CN101934579B - 平行异向三螺杆挤出机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及平行异向三螺杆挤出机，属于塑料挤出成型设备技术领域，包含螺杆、机筒、箱体，其中：机筒通过机筒连接杆与连接封板连接，连接封板固定在箱体上；三平行螺杆各自通过内花键套与一个中输出齿轮和两个外输出齿轮中对应的齿轮轴连接；三平行螺杆中两外侧的螺杆与中间螺杆螺旋方向相反，且螺杆的螺旋相啮合；中输出齿轮两侧分别与一外输出齿轮相啮合，两外输出齿轮外侧分别与一过渡齿轮啮合，中输出齿轮、外输出齿轮、过渡齿轮的中心在一条直线上，两输入齿轮分别与两过渡齿轮啮合；中输出齿轮轴端通过向心推力轴承固定在箱体底部，两外输出齿轮轴端通过串联止推轴承组件设置于箱体底部；两过渡齿轮通过滚珠轴承装设在箱体上，中输出齿轮轴和外输出齿轮轴通过滚针轴承装设在箱体上。

Description

平行异向三螺杆挤出机
技术领域
本发明涉及一种涉及高分子材料的加工机械技术领域，特别是对高分子材料的混炼、分散、塑化的螺杆式挤出机。
背景技术
目前，加工高分子材料的机械中，使用最为广泛的是螺杆挤出机。按其螺杆数量可以分为单螺杆、双螺杆和多螺杆挤出机，单螺杆挤出机因其结构简单、工作可靠，在常规的高分子材料加工应用比较广泛。随着新的合成材料产生，对高温、阻燃、高强度的复合材料的加工，单螺杆挤出机不能满足工艺要求，需要采用混炼、塑化分散更好的双螺杆挤出机。双螺杆挤出机具有摩擦产生的热量少、物料剪切均匀、螺杆的输送能力大、挤出量稳定、物料在机筒内混合均匀的优点。双螺杆挤出机分为平行同向转动和平行异向转动两种，其效果各异。对于大部分复合材料而言，采用同向双螺杆机加工，塑化、分散、混炼效果好，但是同向双螺杆挤出机对物料搅拌、剪切强烈，所产生的剪切热多，不适于热敏材料和容易降解的物料，更适宜使用产生剪切热少的异向双螺杆挤出机。为了更容易加工热稳定性差的共混料，在双螺杆挤出机的基础上，又发明了三螺杆挤出机，其主要包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压塑化成均匀的熔体，被螺杆连续的挤出机头。三螺杆挤出机根据其螺杆的排列和转动方向又可以分为多种形式，在现有技术中公开了如下两种不同构造的三螺杆挤出机：
申请号:CN200610075626.4，发明名称：一种新型变速齿轮箱和具有该齿轮箱的三螺杆挤出机该变速齿轮箱，专利文献公开其构造为：包括三级齿轮传动，第三级齿轮传动包括三个相同的内外齿轮和三个相同的小齿轮，三个相同的小齿轮的中心的连线呈倒置的等边三角形，三个相同的内外齿轮的内齿轮分别与所说的三个相同的小齿轮啮合，三个相同的小齿轮的转动方向相同。
专利号:CN200620154843.8，发明名称：一种同向平行三螺杆挤出机的减速分配传动箱结构，专利文献公开其构造为：包含有E输入轴、A减速小齿轮、B减速大齿轮，E输入轴与A减速小齿轮共轴为一齿轮轴，A减速小齿轮啮合连接B减速大齿轮，B输出轴上固设有B减速大齿轮，B输出轴上固设有与B减速大齿轮同心的C减速小齿轮，C减速小齿轮同时啮合连接D减速大齿轮与I减速大齿轮，D减速大齿轮通过同轴的E增速大齿轮连接A输出轴，I减速大齿轮通过同轴的H增速大齿轮连接C输出轴。用于驱动同向平行三螺杆挤出机的减速传动系统，实现三根轴的同向、同速、同扭矩输出。
申请号:CN200610075626.4的现有技术所述构造是，三根螺杆的中心的连线呈倒置的等边三角形，且采取内齿轮传动方式，虽然三螺杆的中心呈倒置等边三角形，可以提高对原料的混合塑化效果，但是，较小的零部件安装空间和内齿轮的使用，使得不得不舍弃部分机械强度，且提高了零部件的制造成本；
