CN103895210A - 平行异向双螺杆挤出机 - Google Patents

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Abstract

一种平行异向双螺杆挤出机，包括电机、减速箱及螺杆组，减速箱包括输入轴、中间传动轴、分流主轴、分流传动轴、换向轴、第一输出轴、第二输出轴；减速箱还包括安装在输入轴上的输入齿轮、安装在中间传动轴上的第一中间齿轮及第二中间齿轮、安装在分流主轴上的分流主轴齿轮及宽齿轮、安装在分流传动轴上的第一分流传动齿轮、安装在换向轴上的换向齿轮、安装在第一输出轴上的输出齿轮、安装在第二输出轴上的第二分流传动齿轮，分流传动轴与换向轴同轴连接；输入齿轮与第一中间齿轮啮合，第二中间齿轮与分流主轴齿轮啮合，宽齿轮与第一分流传动齿轮及第二分流传动齿轮啮合，换向齿轮与输出齿轮啮合。本发明平行异向双螺杆挤出机输出负荷均匀。

Description

平行异向双螺杆挤出机
技术领域
本发明涉及一种机械设备，特别是涉及一种高效分流传动的平行异向双螺杆挤出机。
背景技术
现有的软质PVC（Polyvinyl chloride polymer，聚氯乙烯）塑料制造是一个相当大的市场，目前市场上的PVC造粒主要是依靠传统的异向双螺杆挤出机来生产，通过双螺杆在箱体内挤压原料生产。然而，传统挤出机的减速箱的输出传动方式基本上是一拖二的方式，即集中的一条输出轴同时要承担另一条螺杆的驱动负荷，因此这条输出轴的负荷是另一输出轴的两倍负荷，两条输出轴的负荷严重不平衡，输出扭矩受到限制，使用寿命缩短，维修频繁，整体结构不合理，占地面积大。
另外，由于软质PVC塑料是一种热敏性塑料，过高的挤出速度会使得软质PVC塑料的温度不断升高，加工温度过高和时间过长都很容易造成过热分解，不利于PVC的生产，使得目前市场的软质PVC塑料只能适合低速挤出生产造粒。
发明内容
基于此，本发明的在于提供一种输出负荷均匀、高效分流传动的平行异向双螺杆挤出机。
一种平行异向双螺杆挤出机，包括电机、减速箱及螺杆组，所述减速箱包括输入轴、中间传动轴、分流主轴、分流传动轴、换向轴、第一输出轴、及第二输出轴；该减速箱还包括安装在该输入轴上的输入齿轮、安装在中间传动轴上的第一中间齿轮及第二中间齿轮、安装在分流主轴上的分流主轴齿轮及宽齿轮、安装在分流传动轴上的第一分流传动齿轮、安装在换向轴上的换向齿轮、安装在第一输出轴上的输出齿轮、安装在第二输出轴上的第二分流传动齿轮，所述分流传动轴与换向轴同轴连接；所述输入齿轮与所述第一中间齿轮啮合，所述第二中间齿轮与所述分流主轴齿轮啮合，所述宽齿轮的部分与第一分流传动齿轮啮合、另一部分同时与第二分流传动齿轮啮合，所述换向齿轮与所述输出齿轮啮合；所述螺杆组包括相互平行的第一螺杆及第二螺杆，该第一螺杆及第二螺杆均包括一安装端、一连接段及一工作段，所述工作段的表面设有螺纹及螺牙，该工作段的外径相同；该工作段依次包括一连接所述连接段的进料段、过渡段、压缩段、及均化段；所述过渡段的槽深与进料段的槽深相同，所述均化段的槽深小于所述过渡段的槽深，所述压缩段的槽深自过渡段向均化段逐渐减小；所述第一螺杆及第二螺杆的内部均轴向设有三级阶梯形的穿孔，该穿孔包括依次连通的第一孔段、第二孔段、第三孔段，其中第一孔段对应所述第一螺杆的安装端、连接段及进料段，所述第二孔段对应所述过渡段、及压缩段的后部分，所述连接段上设有径向贯穿的通气孔并连通所述第一孔段。
进一步地，所述第二螺杆的通气孔与所述第一螺杆的通气孔相互垂直。
所述第一孔段对应所述安装端、连接段及进料段，所述第二孔段对应所述过渡段及压缩段的后部分，所述第三孔段对应所述压缩段的前部分及均化段。
进一步地，所述第二孔段的直径大于第一孔段的直径而小于第三孔段的直径；该通气孔的直径小于穿孔的第三孔段的直径。
进一步地，所述均化段的螺距与所述进料段的螺距相等，所述过渡段及压缩段的螺距大于进料段的螺距。
