JP5792116B2 - Twin screw kneading extruder - Google Patents

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Description

本発明は、2軸混練押出機に関するものである。   The present invention relates to a twin-screw kneading extruder.

2軸混練押出機は、PEやPPなどの樹脂材料を溶融しながら混練し、混練された樹脂を押し出す装置である。具体的には、内部が空洞とされたバレル内に、樹脂を混練する2本の混練ロータ(混練スクリュ)が回転自在に収容されている。この2本の混練ロータを回転させるために、混練ロータの一端側(ドライブエンド側)に駆動部が設けられている。この駆動部で発生した回転駆動力を減速機を介して混練ロータに伝達し、この混練ロータを回転させることで樹脂などの材料を混練するようになっている。   The biaxial kneading extruder is an apparatus that kneads resin materials such as PE and PP while melting them and extrudes the kneaded resin. Specifically, two kneading rotors (kneading screws) for kneading the resin are rotatably accommodated in a barrel having a hollow inside. In order to rotate the two kneading rotors, a drive unit is provided on one end side (drive end side) of the kneading rotor. The rotational driving force generated by the drive unit is transmitted to the kneading rotor via a speed reducer, and the kneading rotor is rotated to knead a material such as resin.

そして、これらの混練ロータや混練ロータを収容するバレルは、フレーム部材に取り付けられており、このフレーム部材は、直接コンクリートの基礎土台に対してアンカーボルトなどの締結具で固定される構造となっている。
ところが、このような2軸混練押出機で樹脂などの材料を混練している際に、混練部分では周期的な加振力が発生する。従来の2軸混練押出機では、強固な一体型のフレーム部材を用いることで加振力(2軸混練押出機に対して作用する振動力)を抑制するようにしている。しかし、近年では、2軸混練押出機に対しても低コスト化や軽量化のニーズがあり、高コストである強固な一体型のフレーム部材に代わって、軽量化され、且つ低コストに対応したフレーム部材が用いられている。このような軽量化されたフレーム部材を複数用いた2軸混練押出機であっても、特許文献1に開示されている技術を用いることで加振力を抑制するようにしている。
These kneading rotors and barrels that accommodate the kneading rotors are attached to a frame member, and this frame member is directly fixed to a concrete foundation base with a fastener such as an anchor bolt. Yes.
However, when a material such as a resin is kneaded with such a twin-screw kneading extruder, a periodic vibration force is generated in the kneading portion. In the conventional biaxial kneading extruder, a strong integral frame member is used to suppress the excitation force (vibrating force acting on the biaxial kneading extruder). However, in recent years, there has been a need for cost reduction and weight reduction for the twin-screw kneading extruder, and it has been reduced in weight and coped with low cost in place of the high-cost solid integrated frame member. A frame member is used. Even in a biaxial kneading extruder using a plurality of such lightened frame members, the excitation force is suppressed by using the technique disclosed in Patent Document 1.

特許文献1には、バレル内で回転する混練ロータに対して混練ロータを回転自在に支持するフレーム部材が少なくとも1つ以上備えられており、フレーム部材が基礎土台に埋設された振動低減部材に固定されていることを特徴とするものである。フレーム部材は、混練ロータを駆動側で支持する駆動側のフレーム部材を2以上有しているか、基礎土台側に2以上に分岐された脚部を備えているのが好ましく、この駆動側のフレーム部材同士又は脚部同士が振動低減部材を介して連結されているのがより好ましいとされている。   In Patent Document 1, at least one frame member that rotatably supports the kneading rotor with respect to the kneading rotor that rotates in the barrel is provided, and the frame member is fixed to the vibration reducing member embedded in the foundation base. It is characterized by being. Preferably, the frame member has two or more drive-side frame members that support the kneading rotor on the drive side, or includes a leg portion branched into two or more on the foundation base side. It is more preferable that members or legs are connected to each other via a vibration reducing member.

このようにすれば、フレーム部材にかかる加振力を抑制することができる。   If it does in this way, the exciting force concerning a frame member can be controlled.

特開2010−179562号公報JP 2010-179562 A

しかしながら、近年では、生産コスト削減を目的とした装置の大型化や、多様化する樹脂材料の混練性能を確保するための最適スクリュ形状の開発に伴い、これまでにない大きな加振力が発生するケースも出てきている。このような大きな加振力は、2軸混練押出機の装置寿命に影響してしまうという問題がある。
そこで、本願発明者らは、混練ロータの一端側(ドライブエンド側、DE)で2点支持されると共に混練ロータの他端側(ウォーターエンド側、WE)で1点支持されている3点支持構造の2軸混練押出機で加振力を発生させる解析予測(解析シミュレーション)を行った。解析シミュレーションの結果、本願発明者らは、DE側においても大きな振動が発生することを見出した。
However, in recent years, an unprecedented large excitation force has been generated with the development of the optimal screw shape to ensure the kneading performance of diversifying resin materials and the enlargement of the device for the purpose of reducing production costs. Cases are also coming out. There is a problem that such a large excitation force affects the device life of the twin-screw kneading extruder.
Therefore, the inventors of the present application supported at two points on one end side (drive end side, DE) of the kneading rotor and supported at one point on the other end side (water end side, WE) of the kneading rotor. An analysis prediction (analysis simulation) was performed to generate an excitation force with a twin-screw kneading extruder having a structure. As a result of the analysis simulation, the inventors of the present application have found that a large vibration is generated also on the DE side.

加振力を抑制するために、特許文献1のようにすれば、DE側のフレーム部材が基礎土台に埋め込まれた振動低減部材に連結されているため、この振動低減部材と一体になってフレーム部材の剛性が向上し、振動を抑制することが可能となる。また、振動低減部材を基礎土台に埋め込んでおけば、混練機のフレーム部材自体は軽量化できるので、混練機を低コスト化することもが可能となる。   In order to suppress the excitation force, the DE-side frame member is connected to the vibration reduction member embedded in the foundation base, as in Patent Document 1, so that the frame is integrated with the vibration reduction member. The rigidity of the member is improved and vibration can be suppressed. Further, if the vibration reducing member is embedded in the foundation foundation, the frame member itself of the kneading machine can be reduced in weight, so that the kneading machine can be reduced in cost.

