一種耐磨空心管材的擠出成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨空心管材的擠出成型方法，包括以下步驟：將含有納米蒙脫土的塑料原料加入擠出機(jī)機(jī)筒中，在擠出機(jī)內(nèi)通過螺桿旋轉(zhuǎn)輸送和加熱裝置的電加熱作用下，升溫熔融；熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下由擠出機(jī)機(jī)筒通過法蘭進(jìn)入擠出機(jī)頭，法蘭之間的濾網(wǎng)阻攔未完全塑化的固體和半固體；在擠出機(jī)頭內(nèi)通過變頻電機(jī)帶動(dòng)機(jī)頭高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力將熔料擠出成型；擠出的空心管材基體在牽引機(jī)的牽引作用下進(jìn)入水槽，采用循環(huán)的冷卻水進(jìn)行快速冷卻，最終成型為空心管材件。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)空心管材中納米蒙脫土的徑向規(guī)則取向，有效提高空心管材的高耐磨性。
【專利說明】一種耐磨空心管材的擠出成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐磨空心管材的擠出成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 納米蒙脫土具有增強(qiáng)增韌性能，在空心管材中加入納米蒙托土能增強(qiáng)空心管材的 耐磨性，近年來，納米蒙脫土在管材中的應(yīng)用備受重視。
[0003] 目前，在含有納米蒙脫土的空心管材若還是采用普通的擠出成型方法進(jìn)行擠出成 型，納米蒙脫土的性能不能很好的發(fā)揮。普通的擠出成型設(shè)備僅能實(shí)現(xiàn)納米蒙脫土在空心 管材基體中的周向和軸向取向，對實(shí)現(xiàn)徑向取向仍處于理論研究階段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種耐磨空心管材的擠出成型方法。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下內(nèi)容： 一種耐磨空心管材的擠出成型方法，包括以下步驟： (1) 將含有納米蒙脫土的塑料原料加入擠出機(jī)機(jī)筒中，在擠出機(jī)內(nèi)通過螺桿旋轉(zhuǎn)輸送 和加熱裝置的電加熱作用下，升溫熔融； (2) 熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下由擠出機(jī)機(jī)筒通過法蘭進(jìn)入擠出機(jī)頭，法蘭之間的濾網(wǎng) 阻攔未完全塑化的固體和半固體； (3) 在擠出機(jī)頭內(nèi)通過變頻電機(jī)帶動(dòng)機(jī)頭高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力將熔料擠出成型為空心 管材基體； (4) 擠出的空心管材基體在牽引機(jī)的牽引作用下進(jìn)入水槽，采用循環(huán)的冷卻水進(jìn)行快 速冷卻，最終成型為空心管材件。
[0006] 擠出機(jī)包括機(jī)頭體、蝸輪套、型芯套、型芯、蝸桿軸、蝸桿、變頻電機(jī)，機(jī)頭體通過螺 栓將法蘭與擠出機(jī)機(jī)筒固定連接，蝸輪套由安裝在機(jī)頭體的軸承支撐，蝸輪套由蝸桿驅(qū)動(dòng)， 蝸桿軸在與機(jī)頭體接觸的兩端安裝有軸承，電機(jī)與蝸桿軸通過聯(lián)軸器連接，型芯安裝在蝸 輪套內(nèi)并在一側(cè)卡緊，型芯套通過螺釘固定在蝸輪套的一側(cè)端面，型芯套與型芯之間圍攏 的空間形成錐形漸變路徑的動(dòng)態(tài)流道。
[0007] 熔料從擠出機(jī)機(jī)筒進(jìn)入擠出機(jī)頭后由型芯開口通道進(jìn)行分流，進(jìn)入動(dòng)態(tài)流道；同 時(shí)，渦輪軸在變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)渦輪套旋轉(zhuǎn)，熔料在擠出壓力作用下呈環(huán)流 擠出，在離心力作用下納米蒙脫土呈現(xiàn)規(guī)則取向排布，在型芯套中間的錐形漸變路徑下穩(wěn) 定擠出為空心管材基體。
[0008] 本發(fā)明的有益效果：（1)利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪-蝸桿及離心取向機(jī)頭旋轉(zhuǎn)，速度可 控，在保證擠出穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)納米蒙托土徑向取向；（2)擠出機(jī)置的蝸輪套、型芯套、 型芯均單獨(dú)分開設(shè)計(jì)，方便安裝、固定和分離；（3)實(shí)現(xiàn)空心管材中納米蒙脫土產(chǎn)生徑向取 向，有效提高空心管材的高耐磨性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為擠出機(jī)的擠出流道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2為擠出機(jī)的動(dòng)態(tài)離心機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理圖。
[0011] 其中：1-機(jī)頭體2-蝸輪套3-型芯套4-型芯6-隔離套筒7-擠出機(jī)機(jī)筒8-密 封端蓋9-蝸桿軸10-軸承11-聯(lián)軸器12-電機(jī)13-固定支座。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面對照附圖并結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0013] 一種耐磨空心管材的擠出成型方法，包括以下步驟： (1) 將含有納米蒙脫土的塑料原料加入擠出機(jī)機(jī)筒中，在擠出機(jī)內(nèi)通過螺桿旋轉(zhuǎn)輸送 和加熱裝置的電加熱作用下，升溫熔融； (2) 熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下由擠出機(jī)機(jī)筒通過法蘭進(jìn)入擠出機(jī)頭，法蘭之間的濾網(wǎng) 阻攔未完全塑化的固體和半固體； (3) 在擠出機(jī)頭內(nèi)通過變頻電機(jī)帶動(dòng)機(jī)頭高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力將熔料擠出成型為空心 管材基體； (4) 擠出的空心管材基體在牽引機(jī)的牽引作用下進(jìn)入水槽，采用循環(huán)的冷卻水進(jìn)行快 速冷卻，最終成型為空心管材件。