进一步地，所述过渡段及压缩段的螺距是进料段的螺距的两倍。
进一步地，所述换向轴、第一输出轴、第二输出轴的轴心位于同一水平面上，并且第一输出轴位于换向轴与第二输出轴之间。
进一步地，所述第一输出轴、第二输出轴的轴心的中心距为140.48mm，所述换向轴与第二输出轴的轴心相对所述分流主轴所成角度为71度。
进一步地，所述电机及螺杆组均设置在减速箱的同一侧，使得电机、减速箱及螺杆组共同呈U形设置。
本发明的平行异向双螺杆挤出机通过分流主轴进行分流，使得第一输出轴与第二输出轴的负荷相等；同时，通过第一螺杆、第二螺杆的外部螺纹以及内部穿孔的对应设计，有效地散发了第一螺杆、第二螺杆的内部在高效挤压产生的热量。
附图说明
图1为本发明的平行异向双螺杆挤出机的减速箱的立体图。
图2为本发明的平行异向双螺杆挤出机的螺杆组的俯视图。
图3为图1的减速箱的内部结构示意图。
图4为图3的减速箱的内部结构的主视图。
图5为图3的减速箱的内部结构的俯视图。
图6为图3的减速箱的内部结构的左视图。
图7为图2的螺杆组沿经过其中心轴的水平面剖开的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参照图1及图2，本发明的一种平行异向双螺杆挤出机，包括一电机（图未示）、一连接该电机的减速箱100、以及连接该减速箱100的螺杆组200。该电机及螺杆组200均设置在减速箱100的同一侧，使得电机、减速箱100及螺杆组200共同呈U形设置，以节省安装空间。
请参照图3至图6，所述减速箱100包括一箱体90、安装在箱体90内的输入轴10、中间传动轴20、分流主轴30、分流传动轴40、换向轴50、第一输出轴60、第二输出轴70。该减速箱100还包括安装在输入轴10上的输入齿轮15、安装在中间传动轴20上的第一中间齿轮21及第二中间齿轮22、安装在分流主轴30上的分流主轴齿轮31及宽齿轮35、安装在分流传动轴40上的第一分流传动齿轮41、安装在换向轴50上的换向齿轮51、安装在第一输出轴60上的输出齿轮61、安装在第二输出轴70上的第二分流传动齿轮72。
所述输入轴10、中间传动轴20、分流主轴30、分流传动轴40、第一输出轴60、第二输出轴70相互平行设置；分流传动轴40与换向轴50同轴设置并通过一花键套81相互连接，以降低分流传动轴40与换向轴50在箱体90内的安装难度。所述第二输出轴70为长轴，所述输入轴10、中间传动轴20、分流主轴30均为短轴并依此自下而上排列。所述换向轴50、第一输出轴60、第二输出轴70的轴心位于同一水平面上，并且第一输出轴60位于换向轴50与第二输出轴70之间。所述第一输出轴60的尾部设有串联推力轴承82，所述第二输出轴70的尾部设有推力轴承83，以分别承担第一输出轴60、第二输出轴70的轴向负荷。在本实施例中，所述第一输出轴60与第二输出轴70的轴心的中心距为135mm至145mm之间，最佳为140.48mm。所述换向轴50与第二输出轴70的轴心相对所述分流主轴30所成角度为A，当第一输出轴60、第二输出轴70的轴心的中心距为140.48mm、A=71度时，整个箱体90内第一输出轴60、第二输出轴70及分流主轴30的空间利用最为合理。
所述输入齿轮15与所述第一中间齿轮21啮合，所述第二中间齿轮22与所述分流主轴齿轮31啮合，所述宽齿轮35的部分与第一分流传动齿轮41啮合、另一部分同时与第二分流传动齿轮72啮合；所述换向齿轮51与所述输出齿轮61啮合。在本实施例中，所述第一分流传动齿轮41与第二分流传动齿轮72的半径及齿数相同，并且沿所述宽齿轮35的轴向前后排列并部分重叠。