だが、大きな加振力である場合、特許文献1の技術だけではDE側のフレーム部材における振動を抑制することができない。
また、動吸振器などを用いた振動対策の場合、部品点数の増加によるコスト上昇が避けられず、性能チューニング等も大掛かりなものになるという問題がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、加振力が大きい場合であっても、フレーム部材の必要部位だけに振動低減部材で補強をすることで、駆動部側(DE側)に配備されたフレーム部材およびそれに支持される混練ロータの振動を低コストで抑制することができ、据え付けやメンテナンス作業も容易に行える2軸混練押出機を提供することを目的とする。
However, when the excitation force is large, the vibration of the DE-side frame member cannot be suppressed only by the technique of Patent Document 1.
In addition, in the case of vibration countermeasures using a dynamic vibration absorber or the like, there is a problem that an increase in cost due to an increase in the number of parts is unavoidable, and performance tuning and the like become large.
The present invention has been made in view of the above-described problems. Even when the excitation force is large, the drive unit side (DE side) is provided by reinforcing the vibration member only at the necessary portion of the frame member. It is an object of the present invention to provide a twin-screw kneading extruder that can suppress vibrations of the frame member and the kneading rotor supported by the frame member at low cost and can easily perform installation and maintenance work.

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る2軸混練押出機は、内部が空洞とされたバレルと、当該バレル内に挿入される左右一対の混練ロータと、当該混練ロータを回転させる駆動部とを備え、前記混練ロータを回転自在に支持するフレーム部材が当該混練ロータの軸方向に少なくとも3個備えられた2軸混練押出機において、前記少なくとも3個のフレーム部材のうち、2個のフレーム部材が駆動部側に配備され、且つ前記2個のフレーム部材には、前記混練ロータの回転で発生する加振力による振動を低減させる振動低減部材が設けられており、前記振動低減部材は、前記2個のフレーム部材の上部を掛け渡すように締結されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
A twin-screw kneading extruder according to the present invention includes a barrel having a hollow inside, a pair of left and right kneading rotors inserted into the barrel, and a drive unit that rotates the kneading rotor. In the twin-screw kneading and extruding machine provided with at least three frame members that are rotatably supported in the axial direction of the kneading rotor, two of the at least three frame members are arranged on the drive unit side. In addition, the two frame members are provided with a vibration reducing member that reduces vibration due to an excitation force generated by the rotation of the kneading rotor, and the vibration reducing member is an upper part of the two frame members. It is characterized by being fastened so that it may span.

好ましくは、前記振動低減部材は、前記2個のフレーム部材の上部を互いに交差するように締結されているとよい。
好ましくは、前記振動低減部材は、前記フレーム部材の上面若しくはフレーム部材の側面の上部のいずれかで締結されているとよい。
好ましくは、前記振動低減部材は、十字形状で一体成形されているとよい。
なお、本発明の2軸混練押出機の最も好ましい形態は、内部が空洞とされたバレルと、当該バレル内に挿入される左右一対の混練ロータと、当該混練ロータを回転させる駆動部とを備え、前記混練ロータを回転自在に支持するフレーム部材が当該混練ロータの軸方向に少なくとも3個備えられた2軸混練押出機において、前記少なくとも3個のフレーム部
材のうち、2個のフレーム部材が駆動部側に配備され、且つ前記2個のフレーム部材には、前記混練ロータの回転で発生する加振力による振動を低減させる振動低減部材が設けられており、前記振動低減部材は、前記2個のフレーム部材の上部を掛け渡すように、且つ互いに交差するように締結されていることを特徴とする。
Preferably, the vibration reducing member may be fastened so that the upper portions of the two frame members intersect each other.
Preferably, the vibration reducing member is fastened at either the upper surface of the frame member or the upper portion of the side surface of the frame member.
Preferably, the vibration reducing member may be integrally formed in a cross shape.
The most preferred embodiment of the twin-screw kneading extruder of the present invention includes a barrel having a hollow inside, a pair of left and right kneading rotors inserted into the barrel, and a drive unit that rotates the kneading rotor. In the twin-screw kneading extruder provided with at least three frame members that rotatably support the kneading rotor in the axial direction of the kneading rotor, the at least three frame portions
Among the materials, two frame members are provided on the drive unit side, and the two frame members are provided with a vibration reducing member that reduces vibration due to the excitation force generated by the rotation of the kneading rotor. The vibration reducing member is fastened so as to span the upper portions of the two frame members and to cross each other.

本発明によれば、フレーム部材の必要部位だけに振動低減部材で補強をすることで、駆動部側に配備されたフレーム部材およびそれに支持される混練ロータの振動を低コストで抑制することができ、据え付けやメンテナンス作業も容易に行える。   According to the present invention, the vibration of the frame member disposed on the drive unit side and the kneading rotor supported by the frame member can be suppressed at a low cost by reinforcing the vibration member only at the necessary portion of the frame member. Installation and maintenance work can be done easily.

本発明の2軸混練押出機の支持構造の断面及び振動低減部材の連結構造を示した図である。It is the figure which showed the connection structure of the cross section of the support structure of the biaxial kneading extruder of this invention, and a vibration reduction member. 2軸混練押出機の振動モードを示した図である。It is the figure which showed the vibration mode of the biaxial kneading extruder. フレーム部材の変形状態を示した図である。It is the figure which showed the deformation | transformation state of the frame member. フレーム部材の連結状態を模式的に示した図である。(事例1)It is the figure which showed the connection state of the frame member typically. (Case 1) フレーム部材の連結状態を模式的に示した図である。(事例2)It is the figure which showed the connection state of the frame member typically. (Case 2) フレーム部材の連結状態を模式的に示した図である。(事例3)It is the figure which showed the connection state of the frame member typically. (Case 3) フレーム部材内に配置された軸受位置での水平方向振動速度を示した図である。It is the figure which showed the horizontal direction vibration speed in the bearing position arrange | positioned in a frame member.

以下、本発明に係る2軸混練押出機1の実施形態について、図を基に説明する。
図1に示すように、2軸混練押出機1(以降、混練機1とも呼ぶ。)は、水平方向に沿って内部が空洞とされたバレル2と、このバレル2内に挿入可能な左右一対の混練ロータ3(混練スクリュ)と、この混練ロータ3を回転駆動させる駆動部4とから構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a biaxial kneading extruder 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a twin-screw kneading extruder 1 (hereinafter also referred to as a kneading machine 1) includes a barrel 2 whose inside is hollow along a horizontal direction, and a pair of left and right insertable in the barrel 2. The kneading rotor 3 (kneading screw) and a drive unit 4 that rotationally drives the kneading rotor 3 are configured.

