎的目的。

进一步地，凹锯齿ⅰ和凹锯齿ⅱ在双辊转动时形成切割物料时的均压槽，起到保证锯齿切割的胶粉通过挤压进入均压槽内部后漏出而达到稳定压力作用，避免物料局部堆积压力过大而造成粉料升温脱硫，甚至氧化降解。

进一步地，大辊和小辊的转速比为(1～12)：1，在其他条件，比如辊径、斜向的夹角θ等一定的前提下，转速比越大，剪切产生的热量越大，切割方式磨粉的效率越高，相反转速比越小，剪切产生的热量越小，切割方式磨粉的效率越低；同时，转速比越大，剪切产生的热量也越大，则通过冷却水冷却损耗的能耗越大，能量的利用率越低；转速比越小时，切割方式磨粉的效率越低，胶粉的产生过低，甚至很难产生所需粒度的胶粉；因此，在保证所需粒度的胶粉的最大产能的前提下，转速比为(1～12)：1的范围，能够最大限度的控制剪切产生的热量；凸锯齿ⅰ与凸锯齿ⅱ的沿转动方向上的前角α均小于后角β，其效果是凸锯齿ⅰ与凸锯齿ⅱ的碰撞产生剪切力。

进一步地，夹角θ为5°～20°，夹角θ太小，则切割刀刃比较尖，强度较低，在通过切割方式磨粉时易磨损而使用寿命较短；夹角θ太大，则切割刀刃比较宽，强度较高，在通过切割方式磨粉时甚至难以将胶粒切割方式磨粉至所需粒度的胶粉，即磨粉较为困难，夹角θ为5°～20°，能够兼顾使用寿命和磨粉粒度的要求；凸锯齿ⅰ与凸锯齿ⅱ的斜向方向一致，避免剪切背离，提高剪切效率。

进一步地，大辊和小辊的直径比为：(1.1～2.2)：1，形成剪切差，直径比过大时，两辊使用寿命相差较大，降低了组合生产的效率，过小时，容易出现齿槽啮合而影响剪切效果；配合转速比和夹角θ，起到组合作用效果，能够兼顾剪切热量、剪切效率、剪切粒度以及使用寿命。

进一步地，大辊和小辊之间的间隙为0.01～2mm，根据胶粉粒度需要进行相应的调节。

进一步地，凸、凹锯齿的宽度一致、所述凸锯齿高度与凹锯齿的深度一致，形成稳定的均压槽，生产稳定均匀的产品粒度。

进一步地，大辊和小辊的转速比为8：1，结合确定的双辊径比，在保证胶粉的最大产能的前提下，最大限度的控制剪切产生的热量。

进一步地，大辊和小辊的内腔外接循环冷却水，将剪切产生的热量及时带走，避免物料的高温脱硫，甚至氧化降解。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，双辊上锯齿形结构和斜向的夹角θ的组合设计，保证双辊运转过程中二者锯齿之间的物料进行切割的方式来粉碎，而避免传统搓磨的方式，使得得到的胶粉主要以颗粒状，而且，相较于现有技术胶粉粉碎搓磨的方式，切割过程中还可以减小粉碎过程中热量的产生，保证产生的温度能快速冷却，避免部分胶粉过热出现脱硫状态，起到预料不到的技术效果；

(2)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，凸、凹锯齿在双辊转动时的一一配合对应关系，以避免部分物料在切碎过程中错过切碎，从而达到物料均匀切碎的目的；

(3)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，凹锯齿ⅰ和凹锯齿ⅱ在双辊转动时形成切割物料时的均压槽，起到保证锯齿切割的物料通过挤压进入均压槽内部后漏出而达到稳定压力作用，避免物料局部堆积压力过大而造成粉料升温脱硫，甚至氧化降解；

