双螺杆挤出机传动系统的研究与进展
双螺杆挤出机毕业小论文
1．前言1.1研究目的啮合同向双螺杆挤出机是应用最广泛的聚合物加工设备之一,由于其具有优异的混合性能,很强的适应性及良好的自洁性能而被广泛应用于聚合物的物理改性———共混、填充,增强及成型制品[1 ] 。
为了适应各种聚合物材料的加工要求并解决混炼过程中存在的问题,近年来世界著名的同向双螺杆挤出机厂家和双螺杆挤出机研究者们对其挤出系统中的混炼元件进行了重点的研究并开发出了一些典型的新型混炼元件。
如德国WP 公司开发出的具有特殊几何形状的RGS 元件、L GS 元件、Schaufel 元件和美国Far2rel 公司开发出的FAMME 混炼元件[2 ] 。
本研究小组的金月富设计了一种新型元件———S 型元件[3 ] ,这种元件借鉴了FAMME 的设计思路,即采用了FAMME 大的螺棱间隙、小螺棱夹角,引入了双楔形区(螺棱拖曳面和机筒内壁之间的楔形区、啮合区内两螺棱之间的楔形区) 内的拉伸流动和螺槽区内物料松弛等概念,从而设计出一种端面形状类似于英文字母S 的元件。
这种设计加大了螺杆与机筒之间的间隙,增加了物料在挤出机流道内的周向流动和轴向回流,使两螺杆间和相邻两螺槽间的物料产生混合;由于物料在流动过程中通过两个楔形区,便受到剪切和拉伸作用;在相对低压区(松弛区) 物料产生松弛,这也有利于混合。
在本研究小组曾分别对S 型元件和捏合块元件流场的理论分析及实验研究的基础上[4 、5 ] ,本文拟对S 型元件和捏合盘块的流场分别进行数值模拟,以分析和比较两种元件的输送特性和混合能力,以供选择使用。
1.2 前人工作四十多年来，化工机械及自动化研究设计院在科研开发中取得了在科研开发过程中取得了丰硕的科研成果，共获重大科技成果346项，其中获全国科学大会奖、国家发明奖和国家科技进步奖19项。
获部、省级科技进步奖61项。
获国内专利授权16项、获美国专利1项。
于1965年兰泰公司作为化工部化工机械及自动化研究设计院的下属科研生产机构，承担国家大型技术攻关项目的科研主体，即开始从事同向双螺杆挤出机的研究开发工作，是国内同行业历史最悠久、专业最齐全，技术积累最雄厚，研究开发实力最强的科研制造实体。
异向双螺杆挤出机总体认识与技术进展.
喂料螺杆形式二.异向双螺杆挤出机分类三.啮合异向双螺杆挤出机
锥形双螺杆挤出机
四.熔融过程及正位移输送机理
异向双螺杆挤出机可以实现横纵向都封闭的功能，是非常优秀的正位移泵； 物料被封闭在彼此隔开的若干个C型室中，如下图所示，当螺杆转动一圈，C型室 就像口模方向移动一个螺距，进而实现输送物料的目的。
压延作用示意图
压延间隙速度分布
一.异向双螺杆挤出机介绍
计量加料方式； 物料在双螺杆中停留时间分布较窄； 优异的排气性能； 优异的混合、塑化效果； 更低的比功率消耗。相同产量情况下双螺杆挤出机的能耗要少50％； 双螺杆挤出机的容积效率非常高，其螺杆特性线比较硬。
计量加料料斗
水封排气泵工作原理
四.熔融过程及正位移输送机理
熔融机理：常规螺纹和捏合块组合造型熔融过程有所区别，下啮合区被物料完全充 满，与机筒内表面接触的物料首先熔融形成熔膜，熔融后期将形成以熔体为连续相， 残留固体粒子悬浮其中，形成“海-岛”熔融机理，残留固相主要集中在推进螺棱 附近。
五.啮合异向双螺杆强化元件
TME ZME
异向双螺杆挤出机总体认识与技术进展
广东轻工职业技术学院高分子教研室 广东高校高分子材料加工工程技术开发中心
一.异向双螺杆挤出机介绍
用于聚合物加工的双螺杆挤出技术早在1930年前后在意大利首先研制 成功的；
Colombo首先研制成功同向旋转双螺杆挤出机，1978年，杜邦公司的 Booy第一个研究了同向自扫型双螺杆挤出机螺纹结构几何学； 20世纪60年代，开发出了适合双螺杆挤出机的专用推力轴承组，使得 双螺杆机械的可靠性大幅提升。
一.异向双螺杆挤出机介绍
一.异向双螺杆挤出机介绍
双螺杆挤出技术是随着RPVC制品的发展及聚合物改性推动下发展起来的； 以异向锥形双螺杆挤出机为代表，适合加工热敏、剪敏材料，能够实现共 混、排气、化学反应等，停留时间短且控制均匀。此类机器的转速范围为 3~60rpm，长径比已达24~26。 两根螺杆间压延力的存在，限制了异向双螺杆高转速，开发高速异向双螺 杆是未来目标，目前转速可达300rpm；
双螺杆挤出机关键技术研究与分析
在图 2 中，各组齿轮所承载的扭矩从之前的 50%下降 到 24%，达到较高扭矩输出的目的。因为进行运转的时候， 会被 B 轴的轴承所限制，经过长久运转之后，会降低系统 的稳定性，影响到最终产品的质量。
从图 3 中可知，对于此方案来说，其中的第一输出轴 A 上边装设了齿轮 A1，并和两过渡轴 C、D 上边的齿轮 C1、D1 予以啮合，而在过渡轴 C、D 的另外一边，依次存在 斜齿轮 C2、D2，同时和第二输出 B 轴上边的斜齿轮 B1 相 啮合，其中 A 轴的传递功率是总功率的大约 1/2。B 轴的传 递功率则是 1/4。
关键词院双螺杆挤出机；高扭矩；高转速；关键技术
0 引言 从当前双螺杆挤出机的技术发展情况来看，在技术与 产品质量方面存在着很大的差异性。基于提升国内产品的 市场占有份额的目的，确保产品的质量，应该以满足客户 的需求作为宗旨，系统掌握双螺杆挤出机中的关键技术， 从而制造出性价比更高的产品，达到既定的发展目标。鉴 于此，深入探究与分析双螺杆挤出机的关键技术显得尤为 必要，具有重要的研究意义和实践价值。 1 双螺杆挤出机技术相关概述 对于 双 螺 杆 挤 出 机 而 言 ，主 要 涵 盖 了 挤 出 、传 动 两 部 分构成内容，其中，依靠挤出部件能够确保重要部件的质 量，而借助传动部件则使产品的生产效率获得提升。实际 上，可以将扭力分配箱的升级、更新视为双螺杆技术提高 的标志，所以，不难看出，传动系统十分关键。 作为双螺杆挤出机中关键的部件之一，传动部件的重 要性是不容忽视的。这好比汽车的发动机，只有供应充足 的动力，方可以输出大量的能量，因此，为了使挤出效率获 得提升，首先应该依靠传动系统供应充足的动力。对于双 螺杆挤出机来说，主要依靠螺杆构件进行旋转运动形成相 应的动力，并将其转化为扭转力，当扭力很大且所输送的 物料较多的时候，应该借助较高扭矩传动系统供应一定的 动力，方可以产生较高的产量[1]。参考当前双螺杆挤出机行 业的发展状况而言，有关传动系统主要分为圆柱外齿轮系 扭矩分配传动、行星齿轮系扭矩分配传动两种不同的技术 方案。 2 双螺杆挤出机的关键技术说明 2.1 圆柱外齿轮系扭矩分配传动技术方案分析 2.1.1 两输出轴扭矩分配构造不同的传动方案介绍 关于平行三轴传动构造图见图 1。