このバレル2の一方側(図1で右側)には、第1フレーム部材5が設置されており、バレル2の一方側の面と第1フレーム部材5の他方側の面とが密着するように連結されている。
第1フレーム部材5の一方側、すなわちバレル2から離れる側には、第1フレーム部材5から水平方向に所定の距離を空けて第2フレーム部材6が設置されている。
A first frame member 5 is installed on one side (right side in FIG. 1) of the barrel 2 so that one surface of the barrel 2 and the other surface of the first frame member 5 are in close contact with each other. It is connected.
On the one side of the first frame member 5, that is, the side away from the barrel 2, a second frame member 6 is installed at a predetermined distance in the horizontal direction from the first frame member 5.

第1フレーム部材5と第2フレーム部材6との間には、内部に混練スクリュの軸部が貫通する空孔が形成された連結部材7が配備され、この連結部材7を介することで、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6とが一体的に連結されるようになっている。
さらに、第2フレーム部材6の一方側(図1で右側であってバレル2から最も離れた場所)には、混練ロータ3を回転駆動させるための駆動部4が設けられ、駆動部4と混練ロータ3とが直接連結されている。この駆動部4で発生した回転駆動力を混練ロータ3に伝達し、この混練ロータ3を回転駆動させている。このように混練機1は、左右一対の混練ロータ3を回転駆動させることで、PEやPPなどの樹脂材料を溶融しながら混練するようになっている。
Between the 1st frame member 5 and the 2nd frame member 6, the connection member 7 in which the hole which the axial part of a kneading screw penetrates was formed is arranged, and by passing through this connection member 7, the 1st The 1 frame member 5 and the 2nd frame member 6 are connected integrally.
Furthermore, a drive unit 4 for rotating the kneading rotor 3 is provided on one side of the second frame member 6 (the right side in FIG. 1 and farthest from the barrel 2). The rotor 3 is directly connected. The rotational driving force generated by the drive unit 4 is transmitted to the kneading rotor 3, and the kneading rotor 3 is driven to rotate. Thus, the kneader 1 kneads the resin material such as PE or PP while melting by rotating the pair of left and right kneading rotors 3.

一方、バレル2の他方側(図1で左側であって第1フレーム部材5の反対側)には、第3フレーム部材8が設置されており、第3フレーム部材8の一方側の面とバレル2の他方側の面とが密着するように連結されている。また、第3フレーム部材8には、混練ロータ3の温度を調整するための冷却水を導入する冷却水供給部9が設けられている。上述した3つのフレーム部材は、水平面を有した基礎土台Mの上に起立して設置されている。   On the other hand, a third frame member 8 is provided on the other side of the barrel 2 (on the left side in FIG. 1 and opposite to the first frame member 5). It connects so that the surface of the other side of 2 may closely_contact | adhere. The third frame member 8 is provided with a cooling water supply unit 9 for introducing cooling water for adjusting the temperature of the kneading rotor 3. The three frame members described above are installed upright on a foundation base M having a horizontal surface.

このように、バレル2内に挿入された2本の混練ロータ3を複数のフレーム部材(本実施形態では3つ)に分けて支持すれば、フレーム部材の間に空間が形成される。そのため、混練機1の重量を軽量化することができ、且つ混練機1の低コスト化に貢献することができる。
以降、2軸混練押出機1の構成を詳しく説明する。
In this way, if the two kneading rotors 3 inserted into the barrel 2 are divided and supported by a plurality of frame members (three in this embodiment), a space is formed between the frame members. Therefore, the weight of the kneader 1 can be reduced, and the cost of the kneader 1 can be reduced.
Hereinafter, the configuration of the biaxial kneading extruder 1 will be described in detail.

なお、説明にあたっては、図1の紙面の右側(一方側)を混練機1を説明する際のドライブエンド側(DE側)とし、紙面の左側(他方側)をウォータエンド側(WE側)とする。また、混練ロータ3の回転軸に沿った方向(紙面の左右に沿った方向)を混練機1を説明する際の軸心方向と呼び、紙面の前後に沿った方向を混練機1を説明する際の左右方向と呼ぶ。さらに、図1の紙面の上側及び下側を混練機1を説明する際の上側及び下側と呼ぶ。   In the description, the right side (one side) of FIG. 1 is the drive end side (DE side) when explaining the kneading machine 1, and the left side (other side) of the paper is the water end side (WE side). To do. The direction along the rotation axis of the kneading rotor 3 (the direction along the left and right sides of the paper surface) is referred to as the axial direction when describing the kneading machine 1, and the direction along the front and back of the paper surface is described with respect to the kneading machine 1. This is called the right and left direction. Furthermore, the upper side and the lower side of the paper surface of FIG.

まず、バレル2は、長筒状の形状を呈しており、内部にめがね孔状の空洞(左右一対の円形状の空孔)がその軸心を水平方向を向けて形成されている。本実施形態のバレル2は、水平方向に対して3つの筒状部材が連結されて構成されている。詳しくは、挿入された材料を送り出す第1スクリュ室10を構成する筒部材と、材料を溶融して混練する混練室11を構成する筒部材と、混練された材料を外部へ排出する第2スクリュ室12を構成する筒部材とで構成されている。これらの3つの筒部材を連結することで、一体的なバレル2となっている。   First, the barrel 2 has a long cylindrical shape, and a glass-hole-like cavity (a pair of left and right circular holes) is formed inside with its axis oriented in the horizontal direction. The barrel 2 of the present embodiment is configured by connecting three cylindrical members in the horizontal direction. Specifically, the cylindrical member constituting the first screw chamber 10 for feeding the inserted material, the cylindrical member constituting the kneading chamber 11 for melting and kneading the material, and the second screw for discharging the kneaded material to the outside. It is comprised with the cylinder member which comprises the chamber 12. FIG. By connecting these three cylindrical members, an integral barrel 2 is obtained.

