XCF-8浮选机叶轮橡胶模具设计张广恩

张广恩

摘要：随着选矿和橡胶技术的发展，以橡胶为磨损材料的浮选机叶轮逐渐代替白口铸铁材质的叶轮。有关制作叶轮的橡胶模具的资料较少，本文介绍了橡胶模具设计思路，依据XCF-8浮选机橡胶叶轮结构和硫化设备参数，对该浮选机橡胶叶轮模具进行设计，为今后设计此类模具提供借鉴。

关键词：叶轮；橡胶模具；设计

0引言

XCF型自吸浆充气机械搅拌式浮选机是与KYF型浮选机组成联合机组，其既有自吸浆能力又有一般充气机械搅拌式浮选机的优点。它是由北京矿业研究院研制和设计，性能已经达到国际相同类型浮选机的水平。XCF型浮选机叶轮是浮选机最重要的部件，早期主要采用白口铸铁材质，在使用中磨损较快，尤其受精矿磨损严重，使用寿命一般为3～4个月。浮选机效率较低，维修劳动量较大。随着选矿和橡胶技术的发展，上世纪90年代后期，以橡胶为磨损材质叶轮的出现，大大提高了浮选机的作业效率，提高了叶轮的使用周期。白口铸铁材质叶轮也逐渐被橡胶叶轮所代替。

橡胶叶轮制品生产需要相应的橡胶模具。模具结构设计的合理与否直接影响到产品的质量、模具操作是否方便、加工模具成本和使用寿命。目前，国内有关介绍浮选机叶轮橡胶模具设计、制作和应用方面的书刊和资料相对较少。所以从事这方面工作显得尤其重要。

1模具设计思路

首先，熟悉产品，就是对要生产的橡胶制品的图纸及相关技术要求、用途、生产数量、使用橡胶性质和生产工艺做全面细致的了解。其次，模具结构的确定，包括：模具的结构形式；分型面；腔数和余胶槽的布置和定位。再次，确定型腔和外形尺寸、橡胶收缩率以及模具使用的材质。最后对起模方式和附属零件的设计。

2模具设计初始条件

2.1橡胶叶轮产品结构与参数

XCF-8浮选机橡胶叶轮结构如图1所示，骨架2被橡胶包层1完全包覆，属于完全内包骨架。隔离盘将叶轮叶片分成上、下片，叶轮上叶片呈辐射状平直叶片[1]。叶轮下叶片为后倾30°、高比转速离心式，下叶片内缘和底边的夹角为89°叶片。叶轮直径为Φ720，高为322mm。

2.2橡胶包层组成

图1橡胶叶轮结构

1.橡胶包层2.骨架

生产XCF-8浮选机橡胶叶轮所用橡胶为天然橡胶，牌号为1142。添加物有氧化锌；氧化镁；防老剂RD；高耐磨碳黑；硬脂酸等。

2.3硫化机参数

硫化机工作压力为300吨，硫化平板为1200×1200mm。

3橡胶叶轮模具设计

图2模具结构

1.下模2.上模3.中模4.型芯5.型芯

6.托辊7.螺栓

如图2所示，模具设计成上、中、下三模，两个分型面，二个型芯及二个定位面的单腔半封闭式压制成型模具。包括：下模1，上模2，中模3，型芯4和5及托辊6与螺栓7组成。

3.1分型选择

将模具打开，以取出橡胶制品的那些面，统称为分型面。分型面的设计一般从以下几个方面考虑。

（1）确保橡胶制品易脱模。

（2）确保制品工作面质量。

（3）便于生产操作，便于开模和填胶料。

（4）有利于排气。

XCF-8浮选机橡胶叶轮是以隔离盘将叶轮叶片分成上、下片的结构，所以将上叶片顶部和隔离盘上侧作为模具分型面，既有利于添胶料，又便于起模和排气，产生的飞边又不影响叶轮外观质量。

3.2模具型腔尺寸确定

依据橡胶叶轮制品尺寸，由公式①确定模具型腔的尺寸：

D腔=D制（1+C）①

其中：D腔模具型腔尺寸mm；D制橡胶制品尺寸mm；C橡胶收缩率

橡胶在压模硫化时，收缩率与胶料种类、硬度、硫化工艺条件和橡胶制品结构和尺寸有关。XCF-8立方浮选机橡胶叶轮属于完全内包骨架。由于骨架的存在，使收缩率变得复杂，离骨架从近到远橡胶收缩率呈现出从小到大的规律。在确定收缩率时，骨架尺寸的变形忽略不计，把纯橡胶部分单独考虑，取天然橡胶平均收缩率为2%。

由公式①计算得出。橡胶部分收缩尺寸为2mm。型腔直径尺寸为Φ724mm，高度尺寸为326mm。

3.3模具外形尺寸与材质

模具外形尺寸确定有两种方法[2]，XCF-8立方浮选机橡胶叶轮模具可以看作规则圆形型腔中的组合式圆形型腔利用公式②进行计算。

5结束语

（1）为今后设计相关类型模具提供借鉴。

（2）该型浮选机叶轮结构相对复杂，在设计模具时要合理取型腔表面粗糙度和拔模斜度，以利于橡胶制品出模。

（3）该模具操作简单，使用它生产的产品符合生产要求。

参考文献：

[1]沈政昌，刘振春.XCF自吸浆充气机械搅拌式浮选机[J].矿业，1996（4）：41-45.

[2]张秀英编著.橡胶模具设计方法与实例[M].北京.化工工业出版社，2004.