双螺杆挤出机的关键技术研究
双螺杆挤出机的关键技术研究发布时间：2022-07-24T03:21:59.323Z 来源：《中国科技信息》2022年3月第6期作者：庄范新[导读] 集混炼性能，挤出性能和加料性能于一身的双螺杆挤出机广泛的应用于各类挤出制品的生产和加工成型过程中，而其技术充分发挥的前提一定是对其关键技术的掌握和运用。
随着双螺杆挤出机在国内外研究水平的逐步提升，庄范新南京科亚化工成套装备有限公司摘要：集混炼性能，挤出性能和加料性能于一身的双螺杆挤出机广泛的应用于各类挤出制品的生产和加工成型过程中，而其技术充分发挥的前提一定是对其关键技术的掌握和运用。
随着双螺杆挤出机在国内外研究水平的逐步提升，越来越多的创新性结构设计让双螺杆挤出机得到更广泛和优质的应用，同时也提升了生产的产能，降低能源消耗，为工业生产的优化做出了巨大的贡献。
因此，本文就双螺杆挤出机的关键性技术进行研究，并以当前国内外双螺杆挤出机生产厂商产品为例，论述其在结构优化，功能增项，技术延伸等方面的关键性技术趋势进行论述，从而分享双螺杆挤出机行业的近况和技术进展，为双螺杆挤出技术的综合提升和合理化应用提供理论依据。
关键词：双螺杆挤出机，关键技术，研究1.前言双螺杆挤出机技术早在二十世纪八十年代就已经广泛的应用于塑料的改性构建中，并且随着技术的不断创新和迭代，这项技术手段在工程塑料，食品，橡胶制品，造纸材料等领域都有广泛的应用并占据着重要的市场份额[1]。
而双螺杆挤出机作为生产过程中的主要设备其技术与产品生产后的质量却存在着很大的差异。
这些差异的形成与双螺杆挤出机本身的品质，工作效率，耐用性能，实用性等都有直接的关系。
因此如何选择和考核挤出机产品，如何提升挤出机关键技术的水平是目前研究的重点。
为了能够制造出性价比更高的产品，对于双螺杆挤出机关键技术的研究显得尤为重要。
2.双螺杆挤出机技术相关研究进展双螺杆挤出机其工作的作用部分主要包含挤出和传动两个关键的步骤。
同向平行双螺杆挤出机_研究报告——北京化工大学
目录1概述-----------------------------------1 2同向平行双螺杆挤出机的分类-------------1 2·1基本分类-------------------12·2组合分类-------------------23主要结构及基本原理---------------------2 3·1主要结构-------------------33·2基本原理-------------------44同向平行双螺杆挤出机的优点-------------6 5同向平行双螺杆挤出机的发展趋势---------7 参考文献------------------------------91概述挤出机起源18世纪，英格兰的Joseph Bramah于1795年制造的用于制造无缝铅管的手动活塞式压出机被认为是世界上第一台挤出机。
在挤出机作为一种制造方法的发展过程中，第1次有明确记载的是R.Brooman在1845年申请的用挤出机生产固特波胶电线的专利。
在聚合物加工中首先应用双螺杆挤出机是在20世纪30 年代的意大利, 其标志是Roberto Colombo研制成功了同向双螺杆挤出机Pasquetti研制成功了异向双螺杆挤出机。
现代双螺杆挤出技术是在20 世纪60 年代末至70 年代初随着RPVC制品的发展得以发展的1964年Inning和Zanradnik 申请了己内酞胺在标准组件同向旋转双螺杆挤出机内连续阴离子聚合的专利。
在我国, 双螺杆挤出机的应用大约在20 世纪70 年代初, 到90 年代初发展迅速。
关于最早双螺杆挤出机的设计初衷是为了解决挤出时物料挤出不净的问题，后来在使用和研究的过程中发现双螺杆挤出机的性能在很多方面优于单螺杆挤出机，因此，对于双螺杆的研究是很必要的，下面主要分析同向平行双螺杆挤出机的分类。
2双螺杆挤出机的分类2·1随着双螺杆挤出机的发展，就出现了各种不同样式的双螺杆挤出机，由于所需加工的物料不同，因此需要用不同的螺杆挤出机的形式来进行良好的塑化，保证加工质量。
双螺杆挤出机传动系统的研究与进展
文章编号:1004-2539(2007)02-00102-04双螺杆挤出机传动系统的研究与进展王 力1 刘小平2 王 平2 陈奇栓1(1承德石油高等专科学校电气与电子系, 河北承德 067000)(2天津科技大学, 天津 30222)摘要 介绍了双螺杆挤出机传动系统的发展情况,对其传动系统进行了归类与分析,并着重阐述了高转矩型双螺杆挤出机三轴传动系统的技术关键。
本文的工作对于双螺杆挤出机传动系统的研究、设计和应用具有积极作用。
关键词 双螺杆挤出机 传动系统 研究 进展 引言啮合同向双螺杆挤出机由于具有优异的混合性能、挤出物质量好和产量高等优点,得到了广泛的重视和迅速的发展。
随之也对双螺杆挤出机本身的结构、质量提出了更高的要求。
传动系统是双螺杆挤出机的关键之一。
要求输出大的转矩,具有高产量。
由于几何尺寸的限制,转矩越高,传动系统中齿轮、输出轴、轴承等部件的设计制造就越困难。
双螺杆传动系统按其转矩分配部分可分为分离式传动系统和三轴式传动系统。
典型的三轴式传动系统如图1所示。
三轴式传动系统改善了某些轴、齿轮、推力轴承的受力状态,特别是传递总功率的主轴1、2,它以与螺杆同样的速度运转,与分离式传动系统相比,在同样的传递功率下,实际承受的转矩较低。
另外,主轴1与辅助轴3的距离增大,可以选用承载能力高、外径大的径向和推力轴承,从而提高了传动系统的工作能力和寿命。
由于以上原因,本文主要讨论三轴式传动系统的主要特点及其分析[1-2]。
1 三轴式传动系统的特点[3-13]1.1 减速器的结构布局分析同向双螺杆挤出机传动系统由减速部分、转矩分配部分组成,这两部分的功能虽有不同,但它们紧密联系,有时还相互制约。
双螺杆减速箱的传动结构布局目前大致可分为两种传动形式。
1.1.1 两箱传动型 形成减速箱与转矩分配箱(见图1)。
其特点为:设计结构简单,对于同样的承载能力,减速部分可适当加大,承载能力也相应增加。
但双螺杆减速器需要承受由机头传来的轴向力,由于输出轴中心距的限制,承受轴向力的两个止推轴承在减速部分的前后分置,势必造成传动部分输出轴一长一短,由于同时承受转矩和轴向力,使两轴所受扭转、挠度变形有一定差别。
啮合型同向旋转双螺杆挤出机研究
体 首进 啮 型 向转 螺 挤 机 结 参 研 先 行 合 同旋 双 杆 出 的构 数 究分 文