第1スクリュ室10の上部には、ホッパ13(じょうご型の口)が備えられている。このホッパ13から挿入された樹脂などの材料は、後述する混練ロータ3の第1スクリュ翼部14の回転によって第1スクリュ室10を通過して、混練室11に送り出されるようになっている。
混練室11の中途部には、バレル2支持部材が下方に向けて突出するように形成されている。このバレル2支持部材は、下端側がフランジ状に形成され、直接コンクリートの基礎土台Mに対してアンカーボルトや逆L字型のレール状固定具などの締結具Sで固定されている。混練室11のウォータエンド側(他方側)には、混練室11の内周面と混練ロータ3との間に形成される材料の流路を開閉して、材料の混練度を調整するゲート式の混練度調整部17が設けられている。この空洞部に一対の混練ロータ3が回転自在に備えられている。
A hopper 13 (funnel type mouth) is provided in the upper part of the first screw chamber 10. A material such as resin inserted from the hopper 13 passes through the first screw chamber 10 by the rotation of the first screw blade portion 14 of the kneading rotor 3 described later, and is sent out to the kneading chamber 11.
A barrel 2 support member is formed in the middle of the kneading chamber 11 so as to protrude downward. This barrel 2 support member is formed in a flange shape at the lower end side, and is directly fixed to a concrete base M with a fastener S such as an anchor bolt or an inverted L-shaped rail-shaped fixture. On the water end side (the other side) of the kneading chamber 11, a gate type that adjusts the degree of kneading of the material by opening and closing the flow path of the material formed between the inner peripheral surface of the kneading chamber 11 and the kneading rotor 3. The kneading degree adjusting unit 17 is provided. A pair of kneading rotors 3 is rotatably provided in the hollow portion.

上記したバレル2に挿入される混練ロータ3は、バレル2の内部を軸心方向に貫通するように左右方向に一対設けられている。それぞれの混練ロータ3は、軸方向の中途部に混練翼部18(ロータ部)と、第1スクリュ翼部14と、第2スクリュ翼部15とを有している。
混練翼部18は、バレル2の混練室11に相当する位置に配備されている。混練翼部18は、材料を混ぜ合わせるのに適した翼を有しており、混練室11内で材料を混練する構成となっている。
A pair of kneading rotors 3 inserted into the barrel 2 is provided in the left-right direction so as to penetrate the inside of the barrel 2 in the axial direction. Each kneading rotor 3 has a kneading blade portion 18 (rotor portion), a first screw blade portion 14 and a second screw blade portion 15 in the middle in the axial direction.
The kneading blade 18 is disposed at a position corresponding to the kneading chamber 11 of the barrel 2. The kneading blade 18 has a blade suitable for mixing materials, and is configured to knead the material in the kneading chamber 11.

また、第1スクリュ翼部14は、第1スクリュ室10に相当する位置に配備されている。第2スクリュ翼部15は、第2スクリュ室12に相当する位置に配備されている。即ち、第1スクリュ翼部14と第2スクリュ翼部15は、混練翼部18を挟むような位置で配備されている。それぞれのスクリュ翼部は、材料をウォータエンド側に向かって送り出せるように軸心方向に沿って、ねじれた翼が形成されている。   Further, the first screw blade portion 14 is disposed at a position corresponding to the first screw chamber 10. The second screw blade 15 is disposed at a position corresponding to the second screw chamber 12. In other words, the first screw blade portion 14 and the second screw blade portion 15 are arranged at positions where the kneading blade portion 18 is sandwiched. Each screw blade portion is formed with a twisted blade along the axial direction so that the material can be fed toward the water end side.

混練ロータ3は、第1スクリュ翼部14を用いて混練室11に材料を送り、混練翼部18を用いて混練室11で混練し、第2スクリュ翼部15を用いて混練された材料をウォータエンド側に送る構成となっている。
混練ロータ3におけるドライブエンド側の端部には、混練ロータ3を回転駆動させる駆動部4が配備されている。この駆動部4の内部には、図示は省略するが、回転駆動力を発生させる駆動モータと、この駆動モータで発生した回転駆動力を減速しつつ一対の混練ロータ3に向けて分配する減速機とで構成されている。駆動部4は、内部で回転駆動力を分配し、分配された回転駆動力を2本の動力伝達軸19から出力する構成となっている。動力伝達軸19と混練ロータ3との間には、回転駆動力を伝達するカップリング20がそれぞれ設けられている。
The kneading rotor 3 sends the material to the kneading chamber 11 using the first screw blade portion 14, kneads the kneading chamber 11 using the kneading blade portion 18, and kneads the material kneaded using the second screw blade portion 15. It is configured to send to the water end side.
At the end of the kneading rotor 3 on the drive end side, a drive unit 4 for rotating the kneading rotor 3 is provided. Although not shown in the inside of the drive unit 4, a drive motor that generates a rotational drive force and a speed reducer that distributes the rotational drive force generated by the drive motor toward the pair of kneading rotors 3 while decelerating the rotational drive force. It consists of and. The drive unit 4 is configured to distribute the rotational driving force inside and output the distributed rotational driving force from the two power transmission shafts 19. Between the power transmission shaft 19 and the kneading rotor 3, a coupling 20 for transmitting a rotational driving force is provided.

第1スクリュ翼部14よりドライブエンド側の混練ロータ3は、ストレート円筒状の軸部として形成されている。この円筒状の軸部には、混練ロータ3を回転自在に支持する複数の軸受部21(本実施形態では2箇所)が設けられている。
また、第2スクリュ翼部15よりウォータエンド側の混練ロータ3は、ストレート円筒状の軸部として形成されている。この円筒状の軸部には、混練ロータ3を回転自在に支持する軸受部21が設けられている。混練ロータ3のウォータエンド側の端部には、混練ロータ3の内部に冷却水を送る冷却水供給部9が備えられている。この冷却水供給部9から混練ロータ3の内部に冷却水を供給することで、混練ロータ3の温度を調整できるようになっている。
The kneading rotor 3 on the drive end side from the first screw blade portion 14 is formed as a straight cylindrical shaft portion. The cylindrical shaft portion is provided with a plurality of bearing portions 21 (two in the present embodiment) that rotatably support the kneading rotor 3.
The kneading rotor 3 on the water end side from the second screw blade portion 15 is formed as a straight cylindrical shaft portion. A bearing portion 21 that rotatably supports the kneading rotor 3 is provided on the cylindrical shaft portion. At the end of the kneading rotor 3 on the water end side, a cooling water supply unit 9 for sending cooling water to the inside of the kneading rotor 3 is provided. By supplying cooling water from the cooling water supply unit 9 to the inside of the kneading rotor 3, the temperature of the kneading rotor 3 can be adjusted.

