[发明专利]挤出吹塑机头模口间隙电动调节装置及其实现方法与应用

说明书

技术领域

高分子材料挤出吹塑技术，具体涉及一种挤出吹塑型坯机头模口间隙电动调节装置及其实现方法与应用。

背景技术

吹塑是高分子材料的三大成型技术之一。早期采用挤出吹塑技术成型制品时，型坯机头的模口间隙一般不变，由于型坯轴向不同位置的吹胀比不同，同时受型坯膨胀和垂伸现象的影响，很难保证制品壁厚分布的均匀性。因此，在型坯成型过程中，需要进行模口间隙调节，对型坯壁厚分布进行控制，从而得到壁厚分布较均匀的制品。传统挤出吹塑机械的机头模口间隙调节装置采用液压系统驱动，存在精度低、能耗高、液压油易泄露、环境不友好等缺点。

型坯机头模口间隙电动调节装置经过多年的发展，由早期的凸轮、连杆等机械调节结构逐步演化为“电机-丝杆”的结构，“电机-丝杆”结构通常可分为调节芯棒和口模两种，但存在结构复杂、成本高等缺点，至今未得到广泛的推广应用。例如，专利号为US 5851570的美国专利公开了一种挤出吹塑机头模口间隙电动调节装置。如图1所示，该装置主要包括电机50、齿轮系62和64、螺母46、滚子轴承60以及连杆26。电机50驱动安装于其输出轴上的齿轮64，通过与之啮合的齿轮62带动由一对滚子轴承60固定的螺母46旋转。连杆26的上端设有螺纹，与螺母46构成滚珠丝杆副。由于螺母46只能转动而不能沿轴向运动，故其转动可驱动连杆26沿轴向运动，从而带动芯棒沿轴向运动，实现模口间隙的调节。这种方法的缺点是为了实现芯棒的轴向运动，电机需要频繁正、反向切换，使其发热严重，使用寿命缩短；此外，对于较为复杂的制品，要求在一个成型周期内对模口间隙进行多次调节，因此对电机的响应速度和负载能力提出了较高的要求，设备的生产和制造成本很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、响应快速、定位准确且成本较低的挤出吹塑机头模口间隙的电动调节装置。

本发明的另一目的在于提供一种由上述装置实现的控制准确、操作方便且易于应用的挤出吹塑机头模口间隙的电动调节方法。

本发明的再一目的在于提供上述挤出吹塑机头模口间隙电动调节装置及实现方法的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种挤出吹塑机头模口间隙的电动调节装置，包括电机、皮带、换向装置、减速机、联轴器、滚珠丝杆副、推力滚子轴承、套筒和芯棒。所述皮带是同步带。所述换向装置是离合器换向装置，包括两个输入端盖和一个输出轴；所述两个输入端盖通过同步带与两个电机分别连接；所述输出轴与减速机的输入端相连。所述减速机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆连接。所述套筒包括带滑槽的套筒和带十字滑块的套筒；所述推力滚子轴承安装于带滑槽的套筒上端的台阶中；所述带滑槽的套筒与带十字滑块的套筒同轴安装。所述带十字滑块的套筒两端分别与芯棒和滚珠丝杆副的螺母连接。

所述离合器换向装置包括三个离合器，所述三个离合器共用一个输出轴，其中一个的输入端固定起制动作用，另两个离合器由一对转向相反的电机分别驱动，任一时刻有且只有一个离合器通电吸合。

特别地，所述离合器换向装置由三个共用一个输出轴的离合器构成，其中一个离合器的输入端与外壳连接起制动作用，称之为制动离合器；另两个离合器的输入端盖与两个转向相反的电机连接，分别称为正向离合器和反向离合器。在任意时刻有且只有一个离合器通电吸合。当正向离合器通电吸合时，离合器换向装置的输出轴正向旋转；当制动离合器通电吸合时，输出轴停止转动；当反向离合器吸合时，离合器换向装置的输出轴反向旋转。

所述带十字滑块的套筒两端分别通过紧固螺钉与芯棒和滚珠丝杆副的螺母连接，三者同轴安装并相对固定。

所述带十字滑块的套筒与带滑槽的套筒通过滑槽和滑块间隙配合，阻止滚珠丝杆副的螺母转动，而允许其沿轴向运动。

一种利用上述装置实现的挤出吹塑机头模口间隙电动调节方法，主要包括下述步骤：所述制动离合器失电释放，正(或反)向离合器通电吸合，离合器换向装置正(或反)向输出，通过减速机和联轴器带动滚珠丝杆正(或反)向旋转，由于滚珠丝杆被推力滚子轴承轴向固定而滚珠丝杆副的螺母因与带十字滑块的套筒连接而不能转动，从而使螺母向上(或下)运动，继而带动芯棒向上(或下)运动；当芯棒到达设定位置时，正(或反)向离合器失电，制动离合器通电吸合，型坯机头模口间隙调节装置停止运动，完成一个调节过程。在一个型坯的成型周期中，可根据实际需求，多次进行上述调节过程，从而得到所需壁厚分布的型坯。