石蜡成型机的研究进展跟部件设计

【一】、石蜡成型机热风循环熔融回收的研究进展

相对于填埋和焚烧处理，该石蜡成型机方法实现了资源的循环利用，我国对该回收技术也进行了大量研究，目前大部分的企业也都是应用此方法进行的回收再利用。简单成型的工艺流程是：收集、筛选、破碎、清洗、烘干、熔融、挤出、成型。

该利用技术工艺相对简单，适应性较强，但是制造出的制品性能会有所下降，尤其是力学性能，不能制作产品。除此之外，的清洗以及破碎环节会带来污水和噪声，对环境造成额二次污染。很多单位以及企业机构都在该工艺技术的基础上寻求改进，以找到一个佳的回收工艺方法。

针对传统工艺的缺陷，本课题组在废旧及简单成型利用技术方面也进行了研究，提出了热风熔融成型的工艺方法，并且进行了几轮的样机设计和实验研究。热风循环熔融成型工艺是废旧的一个全新工艺，该回收工艺免去了传统工艺中的破碎环节，降低了回收设备的成本，同时也避免了对环境的二次污染，使用过程中热风循环运行，热量能够循环重复利用，节约电能。热风循环熔融是对进行热风循环加热，使达到其熔点温度而成熔融状，再将熔融状通过螺杆挤出，后成型回收。

以热风循环熔融进行废旧的工艺研究，根据该回收工艺的应用理念以及设计方案，周献华设计了立式热风循环熔融石蜡成型机，其结构原理。

由料斗加入到加热箱体，通过热风对进行循环加热，同时搅拌轴进行搅拌，使受热均匀，加速熔融，后通过螺杆挤出成型。

根据设计方案制造出的立式石蜡成型机的样机，通过该样机的试验，实验结果验证了热风循环熔融回收的工艺是可行的，在此基础上，设计和制造出口模以及切粒装置，并进行了样机试验。通过实验可以进行熔融挤出，但是效果不佳，且存在一些不足之处：样机的搅拌轴和螺杆是同轴转动，无法对螺杆的转速进行调节；样机的另一个不足之处是挤出螺杆的出口位置在设备底部，不便于挤出成型口模的安装和切粒，操作上也不方便，且没有风冷回收装置。

在立式石蜡成型机的基础上，通过改变回收形式，设计并研制出卧式热风熔融石蜡成型机。

卧式石蜡成型机的工作原理是：从料斗加入熔融室，在搅拌轴上搅拌片的搅拌作用下受热熔融，熔融后通过搅拌轴下的筛网落入到底部的螺杆上，后螺杆旋转将熔融状态的挤出成型。卧式石蜡成型机的搅拌轴和螺杆不同轴，且螺杆水平布置，有利于挤出口模的安装和切粒回收，且操作方便。

虽然卧式石蜡成型机解决了立式石蜡成型机的不足，但样机的试验结果同样也暴露出了一些新的问题一一搅拌轴和螺杆虽然不同轴，但是都是用同一个电机带动运转，所以实际上仍然无法实现螺杆和搅拌轴转速的单独调控；试验中有大量熔融会茹在搅拌轴及搅拌片上，只有少部分落入螺杆，而且螺杆挤出压力不够大，无法连续挤出熔融，有时甚至无法挤出，没有完成切粒回收，且和立式一样也没有风冷装置。

由于两种设计方案都存在问题，试验结果不符合设计要求，本文针对立式和卧式的设计缺陷，重新进行设计分析，提出新型石蜡成型机的设计方案。

【二】、热风循环熔融石蜡成型机的部件设计

1热风循环机构设计

热风循环加热系统是整台样机设计中一个非常重要的系统，该石蜡成型机系统的结构设计省去了传统设备中的清洗装置，为企业节省了成本以及减少了能耗。该热风循环系统主要包括：箱盖、风机、加热管和熔融室。风机和加热管采用对称布置，具体结构设计方案。

该石蜡成型机在运行时，先启动风机，风机将冷空气抽进入加热风箱，再经过加热元件受热后送入熔融室，熔融室内的空气又可以经过箱体上部设计的气孔再回到加热风箱再次受热，如此循环往复。当整个系统箱体内的空气加热到所需温度时，通过温度控制器智能控制箱内温度保持在所需范围内不变，这样不仅是将内部进行熔融，同时也避免温度过高造成一些受热燃烧降解。熔融室内熔融后便可以启动搅拌机构和螺杆挤出机构。

2搅拌机构设计

所设计的热风循环熔融石蜡成型机是不需要破碎装置，可以直接将投入到熔融室内受热熔融。搅拌机构的设计是为了能够受热均匀且不会粘连在设备上不向下流动，根据此要求设计出样机熔融室内的搅拌机构。

搅拌机构由搅拌轴、搅拌片固定杆、搅拌片以及底部的螺旋挤压带构成。搅拌轴上安装搅拌片固定杆，搅拌杆上对称安装有弹性功能的搅拌片，两边各安装有3片，其中一边安装位置靠近筛网的外侧，搅拌片之间间隔45mm，对称的另一边则安装在靠近筛网的内侧，搅拌片之间间隔40mm。因为在进行搅拌时，对于刚开始比较硬的其阻力会比较大，如果搅拌片之间没有间隔，搅拌片就会强行挤压，受力很大，这样很容易造成搅拌片的损坏，甚至是断裂。除此之外，搅拌机构如此设计不仅了旋转时搅拌片能够覆盖整个筛网平面，而且节省了材料，同时搅拌机构运行时整体质量保持平衡，不会因发生重心偏移造成过度磨损，从而延长其使用寿命。搅拌片在工作时的功能原理分析。

搅拌片是根据立式和卧式的实验结果进行比较分析，选择弹性好的弹簧钢片，这样可以较多时而又没有熔融的情况下，搅拌片在搅拌时不会因为阻力太大发生折断，而是弹性变形，待熔融后压力变小又恢复原状。

搅拌轴在筛网下面安装有一个螺旋挤压带，其作用是使得通过筛网间隙的熔融能够在旋转挤压力的作用下加速向下流入螺杆机筒内，而不会在箱体底部滞留或者沾茹在搅拌轴上。