一対の混練ロータ3が挿入されたバレル2は、複数のフレーム部材に連結されると共に支持されている。
このバレル2のドライブエンド(DE)側には、第1フレーム部材5(DE1)と第2フレーム部材6(DE2)とが連結部材7を介して一体的に連結されており、バレル2のウォータエンド(WE)側には、第3フレーム部材8(WE3)が連結されている。第1フレーム部材5は、バレル2のドライブエンド側端面に直接連結されており、第2フレーム部材6は、第1フレーム部材5から少し隔てた位置(例えば、1〜1.5m程度の間隔)に配置されている。なお、第2フレーム部材6と、第1フレーム部材5との間隔は、2軸混練押出機1の寸法によって異なる。
The barrel 2 into which the pair of kneading rotors 3 are inserted is connected to and supported by a plurality of frame members.
A first frame member 5 (DE 1) and a second frame member 6 (DE 2) are integrally connected to the barrel 2 on the drive end (DE) side via a connecting member 7. The third frame member 8 (WE3) is connected to the end (WE) side. The first frame member 5 is directly connected to the end face on the drive end side of the barrel 2, and the second frame member 6 is located slightly away from the first frame member 5 (for example, an interval of about 1 to 1.5 m). Is arranged. The distance between the second frame member 6 and the first frame member 5 varies depending on the dimensions of the biaxial kneading extruder 1.

第1フレーム部材5と第2フレーム部材6との間には、連結部材7が設けられている。連結部材7は、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6とを軸心方向に一体的に連結するようになっている。この連結部材7は、筒状に形成されており、筒内部に混練ロータ3を挿入することができるようになっている。連結部材7のドライブエンド側の端面には、第2フレーム部材6が連結され、また連結部材7のウォータエンド側の端面には、第1フレーム部材5が連結されている。   A connecting member 7 is provided between the first frame member 5 and the second frame member 6. The connecting member 7 integrally connects the first frame member 5 and the second frame member 6 in the axial direction. The connecting member 7 is formed in a cylindrical shape so that the kneading rotor 3 can be inserted into the cylinder. The second frame member 6 is connected to the end surface on the drive end side of the connecting member 7, and the first frame member 5 is connected to the end surface on the water end side of the connecting member 7.

これら第1フレーム部材5及び第2フレーム部材6の上部側には、水平(軸心)方向に沿って軸孔が形成され、混練ロータ3のストレート筒状部を挿入できるようになっている。また、この軸孔の内周面には、それぞれ混練ロータ3を回転自在に支持する軸受部21が備えられている。
第1フレーム部材5及び第2フレーム部材6の下端側には、混練ロータ3側(上側)から基礎土台M側(下側)に向かって脚部が備えられている。この脚部の下端は、フランジ状に形成され、複数の締結具S(例えば、アンカーボルト)を用いて基礎土台Mに固定できるようになっている。
A shaft hole is formed in the upper side of the first frame member 5 and the second frame member 6 along the horizontal (axial center) direction so that the straight cylindrical portion of the kneading rotor 3 can be inserted. Moreover, the bearing part 21 which rotatably supports the kneading rotor 3 is provided on the inner peripheral surface of the shaft hole.
Legs are provided on the lower ends of the first frame member 5 and the second frame member 6 from the kneading rotor 3 side (upper side) toward the foundation foundation M side (lower side). The lower end of the leg is formed in a flange shape and can be fixed to the foundation base M using a plurality of fasteners S (for example, anchor bolts).

一方、第3フレーム部材8は、バレル2のウォーターエンド側端面に直接連結されている。
この第3フレーム部材8の上端側には、水平(軸心)方向に沿って軸孔が形成され、混練ロータ3のストレート筒状部を挿入できるようになっている。また、この軸孔の内周面には、それぞれ混練ロータ3を回転自在に支持する軸受部21が備えられている。
On the other hand, the third frame member 8 is directly connected to the water end side end surface of the barrel 2.
A shaft hole is formed on the upper end side of the third frame member 8 along the horizontal (axial center) direction so that the straight cylindrical portion of the kneading rotor 3 can be inserted. Moreover, the bearing part 21 which rotatably supports the kneading rotor 3 is provided on the inner peripheral surface of the shaft hole.

以上述べた第1フレーム部材5〜第3フレーム部材8は、いずれも水平な基礎土台Mの
上に起立状に配備されており、直接コンクリートの基礎土台Mに対してアンカーボルトや逆L字型のレール状固定具などの締結具Sで固定されている。第1フレーム部材5〜第3フレーム部材8は、混練ロータ3やバレル2に加わる静荷重及び動的荷重を基礎土台Mに対して支持するものである。また、第2フレーム部材6〜第3フレーム部材8との間、即ち、本実施形態の2軸混練押出機1の全体の長さ(全長)は、約7mである。なお、2軸混練押出機1の全体の長さ(全長)は、当業者が通常実施する2軸混練押出機の範囲であれば、いずれの長さでもよい。例えば、約10m程度の長さであってもよい。
Each of the first frame member 5 to the third frame member 8 described above is arranged upright on a horizontal foundation foundation M, and is directly anchored to the foundation foundation M of concrete or an inverted L-shape. It is being fixed with fasteners S, such as a rail-shaped fixing tool. The first frame member 5 to the third frame member 8 support a static load and a dynamic load applied to the kneading rotor 3 and the barrel 2 with respect to the foundation base M. Further, the entire length (full length) of the biaxial kneading / extruding machine 1 between the second frame member 6 and the third frame member 8, that is, the biaxial kneading extruder 1 of the present embodiment is about 7 m. In addition, as long as the whole length (full length) of the biaxial kneading extruder 1 is the range of the biaxial kneading extruder normally implemented by those skilled in the art, any length may be sufficient. For example, the length may be about 10 m.