工作时，所述电机连接驱动输入轴10沿一时针方向转动，如本实施例的图6中的顺时针方向转动时，该输入轴10通过输入齿轮15与第一中间齿轮21啮合带动所述中间传动轴20沿逆时针方向转动；中间传动轴20通过第二中间齿轮22与分流主轴齿轮31啮合带动分流主轴30沿顺时针方向转动；分流主轴30通过宽齿轮35同时与第一分流传动齿轮41、第二分流传动齿轮72啮合，带动分流传动轴40、第二输出轴70沿逆时针方向转动；由于换向轴50通过花键套81与分流传动轴40固定并同轴，该换向轴50沿逆时针方向转动；该换向轴50通过换向齿轮51与输出齿轮61啮合，带动第一输出轴60沿顺时针方向转动。因此第一输出轴60与第二输出轴70的转动方向相反，从而带动所述螺杆组200相对反向转动，达到挤压软质PVC塑料的作用。另外，所述输入轴10与第一输出轴60与第二输出轴70均设置在箱体90的同一侧面，使得所述螺杆组200与电机呈上下分布，减少了整个平行异向双螺杆挤出机的纵向长度，节约空间。
请参阅图7以及再次参阅图2，所述螺杆组200包括一第一螺杆260及第二螺杆270，该第一螺杆260及第二螺杆270分别连接所述第一输出轴60、第二输出轴70并随着第一输出轴60、第二输出轴70异向转动。该第一螺杆260及第二螺杆270安装在一个紧密的箱体中（图未示），反向转动压缩进入箱体内的软质PVC塑料，从而挤出所需的聚合物。
所述第一螺杆260包括一安装端261、一连接段262及一工作段。该安装端261用于通过一花键套（图未示）与所述第一输出轴60固定连接。该连接段262表面光滑设置。所述工作段的表面设有螺纹及螺牙，该工作段的前端安装一圆锥体型的堵头263。所述工作段依次包括一连接所述连接段262的进料段264、过渡段265、压缩段266、及连接所述堵头263的均化段267。所述进料段264、过渡段265、压缩段266、均化段267的外径相同，即整个工作段的外径相同。所述过渡段265的槽深与进料段264的槽深相同，所述均化段267的槽深小于所述过渡段265的槽深，所述压缩段266的槽深自过渡段265向均化段267逐渐减小。在本实施例中，当第一螺杆260的外径为150毫米，则所述进料段264及过渡段265的槽深为21毫米、所述均化段267的槽深为11.5毫米、所述压缩段266的槽深自21毫米向11.5毫米逐渐减小。所述均化段267的螺距与所述进料段264的螺距相等，所述过渡段265及压缩段266的螺距大于进料段264的螺距，在本实施例中，该过渡段265及压缩段266的螺距为进料段264的螺距的两倍。
所述第一螺杆260的内部轴向设有三级阶梯形的穿孔250，该穿孔250包括依次连通的第一孔段251、第二孔段252、第三孔段253，其中第一孔段251对应所述第一螺杆260的安装端261、连接段262及进料段264，所述第二孔段252对应所述过渡段265、及压缩段266的后部分，所述第三孔段253对应所述压缩段266的前部分及均化段267。所述第二孔段252的直径大于第一孔段251的直径而小于第三孔段253的直径。所述连接段262上设有径向贯穿的通气孔269并连通所述第一孔段251。该通气孔269的直径小于穿孔250的第三孔段253的直径。工作时，第一螺杆260内部的热空气可以通过穿孔250及通气孔269的朝上的一端口散发至外界，而外界的冷空气也从通气孔269朝向的一端口流入穿孔250内。
所述第二螺杆270的结构与所述第一螺杆260基本相同，包括对应第一螺杆260的安装端、一连接段、堵头、进料段、过渡段、压缩段、均化段；该第二螺杆270的内部轴向设有对应的穿孔，该穿孔对应包括第一孔段、第二孔段、第三孔段，所述连接段上设有径向贯穿的通气孔并连通所述第三孔段。
相对第一螺杆260，第二螺杆270的不同点在于：螺纹的旋转时针方向与第一螺杆260的螺纹的旋转时针方向相反，并且第二螺杆270的每一螺纹的位置对应所述第一螺杆260的相邻两个螺纹的中间，以对应收容第一螺杆260的齿，使得第二螺杆270与第一螺杆260的齿相互错位，以对软质PVC塑料进行挤压；其次，所述第二螺杆270的通气孔与第一螺杆260的通气孔269相互垂直，以避免转动过程中第二螺杆270的通气孔与第一螺杆260的通气孔269的端口靠近，避免热空气重叠。