啮合型同向旋转双螺杆挤出 机研究
布较低 （３ ＜ ） 单体残留含量低 （． －８ ， ， ２ ％ ２ ％） 流变性能好， ５ ． 易于纺丝 的纺丝级尼龙 ６聚合物，并纺制出可纺性和后加工性能均较理想的尼 通过上述研究，为啮合型同向旋转双螺杆挤出机反应挤出机理的 进一步研究、提高应用水平提供基础和相应的研究思路，更为双螺杆 挤出机在化纤工业方面的应用摸索出适合的道路。 关键词：同向旋转双螺杆挤出机，反应挤出，Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ ，尼龙 ６
ｓｆ ｒ． ３Ｄ ｎｔ ｅｅ ｎ ｍｏ ｅ ｉ ｅｔｂｉ ｅ ｗｉ ｒａ ｓ ｅ ｏ ｗａｅ Ａ － ｆ ｉ ｌ ｔ ｉ ｅ ｍｅｔ ｄ ｌ ｓ ｌ ｈ ｄ ｔ ｅ ｌ ｏ ｓ ａ ｓ ｈ ｉ ｆ ｚ
ｋｅ ｉ ｂ ｃ ， ｅ ｌ ｆｗ ｄ ｕｌ ｎａ ｃｎｉ ｎ ｏ ｎａ ｎ ｌ ｋ ｐｗｒ ｌ ａ ａ ａ ｂｕｄｒ ｏｄｉ ｓ ｄ ｇ ｓ ｏ ａ ｏ ｎ ｃ ｏ ｗ ｔ ｏ ｙ ｔ ｏ ｆ ｓｔｎｒ ｒｌ ｒａｎ ｓ ｅ． ｖｌ ｉ ｆｌ ａｄ ｓ ｒ ｆｌ ｔｉ ａ ｂ ｒ ａｄ ｔｇ ｗ Ｔｅ ｏ ｔ ｉ ｄ ｐ ｓ ｅ ｄ ａｏ ｙ ａ ｅ ｎ ｏ ｉ ｃ ｔ ｒ ｈ ｅ ｃｙ ｎ ｒ ｕ ｉ ｅ ｅ ｅ
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双螺杆挤出机的传动系统研究的开题报告
双螺杆挤出机的传动系统研究的开题报告一、选题的背景和意义双螺杆挤出机作为一种重要的高分子材料加工设备，其应用范围非常广泛，包括塑料、橡胶、化纤、食品、医药等领域，成为现代化生产的重要组成部分。
在双螺杆挤出机中，传动系统对于整个设备的性能和工作效率具有重要作用。
为了提高传动系统的精度和稳定性，保证设备正常运行，对其进行深入的研究和优化非常必要。
二、研究的主要内容和思路本研究的主要内容是双螺杆挤出机传动系统的分析和研究。
采用先进的动力学分析方法和计算机仿真技术，对双螺杆挤出机的传动系统进行建模和仿真，分析其动力学特性和传动机理，并进行优化设计。
1. 传动系统建模：根据双螺杆挤出机的结构特点，利用计算机辅助设计软件进行建模。
选择合适的材料和零部件，考虑传动系统的刚度和稳定性，建立传动系统的数学模型。
2. 仿真分析：根据建立的数学模型，利用ANSYS等先进的有限元分析和动力学仿真软件，对传动系统进行仿真分析。
分析传动系统的负载特性、动态响应和传动效率等。
3. 传动系统优化：根据仿真分析结果，对传动系统进行优化设计。
采用先进的材料和工艺，优化传动系统的结构和布局，提高传动效率和精度，保证设备的正常运行。
三、预期成果和实现途径本研究预期的成果为：深入研究双螺杆挤出机传动系统的动力学特性和传动机理，优化传动系统的结构和布局，提高传动效率和稳定性，为设备的正常运行提供技术支持。
同时，通过本研究的成果，可以为双螺杆挤出机的设计和生产提供参考和依据。
实现途径主要包括：（1）采用先进的动力学分析方法和计算机仿真技术，进行传动系统的建模和仿真；（2）利用先进的材料和工艺，对传动系统进行优化设计；（3）通过实验验证和比较分析，验证传动系统的优化效果和性能提升。
四、研究的难点和挑战双螺杆挤出机传动系统研究中的难点和挑战主要有以下几点：（1）传动系统的复杂度较高，需要建立准确的数学模型；（2）传动系统的运动学和动力学分析较为困难，需要采用先进的计算机仿真技术；（3）传动系统的优化设计需要考虑多个因素和约束，需要综合考虑各种因素和进行平衡；（4）传动系统的实验验证和效果分析需要具备较强的实验技能和数据分析能力。
同向双螺杆挤出机近年的发展情况
同向双螺杆挤出机近年的发展情况近年来始终观注双螺杆挤出机市场开展，除平行双螺杆挤出机外，同向双螺杆挤出机几年来也获得很不错的开展。
近年来，同向旋转双螺杆挤出机迅猛开展，其产量、扭矩和转速大幅度进步，运用日益普遍。
进步同向双螺杆挤出机生产效力、改良产品德量和实现装备的多功用化是实现其高性能化的基础请求，也是研发的难点所在。
进步生产效力进步生产效力是新型同向旋转双螺杆挤出机开发研制的重要宗旨之一，它可以通过进步螺杆转速、加强塑化和混杂才能等门路来实现。
在雷同螺杆转速下，增大螺槽的深度可使保送量大幅度增添。
与此相应地请求螺杆的塑化和混杂才能也随之增大，这就请求螺杆可以蒙受更大的扭矩。
在高的螺杆转速下，物料在挤出机内的停留光阴缩小，有可以使物料塑化熔融、混炼不够充足。
为此，须要恰当增添螺杆长度，这些又必定招致双螺杆挤出机实际承载扭矩和功率的增添。
增大螺槽自在容积也是一个重要的因素。
在加料段和脱挥段，螺纹元件具备大的自在容积是十分必要的，关于松密度物料，增大加料段自在容积和物料在螺槽中的充溢程度，可大幅度进步挤出机的生产才能。
双螺杆挤出机进步扭矩和转速，需对加速调配箱进行精心设计。
要大幅度地进步装备的扭矩指标，必将对传动箱的设计和制作程度提出更高的请求。
扭矩越高，传动箱中齿轮、输出轴、轴承等零件的设计、制作精度、材质强度和热处理请求就越高，同时对螺杆的芯轴、螺纹元件和捏合盘等零件的设计制作精度请求也更高。
因为要增大螺纹元件的自在容积，在螺杆外径不变的状况下，两螺杆中央距将减小，这必将使配比齿轮和止推轴承安装空间不够的问题变得更为突出。
进步产品德量要得到高的产品德量，挤出机中央部件——塑化体系的设计关系严重。
塑化体系重要包含螺杆和机筒，为适应多种加工请求，通常都将螺杆和机筒设计成积木式组合构造。
遵照各段的功用可将螺杆分红加料段、塑化段、混炼段、排气段和挤出段。
这些区段在挤出历程中具备不同的功用，其构造各不雷同，与之相应的螺杆元件几何参数也各不雷同，因而如何肯定螺纹元件几何参数成为塑化体系设计的症结。
双螺杆挤出机传动系统的方案比较和强度分析
硕士学位论文
双螺杆挤出机传动系统的方案比较和强度分析
姓名:滕庆明
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:张有忱
析
作者:滕庆明
学位授予单位:北京化工大学
1.期刊论文王力.刘小平.王平.陈奇栓.Wang Li.Liu Xiaoping.Wang Ping.Chen Qishuan双螺杆挤出机传动系统
的研究与进展-机械传动2007,31(2)
介绍了双螺杆挤出机传动系统的发展情况,对其传动系统进行了归类与分析,并着重阐述了高转矩型双螺杆挤出机三轴传动系统的技术关键.本文的工作对于双螺杆挤出机传动系统的研究、设计和应用具有积极作用.