(4)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，其他条件，比如辊径、斜向的夹角θ等一定的前提下，转速比越大，剪切产生的热量越大，切割方式磨粉的效率越高，相反转速比越小，剪切产生的热量越小，切割方式磨粉的效率越低；同时，转速比越大，剪切产生的热量也越大，则通过冷却水冷却损耗的能耗越大，能量的利用率越低；转速比越小时，切割方式磨粉的效率越低，物料的产能过低，甚至很难产生所需粒度的物料；因此，在保证所需粒度的物料的最大产能的前提下，转速比为(1～12)：1的范围，能够最大限度的控制剪切产生的热量；凸锯齿ⅰ与凸锯齿ⅱ的沿转动方向上的前角α均小于后角β，其效果是凸锯齿ⅰ与凸锯齿ⅱ的碰撞产生剪切力；

(5)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，夹角θ太小，则切割刀刃比较尖，强度较低，在通过切割方式磨粉时易磨损而使用寿命较短；夹角θ太大，则切割刀刃比较宽，强度较高，在通过切割方式磨粉时甚至难以将胶粒切割方式磨粉至所需粒度的物料，即磨粉较为困难，夹角θ为5°～20°，能够兼顾使用寿命和磨粉粒度的要求；凸锯齿ⅰ与凸锯齿ⅱ的斜向方向一致，避免剪切背离，提高剪切效率；

(6)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，大辊和小辊的直径比为：(1.1～2.2)：1，形成剪切差，直径比过大时，两辊使用寿命相差较大，降低了组合生产的效率，过小时，容易出现齿槽啮合而影响剪切效果；配合转速比和夹角θ，起到组合作用效果，能够兼顾剪切热量、剪切效率、剪切粒度以及使用寿命；

(7)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，根据粒度需要进行相应的调节双辊的间隙；

(8)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，凸、凹锯齿的宽度一致、所述凸锯齿高度与凹锯齿的深度一致，形成稳定的均压槽，生产稳定均匀的产品粒度；

(9)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，大辊和小辊的转速比为8：1，是最优转速比，结合确定的双辊径比，在保证物料的最大产能的前提下，最大限度的控制剪切产生的热量；

(10)本发明的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，大辊和小辊的内腔外接循环冷却水，将剪切产生的热量及时带走，避免物料的高温脱硫，甚至氧化降解。

附图说明

图1为本发明的凹凸锯齿形双辊滚筒结构示意图；

图2为本发明的凹凸锯齿形双辊滚筒俯视图；

图3为图1的b部分放大后示意图；

图4为图2的a部分放大后示意图。

图中：11、大辊；12、小辊；16、辊中心线；111、凸锯齿ⅰ；112、凹锯齿ⅰ；121、凸锯齿ⅱ；122、凹锯齿ⅱ。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，如图1、2所示，包括呈相互平行状态相向转动的大辊11和小辊12；所述大辊11和小辊12的辊面均交错设置有呈轴向平行状态的凸、凹锯齿，如图3所示，分别为凸锯齿ⅰ111、凹锯齿ⅰ112和凸锯齿ⅱ121、凹锯齿ⅱ122；如图4所示，所述凸、凹锯齿与双辊的辊中心线16之间有斜向的夹角θ。

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，可应用于塑料颗粒、橡胶颗粒、木质颗粒等软质非金属材料粗颗粒的二次加工成细颗粒，比如将直径为5～50mm大颗粒物料，加工成5～100目的小颗粒物料。具体使用中，双辊上锯齿形结构和斜向的夹角θ的组合设计，保证双辊运转过程中二者锯齿之间的物料进行切割的方式来粉碎，而避免传统搓磨的方式，使得得到的细粉主要以颗粒状，而且，相较于现有技术软质非金属材料粉碎搓磨的方式，切割过程中还可以减小粉碎过程中热量的产生，保证产生的温度能快速冷却，避免部分物料过热出现脱硫或糊化状态，从而起到预料不到的技术效果。

