CN104214318B - 双螺杆挤出机用传动箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双螺杆挤出机用传动箱，包括箱体和设置在箱体内的输入轴，以及同向串联连接的长输出轴Ⅰ和长输出轴Ⅱ、短输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅱ、过渡轴Ⅰ和过渡轴Ⅱ；输入轴上的一号主动齿轮与长输出轴Ⅱ上的一号从动齿轮啮合；长输出轴Ⅰ上的二号主动齿轮与过渡轴Ⅱ上的二号从动齿轮啮合；过渡轴Ⅱ上的三号主动齿轮与短输出轴Ⅱ上的三号从动齿轮啮合；过渡轴Ⅰ上的四号主动齿轮与短输出轴Ⅰ上的四号从动齿轮啮合；一号从动齿轮和二号从动齿轮均采用加宽后齿宽为120mm‑125mm的实心式齿轮；长输出轴Ⅰ的末端套穿过轴承后通过一号螺杆与长输出轴Ⅱ的一端连接。与相同螺杆外径的传动箱相比，扭矩等级在8以上，产量得以大幅提升。

Description

双螺杆挤出机用传动箱

技术领域

本发明涉及一种传动箱，特别是涉及一种双螺杆挤出机用传动箱。

背景技术

目前国内外开发成功的同向平行双螺杆挤出机传动系统主要有：分离齿轮传动系统、三轴传动系统、内齿分配传动系统和多齿轮啮合传动系统。

关于分离齿轮传动系统：主要是通过一根主轴上的两个齿轮分别将扭矩传递给两根螺杆驱动轴。此种形式由于结构及布置上的原因，往往带有一定的增速比，主轴的扭矩比较大。

关于三轴传动系统：这种形式是目前国内外同向平行双螺杆挤出机传动系统中用的最多的一种方式。在三轴式传动系统中，总扭矩的一半直接作用在一根驱动轴上，另一半由齿轮通过过渡齿轮轴间接传递到另一根螺杆驱动轴上。这样的传动系统由两部分组成，第一部分主要起减速作用，第二部分起扭矩分配作用。

关于内齿分配传动系统：这种传动系统通过主轴上的两个齿轮将扭矩分配、传递给两个内齿圈，再由内齿圈将扭矩传递给两根螺杆驱动轴。

关于多齿轮啮合传动系统：这种传动系统的应用还比较少。

对于应用广泛的三轴传动系统，是双螺杆挤出机的重要组成部分，表现在其设计制造难度、制造成本在整机中所占重要比重等方面；其由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。基本要求是在设定的工艺条件下，向两根螺杆提供合适的转数范围、稳定而均匀的速度、足够且均匀相等的扭矩（功率），并能承受在挤出过程中所产生的巨大螺杆轴向压力（15-20MPa）。

随着塑料挤出技术和企业生产规模的发展，对塑料加工过程提出了更高的要求。如何合理调配原料，生产出低耗、环保的高质量产品；如何提高生产效率，同时保证生产过程高效和安全的运转；如何根据加工条件和传动需求的改变，快速、简便、可靠的设计出满足生产要求的传动装置。这些问题对于塑料挤出行业而言，都是急需解决的。

目前塑料挤出行业应用的双螺杆挤出机传动箱，普通传动箱的扭矩等级（T/A3）一般只有6以下；采用高扭矩的传动箱，其扭矩等级（T/A3）也只能达到6-8之间；所以设计出具备高效、节能、高产量功能的扭矩等级在8以上的超高扭矩传动箱是迫切之举。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种双螺杆挤出机用传动箱，特别适用于对产量要求很高的情形。