7.会议论文杨志文.董海生.阮孟法双螺杆挤出机械设备探讨2000
在粉末涂料的制造中,国产双螺杆捏练型挤出机已占主导地位。其性参特点,技术指标的设计参数,主要决定于螺筒和螺杆。传动系统设计也很重要,但它属于通用专业的设计范畴。螺筒的设计参数由螺杆决定,结构上只有工艺问题。通常由工艺来决定。唯有螺杆才是设计中的关键。
2.期刊论文李艳霞.王平.高红宇双螺杆挤出机的新型传动系统及其应用-世界华商经济年鉴·高校教育研究
2009(2)
本文对双螺杆挤出机的传动系统的作用进行了用述,并对实现传动系统设计目标的两种新型传动方案进行了分析,论述了传动系统驱动方式的选择原则.
3.期刊论文张有忱.ZHANG YouChen双螺杆挤出机传动系统均载研究-北京化工大学学报(自然科学版)2010,37(1) 由于双螺杆挤出造粒机组的齿轮传动箱的输出轴的中心距受到双螺杆中心距的限制,中心距不能太大,则需要采用分流合流传动方式,用以实现小中心距大功率、大扭矩传动.分流合流传动的关键是保证两支流的载荷尽可能一致,对齿轮支承形式和支承轴直径对分流合流传动均载的影响进行了详细的分析,结果表明小轴径长且悬臂的支承结构对传动系统的均载是有利的.
挤出成型设备的研究现状及发展
挤出成型设备的研究现状及发展挤出成型是一种常见的塑料加工方法，广泛应用于塑料制品的生产。
它通过加热和融化塑料颗粒，然后将其挤压通过模具，使其形成所需的形状和尺寸。
挤出成型设备的研究现状和发展主要涉及设备结构、控制系统、材料加工等方面。
首先，挤出成型设备的结构方面，目前主要分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机两种类型。
单螺杆挤出机结构简单、价格低廉，广泛应用于轻质产品和一些特殊材料的加工。
而双螺杆挤出机由于具有更好的混炼和塑化能力，适用于高粘度和高填充料的材料加工。
目前，双螺杆挤出机在复合材料、高性能塑料的加工领域得到广泛应用。
此外，还有一些新型结构的挤出成型设备，如井型螺杆挤出机和分区交替双螺杆挤出机，它们通过改变螺杆构造，提高了产品的质量和生产效率。
其次，挤出成型设备的控制系统方面，目前主要采用PLC和触摸屏技术。
PLC（可编程逻辑控制器）可以实现挤出成型设备的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
触摸屏技术则可以实现人机界面的直观操作，方便操作人员进行参数设置和监控。
除了常规的控制系统，还有一些新技术应用于挤出成型设备的控制，如模糊控制、神经网络控制和遗传算法优化控制等，提高了设备的自适应性和智能化程度。
再次，挤出成型设备的材料加工方面，目前主要关注材料的挤出性能和加工工艺的优化。
一方面，针对不同类型的塑料，通过改变挤出机的螺杆结构和加热冷却系统，可以优化其挤出性能，提高产品的质量。
另一方面，针对不同形状和尺寸的产品，通过改变模具的设计和挤出工艺参数的优化，可以减少产品的缺陷，提高产品的一致性和性能。
最后，挤出成型设备的研究还涉及到能源消耗、环保和可持续发展等方面。
随着能源危机和环境污染问题的日益严重，人们对挤出成型设备的能源利用效率和环保性能提出了更高的要求。
因此，当前的研究主要集中在节能技术的应用、废物再利用和环境友好材料的研发等方面，以减少能源消耗和废物排放。
综上所述，挤出成型设备的研究现状和发展主要集中在设备结构、控制系统、材料加工和可持续发展等方面。
双螺杆同向挤出机实验报告
双螺杆同向挤出机实验报告双螺杆同向挤出机是一种采用双螺旋桨构成的挤出机，其中两个螺旋桨的方向相同，可以用来处理高粘度材料。
双螺杆同向挤出机的应用范围非常广泛，包括食品、医药、化工等领域。
本实验旨在研究双螺杆同向挤出机的工作原理和流动特性，并对其进行实验验证。
一、实验原理双螺杆同向挤出机是由两个同方向旋转的螺旋桨组成，螺旋桨上有连续的螺旋腔室。
当螺旋桨旋转时，物料在螺旋腔室中不断前进，同时从前端出口处挤出。
双螺杆同向挤出机的工作原理是将无规则排列的分子链在双螺杆的作用下进行拉伸和排列，从而获得一定的物理性能，比如提高材料的强度、韧度、耐磨性等。
其流动特性主要通过物料在螺旋腔室中的运动来体现，通常可以通过流量、压力等参数来控制其流动特性。
二、实验仪器与材料实验仪器：双螺杆挤出机、电子天平、数字摄像机等。
实验材料：塑料颗粒等高粘度材料。
三、实验步骤1、准备实验材料：选择适当的塑料颗粒，将其称量并记录其重量。
2、开机前检查：检查双螺杆挤出机的所有部件是否完好无损，并查看电源和机器连接是否安装正确。
3、开机操作：将塑料颗粒加入到挤出机中，启动挤出机，并设置合适的温度、转速等参数，控制挤出机的流量和压力等参数。
4、观察实验结果：观察挤出机的挤出情况，记录流量、压力等参数，并拍摄照片和视频等资料。
5、清洗维护：完成实验后，关闭挤出机并进行清洗和维护，保证挤出机的良好状态。
四、实验结果与分析经过实验测试，我们得出了双螺杆同向挤出机的流量、压力等参数，并观察到了材料在挤出过程中的变化情况。
观察结果表明，在适当的温度和转速等条件下，双螺杆同向挤出机可以有效地处理高粘度材料，实现材料的拉伸和排列，提高其物理性能。
同时，通过调节挤出机的流量和压力等参数，可以控制材料的流动特性，实现不同形状和尺寸的挤出效果。
五、结论与展望本实验通过对双螺杆同向挤出机的实验研究，探讨了其工作原理和流动特性，并验证了其在高粘度材料处理中的应用前景。
双螺杆挤出机的研究进展及其在母粒中的应用
双螺杆挤出机的研究进展及其在母粒中的应用摘要: 双螺杆挤出机作为塑料加工生产的主要设备之一，现阶段主要采用同向和异向型双螺杆挤出机生产热塑性塑料及制品。
为适应市场经济的高速发展，提升企业竞争力，国内外挤出设备公司利用积木式原理和专门设计的螺纹元件、分散捏合元件制造同向和异向型双螺杆挤出机，为塑料加工工业提供创新解决方案。
关键词: 双螺杆挤出机; 塑料加工; 母粒1前言双螺杆挤出机是我国塑料制品工业化生产的主要设备之一，也是生产塑料类相关产品的核心装备。
目前，用户对塑料质量的要求越来越高，塑料质量、材料和性能的多样化使得塑料制造业对双螺杆挤出机的要求也越来越严苛，而对于挤出过程的工艺控制要求也达到了新的高度，这使得传统控制方法已无法满足现阶段对塑料挤出机过程控制能力的要求。
