CN1748979A - 双螺杆挤出机的输出机构 - Google Patents
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Abstract
本发明的同向、异向双螺杆挤出机的输出机构的输出轴齿轮具有双边(扭矩)及三边啮合的特点，因而它们的径向轴承的负荷可以处于零载或接近零载工况下，故齿形强度和轴承寿命得到了很大加强，并由于多阶式推力轴承设置在外部空间的过桥斜齿轮的心部，它可以获得足够长寿命并且不另占空间，故整个部件长度及重量均减少二分之一左右。
Description
技术领域：本发明涉及的是塑料挤出机行业，特别是平行轴同向、异向双螺杆挤出机的输出机构。
背景技术：在现有技术中，双螺杆挤出机在聚合物加工中居很重要的地位，而且有运用越来越广泛的趋势，它们是在对聚合物的改性及PVC制品加工的特殊要求下推动其发展的。就平行轴同向、异向双螺杆挤出机的输出机构而言，由于受两螺杆中心距较小的制约，它一直存在齿轮强度、推力轴承寿命以及双输出齿轮轴之径向轴承的寿命等方面的设计难题。
迄今为止，国内外双螺杆挤出机的输出机构中，短输出轴推力轴承都是设置在输出轴后部相同轴线的延线上，它的外形受长轴外形的限制，这样结构的推力轴承寿命始终是该传动装置中的一项难题。例如：由耿孝正编著，中国轻工出版社03年1月出版的“双螺杆挤出机及其应用”一书中所提及的目前世界先进国家中的几个主要生产厂家仍然保留上述结构，如该书P280页图3-8-2的传动箱原理图是Berstorff公司、JSW公司、Leistritg公司的同向双螺杆挤出机；图3-8-3为德国Leistritg公司的同向及异向双螺杆传动箱；以及同书图3-8-4～3-8-7中所显示出的Yhyssen公司的双螺杆挤出机、Reifenhaüser异向双螺杆挤出机以及德国WP公司ZSK系列平行轴同向双螺杆挤出机，它们都在短输出轴相同轴线的尾部设置着一个多阶式推力轴承——即串联式轴承，该轴承除了具有受长轴外形制约的缺点外，还具有其内部心轴为运动件、外圈是支承在静止的壳体上的共同特征。
有关双螺杆挤出机推力轴承承载能力的论述早在上世纪六十年代的国外文献就有所谓满足<B-10>工况的要求，即对高速双螺杆挤出机的推力轴承而言必须满足在100r.p.m，350kg/cm2压力，15万至25万小时寿命要求的论述。这方面本发明人的一项曾获得国家发明奖的中国专利ZL90105631.6是可以满足上述性能要求，且占领了一定的市场，它是将推力轴承转向外层空间的一个范例，但它是以具备NGW型分配机构为前提，其内齿圈需要较大滚动轴承支承，以及径向型推力轴承的结构本身使造价有所增加的弊端。
现有技术中的斜齿圆柱齿轮已在各种机械中广泛运用，特别是大螺旋角斜齿圆柱齿轮正在现代化的汽车主传动装置中普遍运用，这是因为它具有较大的轴向重合度和较大的承载能力，基于此原理，本发明的轮系采用的是大螺旋角斜齿圆柱齿轮啮合付(简称斜齿轮，下同)，其齿形可以是渐开线也可以是圆弧齿。
发明内容：本发明的目的是提供一种既能满足上述<B-10>工况性能要求，并与双螺杆挤出机高速化、大型化的发展趋势要求相适应的，具有高承载力且结构简单的双螺杆挤出机的输出机构。