本发明所要解决的技术问题是提供结构设计合理、制作成本上浮不大、高效可靠、实用性强的双螺杆挤出机用传动箱，不仅合理解决了扭矩分配、齿轮均载等技术难题，而且与相同螺杆外径的传动箱相比扭矩得以大幅提高，从而使产量也能得以大幅提升；同时，在传动箱整机重量提升可控范围内，保证输出轴不易受损，大大延长部件寿命从而大幅提高整机的使用年限，极具有产业上的利用价值。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种双螺杆挤出机用传动箱，包括箱体，以及设置在箱体内的输入轴、长输出轴Ⅰ、长输出轴Ⅱ、短输出轴Ⅰ、短输出轴Ⅱ、过渡轴Ⅰ和过渡轴Ⅱ；所述长输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅰ的前端分别通过花键套与双螺杆芯轴的尾端相连；所述长输出轴Ⅰ和长输出轴Ⅱ同向串联连接；所述短输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅱ同向串联连接；所述过渡轴Ⅰ和过渡轴Ⅱ同向串联连接。

其中，所述输入轴上的一号主动齿轮与长输出轴Ⅱ上的一号从动齿轮啮合；所述长输出轴Ⅰ上的二号主动齿轮与过渡轴Ⅱ上的二号从动齿轮啮合；所述过渡轴Ⅱ上的三号主动齿轮与短输出轴Ⅱ上的三号从动齿轮啮合；所述过渡轴Ⅰ上的四号主动齿轮与短输出轴Ⅰ上的四号从动齿轮啮合。

同时，所述一号从动齿轮和二号从动齿轮均采用加宽后齿宽为120mm-125mm的实心式齿轮；所述长输出轴Ⅰ的末端套穿过轴承后通过一号螺杆与长输出轴Ⅱ的一端连接；所述长输出轴Ⅱ的另一端设置有推力轴承，所述推力轴承通过推力轴承盖板装设在箱体内。

采用上述技术方案，通过三轴式传动方式，总扭矩的一半直接作用在同向串联连接的长输出轴Ⅰ和长输出轴Ⅱ上，另一半由二号从动齿轮、三号主动齿轮和四号主动齿轮通过同向串联连接的过渡Ⅰ和过渡轴Ⅱ间接传递到同向串联连接的短输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅱ上，从而在驱动双螺杆芯轴来实现挤出作业；这样的过渡齿轮啮合对数为两对，即三号主动齿轮和三号从动齿轮、四号主动齿轮和四号从动齿轮，可以大幅提升传动的稳定性、扭矩分配的合理性和提高承载能力。通过将一号从动齿轮和二号从动齿轮设计为加宽结构的实习式齿轮，实现超高速高扭的传动需求，确保传动系统的扭矩等级在8以上，从而达到整机具备高效、节能、高产量的诸多优异功能；不仅可以克服现有技术中采用轮辐式或腹板式齿轮使传动能力受限较大的问题，虽然改进后传动箱整机的重量有所提升，但是有效输出功率的提升效果非常显著，从而达到大幅提升产量的目的。当然，为适应扭矩等级提升对其他部件的高要求，可以将一号主动齿轮和二号主动齿轮做调整性的加宽选择，以实现分别与一号从动齿轮和二号从动齿轮的更好匹配。另外，采用长输出轴Ⅰ的末端套穿过轴承后通过一号螺杆与长输出轴Ⅱ的一端连接的设置结构，可以克服现有技术中输出轴易断的问题，提升输出轴承载强度的同时，也延长了其使用寿命；而输出轴和过渡轴的分段式结构则有利于制造与装配。

本发明进一步设置为：所述轴承为滚子轴承；所述一号螺杆为一号长螺杆，所述一号长螺杆贯穿长输出轴Ⅱ的轴芯总长度。

传动箱中各部位的轴承选用可以根据传动系统的具体要求来定，本发明优选为长输出轴Ⅰ的末端套穿过滚子轴承后通过一号长螺杆与长输出轴Ⅱ的一端连接，所述一号长螺杆贯穿长输出轴Ⅱ的轴芯总长度；可以很好的保证同向串联的长输出轴Ⅰ和长输出轴Ⅱ连接成整体输出轴后的高强度和运动一致性，从而使传动输出更顺畅。