伴随着国内自动化控制技术和电子计算机的发展，国内学者逐步将可编程逻辑控制器 ( PLC) 应用于塑料挤出机工作过程控制中，工业装备的过程控制也从最初的模拟信号控制转向模糊化、数字化和智能化方向发展，塑料挤出过程控制也正逐步朝向自适应性智能化方向发展。
2新型双螺杆挤出机双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上形成并发展的一种新型挤出机。
通过在挤出机之间的套筒内安装两根螺杆，提升挤出机的运行效率和性能。
从名称中可以看出双螺杆挤出机具有两根螺杆，两根螺杆能够变化形式，可以实现正反方向的旋转，并且两根螺杆也可以自由转化啮合状态，如果螺杆处于啮合，挤出机会具有较强的输送能力，稳定性较强。
目前，大部分的双螺杆挤出机都采用了啮合形式，以此来提升挤出机的工作效果。
以下是新型双螺杆挤出机的研究进展情况。
2.1 自洗净式双螺杆挤出机虽然特殊圆板式双螺杆挤出机有效缓解了传统挤出机存在的不足，但其适用范围却相对较小，无法对3KPA及以上的液体和聚合物进行挤压加工。
为此，相关企业对其缺点进行了弥补，发明了自洗净式双螺杆挤出机，通过将两根同样回转轴安装在挤出机机筒内部的断面上，并在回转轴上安装一些圆板，从而在运行过程中，可以将固体分散为细小的颗粒。
平行双螺杆挤出机传动系统结构对比分析及设计中若干问题的探讨
轴 接触表 面开设 润 滑 油 油路 ， 降低 轴 承温 度 。上 以
述 两改 进方 案 中 ， 高扭 矩 输 出轴 上有 两 对 齿 轮参 与 传动 ， 齿传 递 的扭矩 均为 总扭矩 的 １４ 单 ／。
Ｅ Ｃｌ ｃ
够 完全发挥 。通 常来 说 ， 动 系统 主 要 实现 减 速 和 传 功率 分配两 种功 能 。它不 仅将 电机转 速 降低到 挤 出 机 螺杆所需 转速 ， 且 将输 入 轴 的功 率 平 均分 配 到 而 两 根输 出轴 上 。 由于挤 出机两 螺杆 中心距 限制 了两 输 出轴上驱 动 齿轮 的 大小 ， 以如 何 保 证 两输 出轴 所
Ｃ两 端 的齿 轮 ５ １和 ５ ２同时 驱动 轴 Ｄ １和 Ｄ ２上 的齿
出轴从 行 星轮 系 中穿过 。１ ８ ９ ６年 Ｈ Ｓ ｈｆｒ 出的 ． ｃａｅ 提 单行 星齿 轮 系扭 矩 分 配 传 动 结 构 中 （ 图 １ ） 见 ０ ， 行星轮 系 中包括 三个行 星轮 Ｐ 、２和 Ｐ 、 １Ｐ ３ 一个 太 阳
动输 出轴 Ｆ ２上 的齿 轮 ９ ， 输 出 轴 Ｆ ２两 ｌ和 Ｆ ２同 向
阳轮 ｓ为 输 出轴 ， 阳轮 与三个 行星 轮啮合 ， 太 单齿传
递功率 仅 为 总 功 率 的 １ ６ ／ 。行 星 齿 轮 轴 作 为 输 入 轴 ， 递功 率受 到轴径 的 限制 。１９ 传 ９ ９年 ， ． ｒ ｊ Ｇ Ｍａｉ １ ｓ２ 将齿 圈作 为功率 输 入齿 轮 ， 系统 所 能传 递 的功 率可
传 动 系统 是 平 行 双 螺 杆 挤 出机 的 重 要 组 成 部 分 ， 实现 减 速 和 功 率 分 配 两 种 功 能 。按 照 传 动 形 式 的 不 同
将 传 动 系统 分 为 圆柱 外齿 轮 系和行 星齿 轮 系两 类 ， 析 了每 一 类 中 多 个 典 型 案 例 。 最后 从 齿 轮 轴 受 力 、 轮 箱 分 型 分 齿
双螺杆挤出机双技术结合 达到高产低能耗
双螺杆挤出机双技术结合达到高产低能耗双螺杆挤出机技术结合了目前世界上两种“锥形异向双螺杆挤出机”和“平行同向双螺杆挤出机”的功能结构优势，将”锥形螺杆”和”同向旋转”相结合，既保持了锥形异向双螺杆挤出机挤出力大的特点，又达到了平行同向双螺杆挤出机塑化性能好的特性，同时还可以充足螺杆低速旋转、低温等难度较大的加工要求，具有高产低能耗的特点。
双螺杆挤出机由挤出系统、定量加料装置、真空排气系统、减速箱、调配齿轮箱、加热冷却系统、螺杆芯部调温掌控系统、电控系统（包括故障报警系统和扭距保护装置）等构成。
可以生产管材、异性材、板材、片材及造粒等。
双螺杆挤出机的零部件构成与单螺杆挤出机的零部件构成基本相像。
双螺杆挤出机的机筒内有两根螺杆、加料采纳螺旋强制向机筒内供料，螺杆用轴承的规格和布置比较多而杂。
双螺杆挤出机图片双螺杆挤出机关键技术：（1）锥形螺杆的同方向旋转使加工的物料进入机筒后环绕锥形双螺杆成””字形运动，加添了塑化时间和密炼性能，从而保证了产品的塑化质量。
（2）采纳锥形螺杆可在减速调配箱末端有充足的空间可选用大规格推力轴承，以承当锥形螺杆的大挤出力，保持了锥形双螺杆挤出机良好的挤出力性能。
双螺杆挤出机既具有良好的塑化性能，同时又具有良好的挤出力。
双螺杆挤出机其锥形螺杆的同方向旋转使被加工塑料在进入机筒后，在机筒中环绕锥形双螺杆成8字形挤压，加添了塑化时间，削减了塑料和机筒螺杆的摩擦力，从而保证了塑化质量，降低了能耗；由于采纳的螺杆为锥形，保持了锥形双螺杆造粒机良好的挤出力性能。
双螺杆挤出机通过上述技术，*实现了挤出力大、塑化性能好、产量高、能耗低的特征，经检测证明本双螺杆挤出机可节能30%—50%以上，是适合各种塑料或橡胶挤出造粒成型的新奇设备。
双螺杆挤出机是塑料挤出机进展*的一次技术革命，以进展的眼光看，在将来几年内，替代传统的塑料挤出机而成为塑料加工行业中重要的热成型机械已经成为了必定趋势。
近几年以来，人们对螺杆进行了大量的理论和试验讨论，至今已有近百种螺杆，常见的有分别型、剪切型、屏障型、分流型与波状型等。
同向平行双螺杆挤出机的开发和研究
熊明宇：同向平行双螺扦挤出机的开发与研究１６７同向平行双螺杆挤出机的开发与研究熊明宇（北京福田建材机械有限责任公司１０１１１７摘要介－绍ｓ『Ｉ｛系列同向平行双螺杆挤出机的开发与研究情况：关键词（同向平粕奴螺杆挤出机研究开发。
钆、同向平行排气式双螺杆混炼挤出机具有输送效率高、分散混合能力强、自洁性能好、物料在机内停留时间分布均匀等优点，广泛应用于不同塑料之间和塑料与橡胶之间的共混改性，各种添加荆与塑料共混，玻璃纤维、碳纤维增强塑料等。