図1に示すように、混練ロータ3及びバレル2に加わる静荷重及び動的荷重を複数のフレーム部材(第1フレーム部材5〜第3フレーム部材8)に分けて支持すれば、フレーム部材の間に空間が形成され、フレーム部材の重量及び混練機1の重量を軽減させることができる。
ところが、近年では、生産コスト削減を目的とした装置の大型化や、多様化する樹脂材料の混練性能を確保するための最適スクリュ形状の開発に伴い、これまでにない大きな加振力(2軸混練押出機1に対して作用する振動力)が発生するケースも出てきている。このような大きな加振力は、2軸混練押出機1の装置寿命に影響してしまうという問題がある。特に、ドライブエンド側のフレーム部材(第1フレーム部材5,第2フレーム部材6)は、軽量化のため小型化されており、混練ロータ3の振動による影響を受け易くなっている。その結果、ドライブエンド側のフレーム部材5,6が撓んでしまい、軸受部21などの各部材に大きな負荷がかかる虞がある。
As shown in FIG. 1, if the static load and the dynamic load applied to the kneading rotor 3 and the barrel 2 are divided and supported by a plurality of frame members (first frame member 5 to third frame member 8), the space between the frame members A space is formed in the frame, and the weight of the frame member and the weight of the kneader 1 can be reduced.
However, in recent years, with the development of the optimal screw shape to ensure the kneading performance of diversifying resin materials and the enlargement of the device for the purpose of reducing the production cost, unprecedented large excitation force (biaxial) In some cases, a vibration force acting on the kneading extruder 1 is generated. There is a problem that such a large excitation force affects the device life of the twin-screw kneading extruder 1. In particular, the frame members (first frame member 5 and second frame member 6) on the drive end side are reduced in size to reduce weight and are easily affected by vibration of the kneading rotor 3. As a result, the frame members 5 and 6 on the drive end side are bent, and there is a possibility that a large load is applied to each member such as the bearing portion 21.

係る問題への対応を探るため、本願発明者らは、コンピュータシュミレーションを通じて、混練ロータ3の振動の数値解析をした。
図2は、混練ロータ3が回転している際の振動をコンピュータシュミレーションで解析して、得られた結果を示した図である。
図2に示すように、2軸混練押出機1の振動状態については、第3フレーム部材8(WE3)と第1フレーム部材5(DE1)との間の振動が大きく、それぞれの混練ロータ3は、軸心方向のいずれの位置であっても同位相で振動する。各部位ごとで見ると、第3フレーム部材8(WE3)と第1フレーム部材5(DE1)との間では同位相で振動し、第1フレーム部材5(DE1)と第2フレーム部材6(DE2)との間では逆位相で振動することが知見された。
In order to find a solution to such a problem, the inventors of the present application conducted a numerical analysis of the vibration of the kneading rotor 3 through computer simulation.
FIG. 2 is a diagram showing the results obtained by analyzing the vibration when the kneading rotor 3 is rotating by computer simulation.
As shown in FIG. 2, regarding the vibration state of the biaxial kneading extruder 1, the vibration between the third frame member 8 (WE3) and the first frame member 5 (DE1) is large. Oscillate in the same phase at any position in the axial direction. Looking at each part, the third frame member 8 (WE3) and the first frame member 5 (DE1) vibrate in the same phase, and the first frame member 5 (DE1) and the second frame member 6 (DE2). It was found that it vibrates in the opposite phase.

図3に示すように、2軸の混練ロータ3が樹脂を混練する際に、混練ロータ3の反力が軸受部21を介してフレーム部材に伝達する。そのため、軸受の特定の位置(図3では矢印が示す位置)に力が作用する。フレーム部材は、下部が基礎土台Mに対して固定され、片持ち状態となっているため、フレーム部材の上端側(上部)の振動変位が大きいことも確認された。   As shown in FIG. 3, when the biaxial kneading rotor 3 kneads the resin, the reaction force of the kneading rotor 3 is transmitted to the frame member via the bearing portion 21. Therefore, a force acts on a specific position of the bearing (the position indicated by the arrow in FIG. 3). Since the lower part of the frame member is fixed to the foundation base M and is in a cantilever state, it was also confirmed that the vibration displacement on the upper end side (upper part) of the frame member was large.

また、表1に示すように、混練ロータ3の振動は、既設の2軸混練押出機1(実機)の振動を測定した結果からも、水平方向の振動が上下方向の振動に比べて大きいこと(RMS振動速度比>1)も確認された。表1において、DE1は第1フレーム部材5を示し、DE2は第2フレーム部材6を示している。WEは第3フレーム部材8を示している。   Further, as shown in Table 1, the vibration of the kneading rotor 3 is larger than the vibration in the vertical direction from the result of measuring the vibration of the existing biaxial kneading extruder 1 (actual machine). (RMS vibration speed ratio> 1) was also confirmed. In Table 1, DE1 indicates the first frame member 5, and DE2 indicates the second frame member 6. WE indicates the third frame member 8.

このような振動を抑制するためには、第3フレーム部材8の場合、第3フレーム部材8自身を強化したり、動吸振器(アブソーバ、ダンパ)などを用いたりすることが一般的な振動対策である。しかし、第1フレーム部材5及び第2フレーム部材6の場合、逆位相で振動する状態である。そのため、上述した一般的な振動対策は、高コストであったり、メンテナンス性に問題があったりするため現実的に適用することが困難である。例えば、DE側の2つのフレーム5,6にそれぞれの動吸振器が必要となる。   In order to suppress such vibration, in the case of the third frame member 8, it is common to strengthen the third frame member 8 itself or use a dynamic vibration absorber (absorber, damper) or the like. It is. However, in the case of the 1st frame member 5 and the 2nd frame member 6, it is in the state which vibrates with an antiphase. Therefore, the above-described general vibration countermeasures are difficult to apply realistically because they are expensive and have a problem in maintainability. For example, the respective dynamic vibration absorbers are required for the two frames 5 and 6 on the DE side.

そこで、本願発明者らは、鋭意研究を重ね、フレーム部材の最大変位となる位置、即ち、第1フレーム部材5の上部及び第2フレーム部材6の上部を振動低減部材22,23で連結することが最良の振動対策であることを見出した。
本発明の2軸混練押出機1では、第1フレーム部材5と、第2フレームとの間に振動低減部材22,23を連結することで、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6とが一体化され剛性が増し、混練ロータ3の振動を抑制することができる。
Accordingly, the inventors of the present application have made extensive studies, and connect the position where the maximum displacement of the frame member, that is, the upper part of the first frame member 5 and the upper part of the second frame member 6 is connected by the vibration reducing members 22 and 23. Was found to be the best vibration countermeasure.
In the biaxial kneading extruder 1 of the present invention, the first frame member 5 and the second frame member 6 are connected by connecting the vibration reducing members 22 and 23 between the first frame member 5 and the second frame. It is integrated and the rigidity is increased, and the vibration of the kneading rotor 3 can be suppressed.