本发明的平行异向双螺杆挤出机通过分流主轴30进行分流，使得第一输出轴60与第二输出轴70的负荷相等，避免了负荷不平衡的情况出现；同时，通过第一螺杆260、第二螺杆270的外部螺纹以及内部穿孔270的设计，有效地散发了软质PVC塑料在高速挤压产生的热量，保证了软质PVC塑料的质量。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种平行异向双螺杆挤出机，包括电机、减速箱及螺杆组，其特征在于：所述减速箱包括输入轴、中间传动轴、分流主轴、分流传动轴、换向轴、第一输出轴、及第二输出轴；该减速箱还包括安装在该输入轴上的输入齿轮、安装在中间传动轴上的第一中间齿轮及第二中间齿轮、安装在分流主轴上的分流主轴齿轮及宽齿轮、安装在分流传动轴上的第一分流传动齿轮、安装在换向轴上的换向齿轮、安装在第一输出轴上的输出齿轮、安装在第二输出轴上的第二分流传动齿轮，所述分流传动轴与换向轴同轴连接；所述输入齿轮与所述第一中间齿轮啮合，所述第二中间齿轮与所述分流主轴齿轮啮合，所述宽齿轮的部分与第一分流传动齿轮啮合、另一部分同时与第二分流传动齿轮啮合，所述换向齿轮与所述输出齿轮啮合；所述螺杆组包括相互平行的第一螺杆及第二螺杆，该第一螺杆及第二螺杆均包括一安装端、一连接段及一工作段，所述工作段的表面设有螺纹及螺牙，该工作段的外径相同；该工作段依次包括一连接所述连接段的进料段、过渡段、压缩段、及均化段；所述过渡段的槽深与进料段的槽深相同，所述均化段的槽深小于所述过渡段的槽深，所述压缩段的槽深自过渡段向均化段逐渐减小；所述第一螺杆及第二螺杆的内部均轴向设有三级阶梯形的穿孔，该穿孔包括依次连通的第一孔段、第二孔段、第三孔段，其中第一孔段对应所述第一螺杆的安装端、连接段及进料段，所述第二孔段对应所述过渡段、及压缩段的后部分，所述连接段上设有径向贯穿的通气孔并连通所述第一孔段。
2.根据权利要求1所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述第二螺杆的通气孔与所述第一螺杆的通气孔相互垂直。
3.根据权利要求2所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述第一孔段对应所述安装端、连接段及进料段，所述第二孔段对应所述过渡段及压缩段的后部分，所述第三孔段对应所述压缩段的前部分及均化段。
4.根据权利要求2所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述第二孔段的直径大于第一孔段的直径而小于第三孔段的直径；该通气孔的直径小于穿孔的第三孔段的直径。
5.根据权利要求2所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述均化段的螺距与所述进料段的螺距相等，所述过渡段及压缩段的螺距大于进料段的螺距。
6.根据权利要求5所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述过渡段及压缩段的螺距是进料段的螺距的两倍。
7.根据权利要求1所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述换向轴、第一输出轴、第二输出轴的轴心位于同一水平面上，并且第一输出轴位于换向轴与第二输出轴之间。
8.根据权利要求7所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述第一输出轴、第二输出轴的轴心的中心距为140.48mm，所述换向轴与第二输出轴的轴心相对所述分流主轴所成角度为71度。
9.根据权利要求1所述的平行异向双螺杆挤出机，其特征在于：所述电机及螺杆组均设置在减速箱的同一侧，使得电机、减速箱及螺杆组共同呈U形设置。
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