专利号:CN200620154843.8的现有技术所述构造是，三根轴的同向、同速、同扭矩输出，其三螺杆的同转向不能保证物料在螺杆之间能够得到最佳的混合塑化，进而影响到生产产品的品质。
在塑料加工产业中，亟需要一种能够兼具有螺杆同向转动和异向转动优点的、适应性强的平行三螺杆挤出机。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种平行异向三螺杆挤出机，它产生剪切热少，能够适应加工多种一般物料和热稳定性差的共混料，尤其是热敏材料和容易降解的物料，结构简单，制造成本低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种平行异向三螺杆挤出机，包含螺杆和机筒和箱体，其中：机筒通过机筒连接杆与连接封板连接，连接封板固定在箱体上；三平行螺杆各自通过内花键套与一个中输出齿轮和两个外输出齿轮中对应的齿轮轴连接；三平行螺杆中两外侧的螺杆与中间螺杆螺旋方向相反，且螺杆的螺旋相啮合；中输出齿轮两侧分别与一外输出齿轮相啮合，两外输出齿轮外侧分别与一过渡齿轮啮合，中输出齿轮和外输出齿轮和过渡齿轮的中心在一条直线上，两输入齿轮分别与两过渡齿轮啮合；中输出齿轮轴端通过向心推力轴承固定在箱体底部，两外输出齿轮轴端通过串联止推轴承组件设置于箱体底部；两过渡齿轮通过滚珠轴承装设在箱体上，中输出齿轮轴和外输出齿轮轴通过滚针轴承装设在箱体上。
三平行螺杆中两外侧的螺杆为左旋螺杆，中间螺杆为右旋螺杆。
中输出齿轮和外输出齿轮和过渡齿轮和输入齿轮是直齿轮。
中输出齿轮和外输出齿轮和过渡齿轮和输入齿轮是斜齿轮。
由于采用上述方案后，本发明在使用过程中，它混合、塑化效果好，由于相邻螺杆异向转动，产生剪切热少，能够适应加工多种一般物料和热稳定性差的共混料，尤其是热敏材料和容易降解的物料，机械结构简单，制造成本低。
附图说明
图1为本发明平行异向三螺杆挤出机剖视示意图；
图2为本发明平行异向三螺杆挤出机图1的A-A截面示意图。
附图中标号：
1.连接封板，2.内花键套，3.左旋螺杆，4.滚针轴承，5.机筒，6.机筒连接杆，7.外输出齿轮，8.滚珠轴承，9.过渡齿轮，10.串联止推轴承组件，11.向心推力轴承，12.轴承座，13.中输出齿轮轴，14.右旋螺杆，15.箱体，16.输入齿轮，17.输入齿轮，18.过渡齿轮，19.外输出齿轮，20.中输出齿轮，21.左旋螺杆，22.滚珠轴承，23.外输出齿轮轴，24.外输出齿轮轴。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明平行异向三螺杆挤出机的具体实施方式作进一步的说明。
如图1、图2所示，本发明一种平行异向三螺杆挤出机，包含左旋螺杆3、左旋螺杆21、右旋螺杆14、机筒5和箱体15，其中：机筒5通过机筒连接杆6与连接封板1连接，连接封板1固定在箱体15上构成三螺杆挤出机的主体构造。左旋螺杆3、左旋螺杆21、右旋螺杆14平行设置在机筒5内，三平行螺杆各自通过内花键套2与一个中输出齿轮20、外输出齿轮7、外输出齿轮19中对应的齿轮轴连接；三平行螺杆中两外侧的螺杆与中间螺杆螺旋方向相反，如图中，三平行螺杆中两外侧的螺杆为左旋螺杆3和左旋螺杆21，中间螺杆为右旋螺杆14，左旋螺杆3和左旋螺杆21分别与右旋螺杆14的螺旋相啮合。在工作中，每一螺杆与其相邻螺杆转向相反，通过三螺杆的异向转动，对处于机筒5和螺杆中间的物料实现粉碎、软化、熔融、塑化、排气和压实，并向成型系统连续均匀输送胶料。由于相邻螺杆的异向转动，螺杆对物料作用所产生的剪切热少，使得该挤出机适合加工那些热稳定性差、容易降解的物料，更适应现代新技术新材料情况下的应用。