次に、第1ドライブエンドフレーム部材及び第2ドライブエンドフレーム部材を振動低減部材22,23で連結した場合の効果を、幾つかの事例を用いてさらに詳しく説明する。
実施例及び比較例に用いられる混練機1は、上述のように第1フレーム部材5、第2フレーム部材6、バレル2支持部材、第3フレーム部材8の4つを備えており、これらで混練機1による荷重を支持するように構成されている2軸混練押出機1である。
[事例1]
図4に示すように、振動低減部材22,23は、2本の長尺の部材であり、第1フレーム部材5の上部と第2フレーム部材6の上部を掛け渡すように締結されている。この2本の振動低減部材22,23は、それぞれ第1フレーム部材5の上面の角側から第2フレーム部材6の上面の対面しない角側に向けて交差するように固定されている。このように、振動低減部材22,23は、フレーム部材の上方を交差するように連結されるため、それぞれの振動低減部材22,23の形状が異なっている。
Next, the effect when the first drive end frame member and the second drive end frame member are connected by the vibration reducing members 22 and 23 will be described in more detail using some examples.
As described above, the kneader 1 used in the examples and the comparative examples includes the first frame member 5, the second frame member 6, the barrel 2 support member, and the third frame member 8, and kneads with these. This is a twin-screw kneading extruder 1 configured to support the load of the machine 1.
[Case 1]
As shown in FIG. 4, the vibration reducing members 22 and 23 are two long members, and are fastened so as to span the upper part of the first frame member 5 and the upper part of the second frame member 6. The two vibration reduction members 22 and 23 are fixed so as to intersect from the corner side of the upper surface of the first frame member 5 toward the corner side of the upper surface of the second frame member 6 that does not face each other. Thus, since the vibration reduction members 22 and 23 are connected so as to cross the upper part of the frame member, the shapes of the vibration reduction members 22 and 23 are different.

まず、2本の振動低減部材22,23のうち、下側に配置される振動低減部材22は、短冊状の直方体で形成され(断面形状:70mm×100mm)、両端部には円筒状の孔が複数設けられており、ボルトなどの締結具Sが貫通可能となっている。図4に例示した下側に配置される振動低減部材22は、第1フレーム部材5の上面右端から第2フレーム部材6の上面左端へと架け渡されている。   First, of the two vibration reducing members 22 and 23, the vibration reducing member 22 disposed on the lower side is formed as a rectangular parallelepiped (cross-sectional shape: 70 mm × 100 mm), and cylindrical holes are formed at both ends. Are provided, and a fastener S such as a bolt can be passed therethrough. The vibration reducing member 22 disposed on the lower side illustrated in FIG. 4 is bridged from the upper right end of the first frame member 5 to the upper left end of the second frame member 6.

次に、上側に配置される振動低減部材23は、下側に配置される振動低減部材22と同様に、短冊状の直方体で形成され、両端部には円筒状の孔が複数設けられおり、ボルトなどの締結具Sが貫通可能となっている。また、この振動低減部材23の両端部は、下側に配置される振動低減部材との干渉を回避するための突出部が形成されている。この突出部が下方に向かって形成されることで、上側に配置される振動低減部材23が下側に配置される振動低減部材22の上部を通過するような配置となり、振動低減部材22,23同士の干渉を回避している。図4に例示した上側に配置される振動低減部材23は、第1フレーム部材5の上面左端から第2フレーム部材6の上面右端へと架け渡されている。   Next, the vibration reduction member 23 disposed on the upper side is formed in a rectangular parallelepiped shape, similar to the vibration reduction member 22 disposed on the lower side, and a plurality of cylindrical holes are provided at both ends. Fasteners S such as bolts can be penetrated. Further, both end portions of the vibration reducing member 23 are formed with protruding portions for avoiding interference with the vibration reducing member disposed on the lower side. By forming the projecting portion downward, the vibration reducing member 23 arranged on the upper side passes through the upper part of the vibration reducing member 22 arranged on the lower side, and the vibration reducing members 22 and 23 are arranged. Interference between each other is avoided. The vibration reducing member 23 disposed on the upper side illustrated in FIG. 4 is bridged from the upper left end of the first frame member 5 to the upper right end of the second frame member 6.

これらの振動低減部材22,23は、両端部にある円筒状の孔を貫通した締結具Sによって、第1フレーム部材5の上面及び第2フレーム部材6の上面と連結される。
[事例2]
図5に示す振動低減部材24は、図4に示すような2本からなる短冊状(断面形状:70mm×100mm)の振動低減部材22が十字形状で交差するように一体的に成形されたものである。即ち、この振動低減部材24は、振動低減部材24の中央から4つの梁部が略同じ長さで水平方向に突出するように形成されている。この振動低減部材24を十字形状に一体的に成形することで、振動低減部材24の剛性をさらに上げることができ、且つ2本からなる振動低減部材24同士の干渉することもなくなる。
These vibration reduction members 22 and 23 are connected to the upper surface of the first frame member 5 and the upper surface of the second frame member 6 by a fastener S that penetrates cylindrical holes at both ends.
[Case 2]
The vibration reduction member 24 shown in FIG. 5 is integrally formed so that the two vibration reduction members 22 (cross-sectional shape: 70 mm × 100 mm) as shown in FIG. 4 intersect in a cross shape. It is. That is, the vibration reducing member 24 is formed so that four beam portions protrude from the center of the vibration reducing member 24 in the horizontal direction with substantially the same length. By integrally forming the vibration reducing member 24 in a cross shape, the rigidity of the vibration reducing member 24 can be further increased, and the two vibration reducing members 24 do not interfere with each other.

図5に示すように、十字状に成形された振動低減部材24は、第1フレーム部材5の上面右側から第2フレーム部材6の上面左側に掛け渡されると共に、第1フレーム部材5の
上面左側から第2フレーム部材6の上面右側に掛け渡される。図5に示す振動低減部材24の両端部には、図4に示す振動低減部材22,23と同様に、円筒状の孔が複数設けられおり、ボルトなどの締結具Sが貫通可能となっている。十字状に成形された振動低減部材24は、円筒状の孔を貫通した締結具Sによって、第1フレーム部材5の上面及び第2フレーム部材6の上面に固定される。
[事例3]
図6に示す振動低減部材25は、2本の長尺の部材であり、第1フレーム部材5の側面と第2フレーム部材6の側面を繋ぐように締結されている。
As shown in FIG. 5, the vibration reducing member 24 formed in a cross shape is stretched from the upper right side of the first frame member 5 to the upper left side of the second frame member 6 and at the upper left side of the first frame member 5. To the right side of the upper surface of the second frame member 6. As in the case of the vibration reduction members 22 and 23 shown in FIG. 4, a plurality of cylindrical holes are provided at both ends of the vibration reduction member 24 shown in FIG. 5 so that a fastener S such as a bolt can be passed therethrough. Yes. The vibration reducing member 24 formed in a cross shape is fixed to the upper surface of the first frame member 5 and the upper surface of the second frame member 6 by a fastener S penetrating through a cylindrical hole.
[Case 3]
The vibration reduction member 25 shown in FIG. 6 is two long members, and is fastened so as to connect the side surface of the first frame member 5 and the side surface of the second frame member 6.