在国外，生产该类机器的主要厂家有德国的Ｗｅｒｎｅｒ＆ｐｆｌｅｉｄｅｒｅ，Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ，Ｌｅｌｓｔｒｉｔｚ和１３本的日钢、东芝、池哑铁工等，生产晚５～∞８０Ⅻ各种规格的机种。
同向平行双螺杆挤出机的发展已经历了五个阶段，每个阶段的主要特征为：第一阶段，整体式异向旋转，采用风冷却；第二阶段，同向、异向两用型，采用风冷却；第三阶段，组合式同向专用型，三头浅槽螺纹，低扭矩、低转速传动，介质冷却；第四阶段，组合式深槽两头螺纹，高扭矩、高转速传动；第五阶段，组合式超深槽两头螺纹，超高扭矩、高转速传动，产量高、能耗低、加工物料范围广，综合性能好，螺杆与机筒材质为高耐磨高耐蚀材料，在电器控制方面实现微机控制。
在国内，８０年代以前所需的双螺杆挤出机全部依靠进口．直到舳年代中期，国内有关厂家和院所才相继开发成功０８３，０７２，０６８，西６０，０５７，０５３，０３０一等几种规格的机型。
近年来，我们在系统研究双螺杆挤出机理论的基础上，运用计算机数值模拟计算和激光测试技术，自行设计并先后研制成功０７０，０５０，０３０ｍｍ等几种新型同向平行双螺杆挤出机，这几种机型采用同向平双第五代组合式设计，具有超深槽两头螺纹，超高扭矩、高转速传动，产量高，能耗低，加工物料范围广，综合性能好，螺杆与机筒材质为高耐磨高耐蚀材料，在电器控制方面实现微机控制。
１主机特征参数确定依据对某一规格的双螺杆挤出机而言，其主机有螺杆长径比、驱动功率、产量和螺杆最高转速等四个特征参数。
双螺杆挤出机的传动系统的方案设计
双螺杆挤出机的传动系统的方案设计[摘要] 本文对双螺杆挤出机的传动系统的结构布局进行分析，并对实现传动系统设计目标的各种传动方案进行了讨论，在对双螺杆磨浆机传动系统设计方式分析和比较的基础上，结合具体设计参数要求，提出了最佳的传动方案。
[关键词] 双螺杆挤出机传动系统方案前言双螺杆挤出机的传动系统是双螺杆挤出机的关键部分之一，要实现在规定的螺杆转速、螺杆旋转方向、扭矩均匀分配、轴承合理布置的目标，需要在传动系统的设计中确定合理的传动方案和结构设计。
因此，对双螺杆挤出机传动系统的设计具有重要的现实的意义。
一、传动系统的结构布局分析螺杆挤出机的传动箱由两大部分即减速部分和扭矩分配部分组成，这两部分的功能虽有不同，但它们紧密联系，有时还相互制约。
根据目前流行的结构看，其设计布置大致有两种方案，一种是将减速部分和扭矩分配部分很明显地分开，即所谓分离式；另一种是将二者合在一起。
图1所示为减速部分与扭矩分配部分明显分开的示意图。
右边是减速部分，左边是扭矩分配部分，各自独立成体系，中间用连接套(花键)连接起来。
其特点设计结构简单，对于同样的承载能力，减速部分可适当增大，承载能力也相应的增加，还可以对两部分的齿轮强度进行分别计算。
但双螺杆传动系统需要承受由机头传来的轴向力，由于输出轴的中心距的限制，承受轴向力的两个止推轴承组，一个在减速部分之前，另一个在减速部分之后，势必造成传动部分输出轴一长一短，并且同时承受扭矩和轴向力，这样对于长轴而言，其受力扭转角增大，挠度增大，同时由于传动装置由两部分组成，增加了装配难度，并且占地面积增加。
此结构使用于大功率且双螺杆中心距较大的机组。
这种布置可能采用标准减速器，因而简化了扭矩分配部分的设计制造工作量，但占用空间体积较大。
图1 减速部分和扭短分配部分分开的传动箱图2所示为减速部分与扭矩分配部分合一。
由电机传来的扭矩经齿轮Zl、Z2、Z3、Z4传至螺杆Ⅰ，而经由齿轮Zl、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8传给螺杆Ⅱ。
双螺杆挤出机传动系统均载研究
第37卷第1期2010年北京化工大学学报(自然科学版)Journal of Beijing University of Che m ical Technol ogy (Natural Science )Vol .37,No .12010双螺杆挤出机传动系统均载研究张有忱(北京化工大学机电工程学院,北京 100029)摘 要:由于双螺杆挤出造粒机组的齿轮传动箱的输出轴的中心距受到双螺杆中心距的限制,中心距不能太大,则需要采用分流合流传动方式,用以实现小中心距大功率、大扭矩传动。
分流合流传动的关键是保证两支流的载荷尽可能一致,对齿轮支承形式和支承轴直径对分流合流传动均载的影响进行了详细的分析,结果表明小轴径长且悬臂的支承结构对传动系统的均载是有利的。
关键词:挤出机;齿轮传动装置;载荷分配中图分类号:TK123收稿日期:2009-03-03第一作者:男,1957年生,教授E 2mail:zhangyc@mail .buct .edu .cn引 言大功率、大扭矩、大轴向推力、小中心距齿轮传动箱是大型双螺杆挤出造粒机组的关键部分,其性能的好坏,直接影响挤出造粒机组生产效率和寿命。
由于造粒机组中的输出轴的中心距受到双螺杆中心距的限制,中心距不能大,这样就给齿轮其他参数的设计造成很大的困难。
为了能实现正常传动,则必须设计特殊的传动形式。
目前主要采用分流合流传动方式,实现小中心距大功率、大扭矩传动[1-2]。
由于存在制造误差和安装误差,必然造成两路分流合流的功率流不相等及两路传递的扭矩不相同。
为了减小两路功率流不相等及两路传递的扭矩不相同的问题,实际中必须采取相应的均载措施,如1500&850HP 减速器采用平衡齿轮出轴支承在靠两条调节螺栓悬挂于弹簧梁上浮动的五金轴瓦上,调节螺栓可以改变平衡齿轮的高度,从而改变两条中间轴的载荷,实现分流均载的调节[3]。
也可以采用传动齿轮相对于轴的在圆周方向的位置可以微调的结构,以通过齿轮和轴之间相对位置的调整,达到两路功率流及两路传递的扭矩尽可能接近。
双螺杆挤出机关键技术探讨
双螺杆挤出机关键技术探讨摘要：随着技术创新，我国的双螺杆挤出机制造企业不断成熟和发展，在工程塑料、橡胶、食品、造纸等行业都有广泛地应用。
特别是在工程塑料行业，双螺杆挤出机已经成为塑料改性、增强、共混挤出的主要设备。
关键词：双螺杆挤出机；传动技术；行星齿轮系1圆柱外齿轮系扭矩分配传动技术1.1平行三轴传动结构图1为平行三轴传动结构示意图，动力平行传递到两个输出轴，其中输出轴A承受50%扭矩，由于A轴具有足够的尺寸空间，强度和刚性安全系数较大，是安全的;输出轴B也承受50%的扭矩，但是B轴由于受到中心距尺寸空间的限制，齿轮尺寸相对小，限制了输出扭矩，使B轴成为齿轮箱中的薄弱点，也限制了该传动结构的输出扭矩。