我们的发明内容是：一种同向、异向平行轴双螺杆挤出机的输出机构，其中同向双螺杆挤出机的输出机构其特征是：一根带斜齿轮的主动输出轴1的齿的上下分别与两个大小相等、其中心各自设置在两输出轴1、2的轴心连线中点的垂线上的较大的过桥斜齿轮3、4相啮合，过桥斜齿轮3、4的心部各设置一组轴线与过桥斜齿轮同轴，外圈支承在呈运动状态的过桥斜齿轮3、4的内壁，内圈支承在静止状态的心轴15上的多阶式推力轴承13，推力轴承13的数量可以是两个及两个以上。过桥斜齿轮3、4中心连线的另一侧是两个过桥斜齿轮3、4分别与带斜齿轮的被动输出轴2的齿轮相啮合并对称于主动输出轴1齿轮的两啮合点，两个输出轴1、2的斜齿的齿数及齿形参数相同。两个过桥斜齿轮3、4的齿数及齿形参数相同。两个输出轴1、2的斜齿设在相同平面上，其中心线连线的水平轴线上分别各自与另两个过桥斜齿轮5、6相啮合，过桥斜齿轮5、6的中心各设置一组轴线与过桥斜齿轮5、6同轴、外圈支承在呈运动状态的过桥斜齿轮5、6的内壁、内圈支承在静止状态的心轴15上的多阶式推力轴承13，推力轴承13可以是两个或两个以上，过桥斜齿轮5、6只承受来自输出齿轮轴1、2的轴向推力而不传递扭矩。
本发明用于异向双螺杆输出机构是一对带斜齿轮的输出轴7、8，它们在其中心线连线的中点相啮合的同时，其中主动输出轴7上的斜齿轮的上下分别与两个大小相等的较大的过桥斜齿轮9、10相啮合，过桥斜齿轮9、10分别与同样大小的过桥斜齿轮11、12在两输出轴7、8中心连线中点的垂线上相啮合，过桥斜齿轮11、12分别与被动输出轴8的斜齿相啮合，其特征为：过桥斜齿轮9、10、11、12的心部各设置一组轴线与过桥斜齿轮同轴、外圈支承呈旋转状态齿筒的内壁，内圈支承在静止状态心轴15上的多阶式推力轴承13，推力轴承13可以是两个或两个以上。综上所述，每组推力轴承可由两个或两个以上的平面推力轴承或斜滚柱轴承组成，每个轴承的轴向可以设置碟形弹簧式的均载装置，也可以用刚性填块14传递轴向力。本发明的同向、异向双螺杆挤出机的输出机构的输出轴齿轮具有双边(扭矩)及三边啮合的特点，因而它们的径向轴承的负荷可以处于零载或接近零载工况下，故齿形强度和轴承寿命得到了很大加强，并由于多阶式推力轴承设置在外部空间的过桥斜齿轮的心部，它并不另占空间，故整个部件长度及重量均减少二分之一左右。
发明原理：本发明的原理是利用具有高承载能力的大螺旋角斜齿圆柱齿轮啮合付将来自双输出轴的轴向推力转移至外层空间的过桥斜齿轮中心的多阶式轴承来承受，齿的螺旋角β可选在25°～45°之间，这样既打破了推力轴承的外形受双输出轴中心间距离的限制，而且有增加了承受推力的多阶式轴承的直径及轴承数量，故设计者可以很轻易地获得理想寿命的推力轴承组。而涉及齿形强度的轴向重合度ξβ＝bsinβ/πm1，设齿宽b＝300mm，β＝45°，模数m1＝6mm；则ξβ＝300×sin45°/π×6＝11.25，这里不难看出现代汽车主传动中采用大螺旋角斜齿轮的原因，对本发明而言，大螺旋角圆柱斜齿轮的采用对承受大的轴向力的能力较强是显而易见的。
本发明的优点：本发明的同向、异向双螺杆挤出机的输出机构的输出轴齿轮具有双边(扭矩)及三边啮合的特点，因而它们的径向轴承的负荷可以处于零载或接近零载工况下，故齿形强度和轴承寿命得到了很大加强，并由于多阶式推力轴承设置在外部空间的过桥斜齿轮的心部，它可获得足够长寿命并且不另占空间，故整个部件长度及重量均减少二分之一左右。