本发明进一步设置为：所述过渡轴Ⅱ的一端通过二号长螺杆与过渡轴Ⅰ的一端连接，所述二号长螺杆贯穿过渡轴Ⅰ的轴芯总长度；所述过渡轴Ⅱ的另一端为自由端，所述自由端套穿过滚子轴承后与箱体的轴承盖及一号从动齿轮之间保持有热伸展间隙。

上述技术方案中的热伸展间隙为过渡轴在运动受热膨胀状态而伸长后提供了有效的伸展空间，可减少因运动热膨胀而损坏传动箱的箱体或是临近部件，这一点可以很好的确保过渡轴在功率传递过程中发挥平稳性和传递到位性，而不至于将功率损失在间接传递过程中。

本发明更进一步设置为：所述短输出轴Ⅰ的末端通过三号长螺杆与短输出轴Ⅱ的一端连接，所述三号长螺杆贯穿短输出轴Ⅱ的轴芯总长度；所述短输出轴Ⅱ的另一端与装设有串列推力圆柱滚子轴承的推力轴承芯轴相接。

本发明更进一步设置为：所述短输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅱ的连接处装设有花键套；所述过渡轴Ⅰ和过渡轴Ⅱ的连接处也装设有花键套。

本发明更进一步设置为：所述长输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅰ的前端与双螺杆芯轴尾端的连接处设置有带密封透盖的密封套筒。

本发明更进一步设置为：所述箱体的外顶面上设置有吊环和空气滤清器。

本发明更进一步设置为：所述箱体的外侧面上设置有内凹型螺钉安装槽和液位液温计。

本发明更进一步设置为：所述箱体上还开设有出油口和进油口，所述出油口和进油口通过设于箱体外的油路冷却润滑系统形成油路回路。

将短输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅱ也通过长螺杆连接，起到提高轴强度作用的同时，保证连接的紧密性。在轴的连接处装设有花键套，可以更好的加强连接处的强度，从而提高整轴的强度。通过在输出轴与双螺杆芯轴的连接处设置密封套管，便于传动箱与输出执行部件的连接，而且连接密封；密封透盖则便于观察连接处的有效连接实际情况。吊环便于将传动箱进行吊装移动，有利于运输作业。而空气滤清器、液位液温计和油路冷却润滑系统作为辅助部件发挥辅助功能。值得一提的是，所述箱体的外侧面上设置有内凹型螺钉安装槽，有利于将安装螺钉从安装槽处进行安装，内凹型的结构使螺钉不再外裸在箱体外面而更贴近箱体，还使传动箱的外表体呈现更规整的状态，结构紧凑、外形规整，便于搁放和运输。

综上所述，本发明一种双螺杆挤出机用传动箱，具有结构设计合理、制作成本上浮不大、高效可靠、实用性强的优点，不仅合理解决了扭矩分配、齿轮均载等技术难题，而且与相同螺杆外径的传动箱相比扭矩得以大幅提高，从而使产量也能得以大幅提升；同时，在传动箱整机重量提升可控范围内，保证输出轴不易受损，大大延长部件寿命从而大幅提高整机的使用年限；另外，传动稳定高效，便于运输，外形也很规整。

上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明双螺杆挤出机用传动箱的剖面结构示意图；

图2为本发明双螺杆挤出机用传动箱的正视结构示意图；

图3为本发明双螺杆挤出机用传动箱的左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1、图2及图3所示，一种双螺杆挤出机用传动箱，包括箱体1，以及设置在箱体1内的输入轴2、长输出轴Ⅰ3、长输出轴Ⅱ4、短输出轴Ⅰ5、短输出轴Ⅱ6、过渡轴Ⅰ7和过渡轴Ⅱ8；所述长输出轴Ⅰ3和短输出轴Ⅰ4的前端分别通过花键套9与双螺杆芯轴的尾端相连；所述长输出轴Ⅰ3和长输出轴Ⅱ4同向串联连接；所述短输出轴Ⅰ5和短输出轴Ⅱ6同向串联连接；所述过渡轴Ⅰ7和过渡轴Ⅱ8同向串联连接。