为了提高B轴的扭矩，改进的结构在B轴上设计了两组齿轮传动(如图2所示)，每组齿轮承载的扭矩由原单组齿轮的50%扭矩降低为25%，使合计齿轮输出扭矩比单组齿轮传动提高了一倍，实现了高扭矩输出。
此方案的优点是结构简单，装配方便，制造成本低，通过降低齿轮的负载的办法提高了系统的扭矩;但是该结构的动力在平行传递过程中，B轴上的轴承始终会承受较大的负荷，而且B轴在旋转过程中始终承受同一方向的力，即为弯扭联合作用(对称循环应力)，B轴上轴承承受的力随着其输出扭矩的增加而增大，使轴承在受力磨损20000h后，达到齿轮轴和轴承的寿命极限，所以齿轮箱寿命受B轴轴承的制约。
由于B轴始终承受较大载荷，加速了轴承的磨损，造成B轴的径向跳动不断增加直至失效，使该系统成为一个不稳定的动力系统。
由于动力源不稳定，将会导致由其驱动的挤出部件不稳定，即螺杆在机筒内的旋转轨迹也会随着轴承跳动的增加而发生变化，从而使螺杆和机筒之间的间隙不均匀，造成物料在机筒内的停留时间不均匀，从而造成产品品质的一致性降低。
1.2双侧齿轮对称传动结构图3为双侧齿轮对称传动结构示意图。
该结构的输出轴A同前一种结构一样，具有足够的尺寸空间，强度和刚性安全系数较大;输出轴B同样受到中心距的限制存在尺寸受到限制的问题，该结构的解决方法是将动力分成上下两组齿轮，从上下两个方向对称驱动B轴，这样不仅使上下齿轮啮合点的负荷降低一半，提高扭矩负荷能力，从而使加料量成倍提高，有效提高生产效率，更使B轴上的径向受力相互抵消为零。
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文章编号:1004-2539(2007)02-00102-04双螺杆挤出机传动系统的研究与进展王 力1 刘小平2 王 平2 陈奇栓1(1承德石油高等专科学校电气与电子系, 河北承德 067000)(2天津科技大学, 天津 30222)摘要 介绍了双螺杆挤出机传动系统的发展情况,对其传动系统进行了归类与分析,并着重阐述了高转矩型双螺杆挤出机三轴传动系统的技术关键。
本文的工作对于双螺杆挤出机传动系统的研究、设计和应用具有积极作用。
关键词 双螺杆挤出机 传动系统 研究 进展 引言啮合同向双螺杆挤出机由于具有优异的混合性能、挤出物质量好和产量高等优点,得到了广泛的重视和迅速的发展。
随之也对双螺杆挤出机本身的结构、质量提出了更高的要求。
传动系统是双螺杆挤出机的关键之一。
要求输出大的转矩,具有高产量。
由于几何尺寸的限制,转矩越高,传动系统中齿轮、输出轴、轴承等部件的设计制造就越困难。
双螺杆传动系统按其转矩分配部分可分为分离式传动系统和三轴式传动系统。
典型的三轴式传动系统如图1所示。
三轴式传动系统改善了某些轴、齿轮、推力轴承的受力状态,特别是传递总功率的主轴1、2,它以与螺杆同样的速度运转,与分离式传动系统相比,在同样的传递功率下,实际承受的转矩较低。
另外,主轴1与辅助轴3的距离增大,可以选用承载能力高、外径大的径向和推力轴承,从而提高了传动系统的工作能力和寿命。
由于以上原因,本文主要讨论三轴式传动系统的主要特点及其分析[1-2]。
1 三轴式传动系统的特点[3-13]1.1 减速器的结构布局分析同向双螺杆挤出机传动系统由减速部分、转矩分配部分组成,这两部分的功能虽有不同,但它们紧密联系,有时还相互制约。
双螺杆减速箱的传动结构布局目前大致可分为两种传动形式。
1.1.1 两箱传动型 形成减速箱与转矩分配箱(见图1)。
其特点为:设计结构简单,对于同样的承载能力,减速部分可适当加大,承载能力也相应增加。
但双螺杆减速器需要承受由机头传来的轴向力,由于输出轴中心距的限制,承受轴向力的两个止推轴承在减速部分的前后分置,势必造成传动部分输出轴一长一短,由于同时承受转矩和轴向力,使两轴所受扭转、挠度变形有一定差别。
图1 两箱式三轴式传动系统图2 单箱式三轴式传动系统这种布置有可能采用标准减速器,因而简化了转矩分配部分的设计制造工作量,但占用空间体积较大。
适用于大功率且双螺杆中心距较大的机组。
1.1.2 单箱传动减速器 减速部分与转矩分配部分合一(见图2)。
其优点是:结构紧凑,占地面积小,齿轮受力小;可提高齿轮的承载能力,齿轮接触强度及弯曲强度的安全系数增大;保证双螺杆受力均匀;采用两箱合一立体对称结构,虽然由于结构限制而增加了设计与加工的难度,但是由于采用整箱设计,可以将两止推轴承尽量靠近,使两轴所受扭转、挠度变形基本一致。
将减速部分和转矩分配部分合一的结构用得较普遍。
1.2 三轴式传动系统的基本类型1.2.1 三轴式单驱动传动系统 在三轴式传动系统中,总转矩的一半直接作用在一根螺杆驱动轴上,另一半由齿轮通过辅助轴间接传递到另一根螺杆驱动轴上,如图1、图2所示。
该系统改善了某些轴、齿轮、推力轴承的受力状态,特别是传递总功率的主轴1,它以与螺杆同样的速度运转,与分离式传动系统相比,在同样的传递功率下,实际承受的转矩较低。
另外,主轴1与辅助轴3的距离增大,可以选用承载能力高、外径大的径向和推力轴承,从而提高了传动系统的工作能力和寿命。
另外,2轴上齿轮与轴一般做成一体,三轴单传动系统中2、3轴的配对齿轮多采用斜齿轮,可在同等齿顶圆情况下得到更强的传递能力。
同时,适当加大齿宽系数有利于齿轮强度的提高。
1.2.2 以三轴式传动为基础的多驱动传动系统(图3) 该系统中,一半转矩通过齿轮传递给输出轴a上的齿轮,前后空间大,故可安装标准的径向轴承;另一半转矩由于中间齿轮传递给输出轴,由于中间齿轮对轴相对而设,在轴上产生的力相互抵消,输出轴b 上的作用力较小,故可不必采用特殊轴承。
图3 三轴式多驱动传动系统因此,这种结构使得齿轮、轴、轴承的寿命大大提高,可以看出,采用多驱动传动系统的效果要比加大齿宽系数好得多。
自然,该齿轮传动比较复杂,齿轮个数显著增加,辅助轴增多,给设计和制造增加了难度。
但其带来的效果却是明显的。
1.2.3 行星轮式三轴式多驱动传动系统(图4) 这种形式的特点是由一根主轴同时驱动两个齿轮,其中一个齿轮直接与一根螺杆驱动轴相连,另一个齿轮驱动多个行星轮,从而驱动另一根螺杆驱动轴。
