CN104110485B - 风冷式塑料挤出机动平衡摆线减速箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑料挤出机专用减速技术领域，一种风冷式塑料挤出机动平衡摆线减速箱，包括箱体及置于箱体内的摆线传动件，其特征在于：箱体侧面装有一轴流式风机F，箱体顶部装有一排风量可以调节的排风窗P，内置圆筒置于箱体中，其法兰与箱体联接，圆筒外表面与箱体间形成气流空腔，内置圆筒联接圆筒端盖，圆筒端盖输入端外圆与箱体输入端内孔紧配，用同一圆环盘联接；两侧摆线轮与中间轮相位差180°，针齿壳紧固在内置圆筒内孔，针销为金属薄壁弹性管半埋齿结构。有益效果：摆线过载能力大，能实现静、动平衡，使传动更平稳；理论计算表明：重量轻50‑60％；风冷却结构简单，因而控制、调节方便、可靠性高、制造成本低。
Description
【技术领域】
本发明涉及塑料挤出机专用减速技术领域，是现有技术ZLYJ型平行轴硬齿面塑料挤出机专用减速机的改进，一种风冷式塑料挤出机动平衡摆线减速箱。
【背景技术】现有技术ZLYJ型塑料挤出机专用减速机，是ZLY型两级平行轴硬齿面齿轮减速器设置推力轴承、用以承受塑料机螺杆轴向力的改进机型，是国内最大减速机民营企业国茂减速机集团于2010.6推出的主打产品，公司称：“ZLYJ型塑料挤出机专用减速机具有体积小、承载力高、传动平稳、噪声低、效率高等特点。”据减速机行业资料统计，ZLYJ型塑料挤出机专用减速机，是现有国内市场佔有量最大、仿造厂家最多的专用减速机产品之一。
研究发现，ZLYJ型塑料挤出机专用减速机存在下述两大问题：
(一)减速机前端联接的塑料筒中螺杆处于高温状态，导致减速机箱内油温上升，因而必需设置强制油循环冷却装置，以至额外增加了制造成本与增加了整机重量；
(二)平行轴传动的轻量化程度比行星传动低，行星传动包括行星与少齿差(渐开线与摆线)两大类。行星传动轻量化程度高的理论解释见于下述权威专著：
(1)《齿轮手册》(1-4页)：“行星传动替代了一批平行轴结构传动形式，这是因为行星传动采用数个行星轮同时传递负荷，并利用了内啮合的组合形式，因而具有承载力高、体积小、重量轻、效率高、噪声小等优点。”
(2)朱孝录《齿轮传动设计手册》660页：“行星传动与定轴轮系相比，具有体积小、重量轻、传动比范围大、效率高和工作平稳等优点。行星传动替代了一批平行轴结构传动形式，这是因为行星传动采用数个行星轮同时传递负荷，并利用了内啮合的组合形式，因而具有承载力高、体积小、重量轻、效率高、噪声小等优点。”
【发明内容】
本发明目的在于提供用风冷替代强制油冷却装置以降低制造成本、用多齿啮合的摆线行星传动取代现有的ZLYJ，以提高轻量化程度，一种风冷式塑料挤出机动平衡摆线减速箱。
为实现上述目的，其技术实施方案及理论依据如下：
本发明在以现代摆线传动为基础，结合风冷却散热、测温仪器仪表、联接方式等公知常识，构成了本发明申请所要求保护的的权利要求。
《齿轮传动设计手册》972页指出：“行星齿轮减速器相对体积和表面散热面积大为减小，由于平衡温度仍然很高，承载能力受热功率限制，…采取辅助冷却散热装置以提高热功率。”
研究分析热功率修正公式P＝Bref·BV·BA·BT·PQ(kW)(式中：Bref、BV、BA及BT分别为-环境温度、空气流速、海拔高度及最高油温修正系数)(《齿轮传动设计手册》979页)发现：提高减速器热功率最有效技术方案是增大气流流速，这是因为：当空气流速v≥3.8m/s时，修正系数BV＝1.90，比v＝0.5～1.4m/s时BV＝1.0提高了近一倍，亦即热功率P提高了一倍。据查：上海国衡电机公司的145FZY型轴流风机风量330m3/hr.、150FZY型轴流风机风量459m3/hr.，经计算风速分别为5.55m/s与7.6m/s，风速均≥3.8m/s。
背景技术中已指出，要提高减速器的轻量化程度，必需将现有技术的平行轴传动改进为行星传动。摆线传动技术特征已为本领域技术人员完全熟知，如针销的半埋齿结构论述见于《齿轮传动设计手册》828页：“针齿是半埋在针齿壳的针齿销孔内，基本上没有弯曲变形…”；
附：本发明B-6000型半埋齿摆线与现有技术ZLYJ型减速器外形及重量比较表
四片摆线轮实现动平衡：“显著的优点是：两侧环板等厚，由于两侧环板与中间两环板相位差180°，因而可以实现在动平衡状态下运转，传动特别平稳。”(《双电机驱动双曲柄四环板式针摆行星传动研究》大连交通大学承担的国家自然科学基金项目，基金批准号：50175011)
金属薄壁管技术特征也是技术人员所熟知，组合此特征的理由：现有技术ZLYJ减速机减速比小(i＝16)、输出力矩大，如ZLYJ-450型扭矩33822Nm，针销半径rZ＝28，采用空心管可减轻重量、减少针销储热、最重要的是空心管微小弹性变形，轮、齿的啮合对数最多。实施的技术手段：
所述箱体侧面装有一轴流式风机F，箱体1顶部装有一排风窗P；
所述箱体输出端的端面上联接内置圆筒法兰，所述内置圆筒带散热筋一侧置于箱体中与箱体间形成储存冷却水的空腔，其置于箱体之外的另一侧圆筒端面联接塑料挤出机料筒；