实施例2

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，在实施例1的基础上作进一步改进，凸、凹锯齿在双辊转动时呈凸锯齿ⅰ111与凸锯齿ⅱ121、凹锯齿ⅰ112与凹锯齿ⅱ122的一一配合对应关系，以避免部分物料在切碎过程中错过切碎，从而达到物料均匀切碎的目的。也正是由于其两两配合对应关系，凹锯齿ⅰ112和凹锯齿ⅱ122在双辊转动时形成切割物料时的均压槽，起到保证锯齿切割的物料，比如物料通过挤压进入均压槽内部后漏出而达到稳定压力作用，避免物料局部堆积压力过大而造成粉料升温脱硫或碳化，在双辊转动产生的振动效果下，剪切后的物料由于自身重力脱离均压槽落至双辊下的料斗中。

实施例3

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，在实施例2的基础上作进一步改进，大辊11和小辊12的转速比为1～12：1，在其他条件，比如辊径、斜向的夹角θ等一定的前提下，转速比越大，剪切产生的热量越大，切割方式磨粉的效率越高，相反转速比越小，剪切产生的热量越小，切割方式磨粉的效率越低；同时，转速比越大，剪切产生的热量也越大，则通过冷却水冷却损耗的能耗越大，能量的利用率越低；转速比越小时，切割方式磨粉的效率越低，物料的产能过低，甚至很难产生所需粒度的物料；因此，在保证所需粒度的物料的最大产能的前提下，转速比为1～12：1的范围，能够最大限度的控制剪切产生的热量；如图3所示，凸锯齿ⅰ111与凸锯齿ⅱ121的沿转动方向上的前角α均小于后角β，其效果是凸锯齿ⅰ111与凸锯齿ⅱ121的碰撞产生剪切力。

实施例4

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，在实施例3的基础上作进一步改进，夹角θ为5°～20°，夹角θ太小，则切割刀刃比较尖，强度较低，以切割方式磨粉时易磨损而使用寿命较短；夹角θ太大，则切割刀刃比较宽，强度较高，以切割方式磨粉时甚至难以将胶粒切割方式磨粉至所需粒度的物料，即磨粉较为困难，夹角θ为5°～20°，能够兼顾使用寿命和磨粉粒度的要求；凸锯齿ⅰ111与凸锯齿ⅱ121的斜向方向一致，避免剪切背离，提高剪切效率。

实施例5

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，在实施例4的基础上作进一步改进，大辊11和小辊12的直径比为：1.1～2.2：1，形成剪切差，直径比过大时，两辊使用寿命相差较大，降低了组合生产的效率，过小时，容易出现齿槽啮合而影响剪切效果；配合转速比和夹角θ，起到组合作用效果，能够兼顾剪切热量、剪切效率、剪切粒度以及使用寿命。

实施例6

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，在实施例2的基础上作进一步改进，大辊11和小辊12之间的间隙为0.01～2mm，根据粒度需要进行相应的调节。凸、凹锯齿的宽度一致、所述凸锯齿高度与凹锯齿的深度一致，形成稳定的均压槽，生产稳定均匀的产品粒度；大辊11和小辊12的内腔外接循环冷却水，将剪切产生的热量及时带走，避免物料的高温脱硫，甚至氧化降解。

实施例7

本实施例的一种凹凸锯齿形双辊滚筒，在实施例6的基础上作进一步改进，大辊11的转速为260～620r/min，小辊12的转速为25～86r/min，双辊之间的间隙为0.01～2mm；大辊的直径为450～830mm，小辊的直径为380～720mm；夹角θ为5°～20°；切割方式磨粉得到的胶粉粒径为5～100目；可应用于橡胶颗粒的二次切割式粉碎，在本实施例中分别采用表1中的试验数据并采集对比试验样一、二、三和四的数据：

表1试验样一、二、三和四的试验数据对比

由表1可以看出，试验样四制得的胶粉在粒形、产能、料温、粒径等方面均达到比较好的生产效果，综合指标最好，也证明了大辊和小辊的转速比为8：1是最优转速比。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。