[0014] 如圖1、2所示，擠出機(jī)包括機(jī)頭體1、蝸輪套2、型芯套3、型芯4、蝸桿軸9、蝸桿、 變頻電機(jī)12,機(jī)頭體1通過法蘭與擠出機(jī)機(jī)筒7固定連接，在機(jī)頭體1內(nèi)部，采用蝸輪-蝸 桿傳動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)12與蝸桿軸9通過聯(lián)軸器11連接，即通過電機(jī)12驅(qū)動(dòng)蝸桿軸9,再由蝸 桿軸9驅(qū)動(dòng)蝸輪套2,蝸桿軸9在與機(jī)頭體1接觸的兩端安裝有軸承10,兩側(cè)分別安裝密封 端蓋8加以密封。在蝸輪套2內(nèi)部即離心取向機(jī)頭的流道，型芯4安裝在蝸輪套2內(nèi)并在 右側(cè)卡緊，左側(cè)如圖1所示通過型芯套3定位，型芯套3通過螺釘固定在蝸輪套2的左側(cè)端 面。蝸輪套2右側(cè)安裝有隔離套筒6,對擠出過程中少數(shù)泄露在流道外的物料進(jìn)行密封。電 機(jī)12固定在可左右移動(dòng)的固定支座13上。整個(gè)離心取向機(jī)頭在電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生離心力，在離心力的作用下短纖維在混煉膠中產(chǎn)生徑向取向。
[0015] 熔料從擠出機(jī)機(jī)筒進(jìn)入擠出機(jī)頭后由型芯開口通道進(jìn)行分流，進(jìn)入動(dòng)態(tài)流道；同 時(shí)，渦輪軸在變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)渦輪套旋轉(zhuǎn)，熔料在擠出壓力作用下呈環(huán)流 擠出，在離心力作用下納米蒙脫土在管材內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)則取向排布，在型芯套中間的錐形漸變 路徑下穩(wěn)定擠出為空心管材基體。在擠出壓力下熔料呈現(xiàn)環(huán)流擠出，在離心力作用下納米 蒙脫土呈現(xiàn)規(guī)則取向排布，在型芯套3的錐形漸變路徑下穩(wěn)定擠出有梯度的實(shí)心功能材 料。采用環(huán)流動(dòng)態(tài)離心取向技術(shù)，離心力作用使納米蒙脫土在空心管材徑向取向，從而提高 其各項(xiàng)力學(xué)性能。
[0016] 此發(fā)明可對機(jī)頭旋轉(zhuǎn)速度與離心力進(jìn)行調(diào)控，對于不同取向的離心力與動(dòng)態(tài)機(jī)頭 所需轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可由以下公式得出： 該裝置中離心力F的大小取決于離心機(jī)頭的角速度（ω，r/min)和流道距離機(jī)頭中心 軸的距離（r, mm)。它們的關(guān)系是：F離心Λ= πιω2 r; 為方便起見，F(xiàn)常用相對離心力也就是地心引力的倍數(shù)表示。
[0017] TPCF =F離心力 / F重力=πιω 3 r/mg= ω 2 r/g

【權(quán)利要求】
1. 一種耐磨空心管材的擠出成型方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 將含有納米蒙脫土的塑料原料加入擠出機(jī)機(jī)筒中，在擠出機(jī)內(nèi)通過螺桿旋轉(zhuǎn)輸送 和加熱裝置的電加熱作用下，升溫熔融； (2) 熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下由擠出機(jī)機(jī)筒通過法蘭進(jìn)入擠出機(jī)頭，法蘭之間的濾網(wǎng) 阻攔未完全塑化的固體和半固體； (3) 在擠出機(jī)頭內(nèi)通過變頻電機(jī)帶動(dòng)機(jī)頭高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力將熔料擠出成型為空心 管材基體； (4) 擠出的空心管材基體在牽引機(jī)的牽引作用下進(jìn)入水槽，采用循環(huán)的冷卻水進(jìn)行快 速冷卻，最終成型為空心管材件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐磨空心管材的擠出成型方法，其特征在于，擠出機(jī)包括 機(jī)頭體、蝸輪套、型芯套、型芯、蝸桿軸、蝸桿、變頻電機(jī)，機(jī)頭體通過螺栓將法蘭與擠出機(jī)機(jī) 筒固定連接，蝸輪套由安裝在機(jī)頭體的軸承支撐，蝸輪套由蝸桿驅(qū)動(dòng)，蝸桿軸在與機(jī)頭體接 觸的兩端安裝有軸承，電機(jī)與蝸桿軸通過聯(lián)軸器連接，型芯安裝在蝸輪套內(nèi)并在一側(cè)卡緊， 型芯套通過螺釘固定在蝸輪套的一側(cè)端面，型芯套與型芯之間圍攏的空間形成錐形漸變路 徑的動(dòng)態(tài)流道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種耐磨空心管材的擠出成型方法，其特征在于，熔料從擠出 機(jī)機(jī)筒進(jìn)入擠出機(jī)頭后由型芯開口通道進(jìn)行分流，進(jìn)入動(dòng)態(tài)流道；同時(shí)，渦輪軸在變頻電 機(jī)驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)渦輪套旋轉(zhuǎn)，熔料在擠出壓力作用下呈環(huán)流擠出，在離心力作用 下納米蒙脫土呈現(xiàn)規(guī)則取向排布，在型芯套中間的錐形漸變路徑下穩(wěn)定擠出為空心管材基 體。
【文檔編號】B29C47/00GK104512025SQ201310447925
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】宋波 申請人:青島藍(lán)農(nóng)谷農(nóng)產(chǎn)品研究開發(fā)有限公司