所述内置圆筒输入端端面联接圆筒端盖，所述圆筒端盖的输入端外圆与箱体输入端内孔紧配，所述圆筒端盖输入端面与箱体输入端的圆端面用同一圆环盘联接；
所述摆线轮为参数完全相同、相位不一的四片轮，其中：两侧摆线轮相位相同，中间二摆线轮相位相同，两侧摆线轮与中间二摆线轮相位差180°；
所述针齿壳紧固在内置圆筒输入端内孔，针销为金属薄壁弹性管均布在针齿壳半埋孔上。
【有益效果】各单独技术特征彼此互相支持，且能产生本领域技术人员所知的有益技术效果：
(1)摆线永不断齿、过载能力大，能实现静、动平衡，使传动更平稳
(2)计算表明：重量轻50-60％(见第2页本发明B-6000型与ZLYJ型外形及重量比较表)；
(3)风冷却结构简单，因而控制、调节方便、可靠性高、制造成本低。
【附图说明】图1.本发明实施例结构示意图
图2本发明实施例箱体1设轴流式风机F与排风窗P的结构示意图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种风冷式塑料挤出机动平衡摆线减速箱，包括箱体1及箱体内的摆线传动件，所述摆线传动件包括内置圆筒2、摆线轮、针齿壳9、针销17、输入轴15、输入轴15上的偏心轴承13及w输出机构，所述w输出机构包括柱销与输出轴8、所述输出轴8用第一轴承3支承在内置圆筒2输出端内孔，所述第一轴承3之前设有轴承座7，所述轴承座7内孔与推力滚子轴承4的外圈配合，所述推力滚子轴承4的内圈外侧端面由推力圆筒5限位，所述推力圆筒5套在输出轴8上，所述推力圆筒5的轴向由圆环盖6限位，所述内置圆筒2输出端面顺次联接轴承座7与圆环盖6，所述输出轴8内孔联接挤出机螺杆的尾部，所述输入轴15用第二轴承14支承在圆筒端盖12内孔，其特征在于：
所述箱体1侧面装有一轴流式风机F，箱体1顶部装有一排风窗P，所述排风窗P的排风量可以调节，以达到最佳的排风散热效果；
所述箱体1输出端的端面上联接内置圆筒2法兰，所述内置圆筒2带散热筋一侧置于箱体1中与箱体间形成气流冷却空腔，其置于箱体1之外的另一侧圆筒端面联接塑料挤出机料筒，用空气冷却内置圆筒中传动件温升，技术效果是结构简单、成本低及控温可靠；
所述内置圆筒2输入端端面联接圆筒端盖12，所述圆筒端盖12的输入端外圆与箱体1输入端内孔紧配，所述圆筒端盖12输入端面与箱体1输入端的圆端面用同一圆环盘16联接，使内置圆筒处于两侧支承的简支结构；
所述摆线轮为参数完全相同、相位不一的四片轮，其中：两侧摆线轮10相位相同，中间二摆线轮11相位相同，两侧摆线轮10与中间二摆线轮11相位差180°，优点是能实现静、动平衡，使传动更平稳；
所述针齿壳9紧固在内置圆筒2的输入端内孔，使得针销与摆线轮齿啮合副的作用力指向箱体1底脚而不会产生倾翻力矩；
所述针销17为金属薄壁弹性管均布在针齿壳9的半埋孔上，这是因为小减速比的针销直径较大，金属薄壁弹性管微小弹性变形，使同时啮合对数最多。
上述实施例是对本发明的说明，不是限定，任何简单变换方案均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种风冷式塑料挤出机动平衡摆线减速箱，包括箱体(1)及箱体内的摆线传动件，所述摆线传动件包括内置圆筒(2)、摆线轮、针齿壳(9)、针销(17)、输入轴(15)、输入轴(15)上的偏心轴承(13)及w输出机构，所述w输出机构包括柱销与输出轴(8)，所述输出轴(8)用第一轴承(3)支承在内置圆筒(2)输出端内孔，所述第一轴承(3)之前设有轴承座(7)，所述轴承座(7)内孔与推力滚子轴承(4)的外圈配合，所述推力滚子轴承(4)的内圈外侧端面由推力圆筒(5)限位，所述推力圆筒(5)套在输出轴(8)上，所述推力圆筒(5)的轴向由圆环盖(6)限位，所述内置圆筒(2)输出端面顺次联接轴承座(7)与圆环盖(6)，所述输出轴(8)内孔联接挤出机螺杆的尾部，所述输入轴(15)用第二轴承(14)支承在圆筒端盖(12)内孔，其特征在于：
所述箱体(1)侧面装有一轴流式风机(F)，箱体(1)顶部装有一排风窗(P)，所述排风窗(P)的排风量可以调节；
所述箱体(1)输出端的端面上联接内置圆筒(2)法兰，所述内置圆筒(2)带散热筋一侧置于箱体(1)中与箱体间形成气流冷却空腔，其置于箱体(1)之外的另一侧圆筒端面联接塑料挤出机料筒；
所述内置圆筒(2)输入端端面联接圆筒端盖(12)，所述圆筒端盖(12)的输入端外圆与箱体(1)输入端内孔紧配，所述圆筒端盖(12)输入端面与箱体(1)输入端的圆端面用同一圆环盘(16)联接；
所述摆线轮为参数完全相同、相位不一的四片轮，其中：两侧摆线轮(10)相位相同，中间二摆线轮(11)相位相同，两侧摆线轮(10)与中间二摆线轮(11)相位差180°；
所述针齿壳(9)紧固在内置圆筒(2)的输入端内孔，所述针销(17)为金属薄壁弹性管均布在针齿壳(9)的半埋孔上。
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