其中，所述输入轴2上的一号主动齿轮21与长输出轴Ⅱ4上的一号从动齿轮41啮合；所述长输出轴Ⅰ3上的二号主动齿轮31与过渡轴Ⅱ8上的二号从动齿轮81啮合；所述过渡轴Ⅱ8上的三号主动齿轮82与短输出轴Ⅱ6上的三号从动齿轮61啮合；所述过渡轴Ⅰ7上的四号主动齿轮71与短输出轴Ⅰ5上的四号从动齿轮51啮合。

同时，所述一号从动齿轮41和二号从动齿轮81均采用加宽后齿宽为120mm-125mm的实心式齿轮，优选采用125mm的齿宽；所述长输出轴Ⅰ3的末端套穿过滚子轴承32后通过一号螺杆33与长输出轴Ⅱ4的一端连接；作为优选，所述一号螺杆33为一号长螺杆（图中未示出），所述一号长螺杆贯穿长输出轴Ⅱ4的轴芯总长度；所述长输出轴Ⅱ4的另一端设置有推力轴承42，所述推力轴承42通过推力轴承盖板43装设在箱体1内。

另外，所述过渡轴Ⅱ8的一端通过二号螺杆83与过渡轴Ⅰ7的一端连接；作为优选，所述二号螺杆83为二号长螺杆（图中未示出），所述二号长螺杆贯穿过渡轴Ⅰ7的轴芯总长度；所述过渡轴Ⅱ8的另一端为自由端，所述自由端套穿过滚子轴承84后与箱体1的轴承盖10及一号从动齿轮41之间保持有热伸展间隙85。

进一步的，所述短输出轴Ⅰ5的末端通过三号螺杆52与短输出轴Ⅱ6的一端连接；所述三号螺杆52为三号长螺杆（图中未示出），所述三号长螺杆贯穿短输出轴Ⅱ5的轴芯总长度；所述短输出轴Ⅱ6的另一端与装设有串列推力圆柱滚子轴承的推力轴承芯轴62相接。

又进一步的，所述短输出轴Ⅰ5和短输出轴Ⅱ6的连接处装设有花键套53；所述过渡轴Ⅰ7和过渡轴Ⅱ8的连接处也装设有花键套72。

又进一步的，所述长输出轴Ⅰ3和短输出轴Ⅰ5的前端与双螺杆芯轴尾端的连接处设置有带密封透盖11的密封套筒12。

又进一步的，所述箱体1的外顶面上设置有吊环13和空气滤清器14。

又进一步的，所述箱体1的外侧面上设置有内凹型螺钉安装槽15和液位液温计16。

又进一步的，所述箱体1上还开设有出油口17和进油口18，所述出油口17和进油口18通过设于箱体1外的油路冷却润滑系统19形成油路回路。

本发明的创新点在于，过渡齿轮啮合对数为两对，即三号主动齿轮82和三号从动齿轮61、四号主动齿轮71和四号从动齿轮51，可以大幅提升传动的稳定性、扭矩分配的合理性和提高承载能力；并通过将一号从动齿轮41和二号从动齿轮81设计为加宽结构的实习式齿轮，实现超高速高扭的传动需求，确保传动系统的扭矩等级在8以上，从而达到整机具备高效、节能、高产量的诸多优异功能；同时还采用长输出轴Ⅰ3的末端套穿过滚子轴承32后通过一号螺杆33与长输出轴Ⅱ4的一端连接的结构，可以克服现有技术中长输出轴Ⅰ3易断的问题，提升输出轴承载强度的同时，也延长了其使用寿命。