该系统的优点是大大降低了两根螺杆驱动轴所受径向力,与行星轮相啮合的螺杆驱动轴齿轮由于同时与多个星行轮相啮合,大大降低了齿面的接触应力和齿根的弯曲应力,也提高了径向轴承的使用寿命。
当然,这种多传动系统要求各传动系统之间应严格同步。
1.3 止推轴承的组合设计图4 行星轮式三轴式多驱动系统同向双螺杆挤出机工作时,由于存在螺杆静压力和沿螺杆轴向的附加动载,螺杆受到很大的轴向推力。
该轴向推力最终由传动箱中的止推轴承承受。
一般止推轴承的承载能力与其直径有关,但在双螺杆挤出机中止推轴承及其直径受两螺杆中心距的限制,目前一般采用将几个小直径的止推轴承串联使用,一起承受大的轴向力。
图5 径向滚动组合推力轴承组常用的止推轴承组有油膜止推轴承、以碟簧作为弹性元件的滚子止推轴承组(如图5)、以圆柱套筒作为弹性元件的止推轴承组和径向滚动组合推力轴承(如图6)。
图6 径向滚动组合推力轴承推力轴承作为决定双螺杆挤出机整机性能及技术水平的关键部件,提高其寿命及可靠性的主要途径就是合理的推力轴承系统的结构设计。
但由于对形状复杂的弹性元件目前尚无准确合理的公式计算,给精确设计带来了困难。
为了保证高可靠性,对轴承组件进行精密加工、制造、组装、严格调试和测试很重要。
润滑油的流动方向应与作用在止推轴承组上的轴向力方向相反。
两止推轴承组的布置有表1所示的3种可能布置方案。
可以看出,止推轴承的布置及轴承组的选择,对于双螺杆挤出机传动系统可靠性和使用寿命是至关重要的。
表1 两止推轴承组在传动箱中的布置方案布置形式结构简图结构特点备 注相邻排列A所选轴承外径将最小,故承载能力有限;但结构很紧凑。
适用于传递功率不大,转矩较小的情况下。
相错排列B止推轴承外径可适当增大。
如果轴承外径尺寸相同,则变形、刚度相同;可承受较大的轴向载荷。
适用于传递功率、转矩较大的场合。
使用较多。
组合错列C止推轴承2尺寸不受限制,可以很大。
故两止推轴承刚度、变形不同;当变形相差太大时,可能使螺杆螺棱侧面磨坏或造成轴承过载而损坏两轴承的压力和变形差异很大,而且一根轴长,另一根轴短,必须在齿轮设计时设法弥补上述差异。
2.4 传动系统的设计原则除了结构的设计重点外,同时必须从以下几个关键点出发:(1)尽可能减少传动链。
传动链增多,意味着传动机构增多,整个传动系统外形几何尺寸增大,带来的其他问题也随之增加。
(2)考虑到强度和系列的连续性,在同一中心距中齿数和改变模数应由大到小顺序递减,不应跳跃减少。
螺旋角应使高速级取大值低速级取小值,使高速级轴向重合度增大,达到运转平稳,使低速级轴向力减少,提高了轴承的使用寿命。
速比分配应为非整数,这是考虑到若加工后的齿轮有缺陷时,工作时不在配对齿轮的相同部位出现。
(3)变位系数的选取应根据具体的设计要求将变位系数取为最佳值。
因为不同的变位系数对齿轮的接触强度和弯曲强度的影响是不同的,可将齿轮的变位系数全部取成一致,在系列设计时计算容易,且不易发生差错;最好全部采用角变位,并且使变位系数总和大于0,这样可以提高齿根弯曲强度。
(4)尽可能减少传动箱箱体的分箱面,同时要注意箱体水平面两个方向的几何尺寸不要太大。
(5)转矩的均匀分配及多驱动的等效驱动。
转矩的均匀分配和多路的等效驱动与具体的传动形式有关,也与齿轮齿数的选配、齿形参数的选取有关,同时要达到转矩的绝对均匀传递。
(6)设计时尽量增加公用齿数,对设计和批量生产均有好处。
2 三轴式传动系统的计算研究2.1 三轴式传动系统传动能力的计算同向双螺杆挤出机的传动能力等级用转矩等级参数M/A 3来表示,其中M 为单根螺杆驱动轴的转矩(N ·m ),A 为两根螺杆的中心距(m )。
引入这个参数,就使各种机型具有可比性。
显然,M/A 3比值大,螺杆所能传递的转矩越大、挤出机的产量越高。
而螺杆所能传递的转矩是由减速箱所决定的。
统计表明,对于同一厂家同系列产品,M/A 3大致在同一水平范围内,纵观双螺杆挤出机更新换代历程,M/A 3有不断提高的趋势。
根据齿轮传动的设计计算及系统方案的具体设计,对轴系进行受力分析。
计算出螺杆驱动轴的最小直径,选取轴承型号,确定出最小中心距,最后与两根螺杆中心距对比、优选。
由转矩系数计算每根挤出螺杆所能达到的输出转矩,其大小与螺杆的轴线距离有关。
2.2 三轴式传动系统分配齿轮的优化设计传动箱两输出轴中心距受两螺杆中心距的限制。
为合理利用箱内有限空间,保证齿轮强度要求,解决分配齿轮设计中载荷大、空间小的矛盾,需对分配齿轮进行优化设计。
图7 转矩分配齿轮传动系统简图转矩分配齿轮传动系统简图如图7所示。
在分配齿轮传动中设计变量很多,主要有三根轴的功率P Ⅰ、P Ⅱ,、P Ⅲ和转速n Ⅰ,n Ⅱ,n Ⅲ,A 、B 两对啮合齿轮的模数m nA 、m nB ,螺旋角βA 、βB ,齿宽b A 、b B ,齿数z 1、z 2、z 3、z 4,齿轮所用材料许用应力[σ]H ,[σ]F 等等。
在优化设计变量的选择时,可根据实际情况对一些参数进行简化,变量X 的一般表达形式为X =[z 1,z 2,z 3,z 4,m nA ,m nB ,βA ,βB ,b A ,b B ]T(1)目标函数可以根据具体需要建立,可要求两对齿轮的体积最小、中心距之和最小和传递转矩最大为目标。
在此以中心矩和最小建立目标函数m nA (z 1+z 2)cos βA +m nB (z 3+z 4)cos βB =0(2)建立不等式约束条件,保证齿轮接触强度达到要求条件;保证齿轮疲劳强度达到要求条件;满足需要的安全系数;重要参数的取值范围等。
建立等式约束条件,两对传动齿轮中心距受到双螺杆中心距之差C L 的限制,即m nA (z 1+z 2)cos βA -m nB (z 3+z 4)cos βB -C L =0(3)优化设计中既有不等式约束又有等式约束,所以采用混合惩罚函数法来进行优化设计。
以罚函数法构筑优化判断值,以坐标轮换法进行优化点选取,以黄金分割法确定搜索步长即可进行计算[14]。
3 双螺杆挤出机传动系统的研究展望当今在同向双螺杆挤出机传动系统领域里的研究与开发工作,主要是使其已有的功能优化。
(1)双螺杆挤出机传动系统结构和参数的优化设计。