附图说明：
图1是过桥斜齿轮组装件剖面图
图2是同向双螺杆挤出机输出机构示意图
图3是异向双螺杆挤出机输出机构示意图
1、带斜齿轮的主动输出轴
2、带斜齿轮的被动输出轴
3、过桥斜齿轮
4、过桥斜齿轮
5、过桥斜齿轮
6、过桥斜齿轮
7、带斜齿轮的主动输出轴
8、带斜齿轮的被动输出轴
9、过桥斜齿轮
10、过桥斜齿轮
11、过桥斜齿轮
12、过桥斜齿轮
13、推力轴承
14、填快
15、静止心轴
16、碟形弹簧
17、壳体
18、是过桥斜齿轮3、或4、或5、或6、或9、或10、或11、或12。
具体实施方式：每个过桥齿轮中的推力轴承以选用斜滚柱轴承最佳，因为它既可以承受轴向推力，又可以承受径向力，故当它的承载能力足够时，每个过桥齿斜轮组装件中只需两个轴承，并置于过桥齿轮两端附近，每个推力轴承的内圈与静止轴15之间最好设置一组碟形弹簧16，根据其刚度大小可以是一片，也可以是多片。每组碟形弹簧的轴向长度应一致，其最佳方法是将它们放在平面磨床上一起磨平。过桥斜齿轮的齿数应该比双输出轴齿轮的齿数多1倍以上，以便使过桥斜齿轮中的推力轴承组有足够的空间及寿命。
Claims (2)
1、一种同向、异向平行轴双螺杆挤出机的输出机构，其中同向双螺杆挤出机的输出机构其特征是：一根带斜齿轮的主动输出轴(1)的齿的上下分别与两个大小相等、其中心各自设置在两输出轴(1)、(2)轴心连线中点的垂线上的较大的过桥斜齿轮(3)、(4)相啮合，过桥斜齿轮(3)、(4)的心部各设置一组轴线与过桥斜齿轮同轴，外圈支承在呈运动状态的过桥斜齿轮(3)、(4)的内壁，内圈支承在静止状态的心轴(15)上的多阶式推力轴承(13)，推力轴承(13)的数量可以是两个及两个以上。过桥斜齿轮(3)、(4)中心连线的另一侧是两个过桥斜齿轮(3)、(4)分别与带斜齿轮的被动输出轴(2)的齿轮相啮合并对称于主动输出轴(1)齿轮的两啮合点，两个输出轴(1)、(2)中心线连线的水平轴线上分别各自与另两个过桥斜齿轮(5)、(6)相啮合，过桥斜齿轮(5)、(6)的中心各设置一组轴线与过桥斜齿轮(5)、(6)同轴、外圈支承在呈运动状态的过桥斜齿轮(5)、(6)内壁、内圈支承在静止状态的心轴(15)上的多阶式推力轴承(13)，推力轴承(13)可以是两个或两个以上，本发明用于异向双螺杆输出机构是一对带斜齿轮的输出齿轮轴(7)、(8)，它们在其中心线连线的中点相啮合的同时，其中主动输出轴(7)上的斜齿轮的上下分别与两个大小相等的较大的过桥斜齿轮(9)、(10)相啮合，过桥斜齿轮(9)、(10)分别与同样大小的过桥斜齿轮(11)、(12)在两输出轴(7)、(8)中心连线中点的垂线上相啮合，过桥斜齿轮(11)、(12)分别与被动输出轴(8)的斜齿相啮合，其特征为：过桥斜齿轮(9)、(10)、(11)、(12)的心部各设置一组轴线与过桥斜齿轮同轴、外圈支承呈旋转状态齿筒的内壁，内圈支承在静止状态心轴(15)上的多阶式推力轴承(13)，推力轴承(13)可以是两个或两个以上。
2、根据权利要求1所述机构，其特征为齿形可以是渐开线也可以是圆弧齿。
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