作为进一步的创新点在于，所述过渡轴Ⅱ8的另一端为自由端，所述自由端套穿过滚子轴承84后与箱体1的轴承盖10及一号从动齿轮41之间保持有热伸展间隙85。其中热伸展间隙85为过渡轴在运动受热膨胀状态而伸长后提供了有效的伸展空间，可减少因运动热膨胀而损坏传动箱的箱体或是临近部件，从而能很好的确保过渡轴在发挥功率传递过程中具有平稳性和传递到位性，而不至于将功率损失在间接传递过程中。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种双螺杆挤出机用传动箱，其特征在于：包括箱体，以及设置在箱体内的输入轴、长输出轴Ⅰ、长输出轴Ⅱ、短输出轴Ⅰ、短输出轴Ⅱ、过渡轴Ⅰ和过渡轴Ⅱ；所述长输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅰ的前端分别通过花键套与双螺杆芯轴的尾端相连；

所述长输出轴Ⅰ和长输出轴Ⅱ同向串联连接；所述短输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅱ同向串联连接；所述过渡轴Ⅰ和过渡轴Ⅱ同向串联连接；

所述输入轴上的一号主动齿轮与长输出轴Ⅱ上的一号从动齿轮啮合；

所述长输出轴Ⅰ上的二号主动齿轮与过渡轴Ⅱ上的二号从动齿轮啮合；

所述过渡轴Ⅱ上的三号主动齿轮与短输出轴Ⅱ上的三号从动齿轮啮合；

所述过渡轴Ⅰ上的四号主动齿轮与短输出轴Ⅰ上的四号从动齿轮啮合；

所述一号从动齿轮和二号从动齿轮均采用加宽后齿宽为120mm-125mm的实心式齿轮；

所述长输出轴Ⅰ的末端套穿过轴承后通过一号螺杆与长输出轴Ⅱ的一端连接；所述长输出轴Ⅱ的另一端设置有推力轴承，所述推力轴承通过推力轴承盖板装设在箱体内；

所述轴承为滚子轴承；所述一号螺杆为一号长螺杆，所述一号长螺杆贯穿长输出轴Ⅱ的轴芯总长度；

所述过渡轴Ⅱ的一端通过二号长螺杆与过渡轴Ⅰ的一端连接，所述二号长螺杆贯穿过渡轴Ⅰ的轴芯总长度；所述过渡轴Ⅱ的另一端为自由端，所述自由端套穿过滚子轴承后与箱体的轴承盖及一号从动齿轮之间保持有热伸展间隙。

2.根据权利要求1所述的双螺杆挤出机用传动箱，其特征在于：所述短输出轴Ⅰ的末端通过三号长螺杆与短输出轴Ⅱ的一端连接，所述三号长螺杆贯穿短输出轴Ⅱ的轴芯总长度；所述短输出轴Ⅱ的另一端与装设有串列推力圆柱滚子轴承的推力轴承芯轴相接。

3.根据权利要求1所述的双螺杆挤出机用传动箱，其特征在于：所述短输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅱ的连接处装设有花键套；所述过渡轴Ⅰ和过渡轴Ⅱ的连接处也装设有花键套。

4.根据权利要求1 所述的双螺杆挤出机用传动箱，其特征在于：所述长输出轴Ⅰ和短输出轴Ⅰ的前端与双螺杆芯轴尾端的连接处设置有带密封透盖的密封套筒。

5.根据权利要求1所述的双螺杆挤出机用传动箱，其特征在于：所述箱体的外顶面上设置有吊环和空气滤清器。

6.根据权利要求1所述的双螺杆挤出机用传动箱，其特征在于：所述箱体的外侧面上设置有内凹型螺钉安装槽和液位液温计。

7.根据权利要求1所述的双螺杆挤出机用传动箱，其特征在于：所述箱体上还开设有出油口和进油口，所述出油口和进油口通过设于箱体外的油路冷却润滑系统形成油路回路。