中输出齿轮20两侧分别与外输出齿轮7和外输出齿轮19相啮合，外输出齿轮19外侧与过渡齿轮18啮合，外输出齿轮7外侧与过渡齿轮9啮合，中输出齿轮20、外输出齿轮19、外输出齿轮7、过渡齿轮18和过渡齿轮9的中心在一条直线上，使得一个中输出齿轮20和两个外输出齿轮运转时为过渡齿轮9和过渡齿轮18所夹持，受力在一条线上，这对于处于悬臂状态的螺杆运转的稳定是极为重要的。输入齿轮17与过渡齿轮18啮合，输入齿轮16与过渡齿轮9啮合，使整机的动力源产生的动力经减速机分配到输入齿轮17和输入齿轮16，分为两路动力传输路线输入。中输出齿轮20、外输出齿轮7、过渡齿轮18和输入齿轮是直齿轮传动，或者采用斜齿轮传动，采用斜齿轮传动将使螺杆转速更稳定，齿轮承载力更大。
中输出齿轮轴13端通过向心推力轴承11固定在箱体15底部，向心推力轴承11承受右旋螺杆14挤推物料时产生的反作用力，使螺杆在轴向和径向运动状态稳定。外输出齿轮轴24端和外输出齿轮轴23端通过串联止推轴承组件10设置于箱体15底部，串联止推轴承组件10可以将巨大的螺杆轴向力分摊开来，保证在有限的箱体15空间内可以使用承载力大的推力轴承。过渡齿轮9和过渡齿轮18通过滚珠轴承装设在箱体15上，中输出齿轮轴13、外输出齿轮轴23和外输出齿轮轴24靠近螺杆侧与箱体15之间通过滚针轴承7固定，以承载很大的径向力。
本平行异向三螺杆挤出机机筒内的三条螺杆中两侧螺杆是同向转动，而中螺杆为异向转动，相当于两对异向双螺杆同时工作，在加工物料时既有同向双螺杆的塑化、分散、混合好的特点，又有异向双螺杆混合好，加工高分子材料适应范围广，混炼、塑化，分散好，剪切热小的优点。在相同的长径比条件下，物料在机筒内滞留时间为双螺杆的1.5倍，分散混合效果是双螺杆的2倍，既适宜加工复合材料，又可以加工热敏材料。本挤出机主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料，挤出连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外，还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。更可以应用于各类塑料、橡胶等高分子材料的均质、塑化、着色、共混、填充、增强及回收等作业。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种平行异向三螺杆挤出机，包含螺杆和机筒和箱体，其特征在于：
机筒通过机筒连接杆与连接封板连接，连接封板固定在箱体上；
三平行螺杆各自通过内花键套与一个中输出齿轮和两个外输出齿轮中对应的齿轮轴连接；
三平行螺杆中两外侧的螺杆与中间螺杆螺旋方向相反，且螺杆的螺旋相啮合；
中输出齿轮两侧分别与一外输出齿轮相啮合，两外输出齿轮外侧分别与一过渡齿轮啮合，中输出齿轮和外输出齿轮和过渡齿轮的中心在一条直线上，两输入齿轮分别与两过渡齿轮啮合；
中输出齿轮轴端通过向心推力轴承固定在箱体底部，两外输出齿轮轴端通过串联止推轴承组件设置于箱体底部；
两过渡齿轮通过滚珠轴承装设在箱体上，中输出齿轮轴和外输出齿轮轴通过滚针轴承装设在箱体上。
2.根据权利要求1所述的平行异向三螺杆挤出机，其特征在于：三平行螺杆中两外侧的螺杆为左旋螺杆，中间螺杆为右旋螺杆。
3.根据权利要求1所述的平行异向三螺杆挤出机，其特征在于：中输出齿轮和外输出齿轮和过渡齿轮和输入齿轮是直齿轮。
4.根据权利要求1所述的平行异向三螺杆挤出机，其特征在于：中输出齿轮和外输出齿轮和过渡齿轮和输入齿轮是斜齿轮。
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