例えば、一方の振動低減部材25は、第1フレーム部材5の左側面(紙面手前側)から第2フレーム部材6の右側面(紙面奥側)に向かって繋ぐように締結されている。また、他方の振動低減部材25は、第1フレーム部材5の右側面(紙面奥側)から第2フレーム部材6の左側面(紙面手前側)に向かって繋ぐように締結されている。つまり、事例3の2本の振動低減部材25は、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6との間を交差するように繋げられている。このように、2本の振動低減部材25が水平方向に対して交差するように繋げられるため、それぞれの振動低減部材25を上下方向にずらして配置している。   For example, one vibration reducing member 25 is fastened so as to connect from the left side surface (front side of the paper surface) of the first frame member 5 toward the right side surface (back side of the paper surface) of the second frame member 6. The other vibration reducing member 25 is fastened so as to be connected from the right side surface (the back side of the paper surface) of the first frame member 5 toward the left side surface (the front side of the paper surface) of the second frame member 6. That is, the two vibration reduction members 25 of the case 3 are connected so as to intersect between the first frame member 5 and the second frame member 6. Thus, since the two vibration reduction members 25 are connected so as to intersect with the horizontal direction, the respective vibration reduction members 25 are arranged so as to be shifted in the vertical direction.

事例3の振動低減部材25は、短冊状の直方体(断面形状:70mm×100mm)で形成された梁部26と、この梁部26とフレーム部材の側面とを連結する連結部27とで構成されている。梁部26は、対角線上にあるそれぞれフレーム部材(DE1,DE2)5,6の角同士を結ぶように配置されている。即ち、梁部26は、フレーム部材(DE1,DE2)5,6の角同士に対して、襷掛けをするような状態で配置される。梁部26の両端部には、フレーム部材の側面と梁部とを連結する連結部27が突出するように形成されている。   The vibration reducing member 25 of the case 3 includes a beam portion 26 formed of a rectangular parallelepiped (cross-sectional shape: 70 mm × 100 mm), and a connecting portion 27 that connects the beam portion 26 and the side surface of the frame member. ing. The beam portions 26 are arranged so as to connect the corners of the frame members (DE1, DE2) 5, 6 on the diagonal lines. In other words, the beam portion 26 is arranged in a state of hooking the corners of the frame members (DE1, DE2) 5, 6. At both ends of the beam portion 26, a connecting portion 27 that connects the side surface of the frame member and the beam portion is formed so as to protrude.

連結部27は、フレーム部材(DE1,DE2)5,6の側面に沿うようになっており、フレーム部材(DE1,DE2)5,6の側面と接触するように配置される。この連結部27には、ボルトなどの締結具Sが貫通可能な円筒状の孔が複数設けられおり、円筒状の孔を貫通した締結具Sによって、フレーム部材(DE1,DE2)5,6と振動低減部材25が連結される。   The connecting portion 27 extends along the side surfaces of the frame members (DE 1, DE 2) 5, 6 and is arranged so as to contact the side surfaces of the frame members (DE 1, DE 2) 5, 6. The connecting portion 27 is provided with a plurality of cylindrical holes through which fasteners S such as bolts can pass, and the frame members (DE 1, DE 2) 5, 6 are connected by the fasteners S that pass through the cylindrical holes. The vibration reducing member 25 is connected.

上記した事例1〜事例3の振動低減部材22〜25の幅及び厚みは、混練機1で発生する振動の大きさや振動の速度を抑制可能なものとされる。また、これらの振動低減部材22〜25は、鋼などの金属で形成されることが望ましい。
一方、図示はしないが、振動を抑制する方法として、短冊状の直方体(断面形状:70mm×100mm)で形成された振動低減部材22を第1フレーム部材5の上面の角側から第2フレーム部材6の上面の対面する角側に向けて、非交差状に掛け渡すように固定する方法がある。即ち、2本の振動低減部材22が平行状態で配置されつつ、それぞれの2本の振動低減部材22が固定されている方法である。この方法も、振動を抑制する方法の一つとして挙げられる。
The widths and thicknesses of the vibration reducing members 22 to 25 in the above-described case 1 to case 3 can suppress the magnitude of vibration generated in the kneader 1 and the speed of vibration. Moreover, it is desirable that these vibration reducing members 22 to 25 are formed of a metal such as steel.
On the other hand, although not shown, as a method of suppressing vibration, the vibration reducing member 22 formed in a rectangular parallelepiped (cross-sectional shape: 70 mm × 100 mm) is connected to the second frame member from the corner of the upper surface of the first frame member 5. There is a method in which the upper surface of 6 is fixed so as to be crossed in a non-intersecting manner toward the facing corner side. In other words, the two vibration reduction members 22 are fixed while the two vibration reduction members 22 are arranged in parallel. This method is also one of the methods for suppressing vibration.

以下、上述した振動低減部材22,23を用いて、混練ロータ3の振動を抑制した解析シュミレーションの例について、述べる。
コンピュータシュミレーションを通じて、混練ロータ3を加振したときのDE側の軸受部21にかかる荷重の数値解析を行った。
図7は、DE側の軸受部21の位置での水平方向振動速度の結果をまとめたものである。
Hereinafter, an example of analysis simulation in which the vibration of the kneading rotor 3 is suppressed by using the vibration reducing members 22 and 23 described above will be described.
Through computer simulation, numerical analysis of the load applied to the DE-side bearing portion 21 when the kneading rotor 3 was vibrated was performed.
FIG. 7 summarizes the results of the horizontal vibration speed at the position of the bearing 21 on the DE side.

まず、図7に示されている「補強なし」について、述べる。
「補強なし」とは、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6との間に、振動低減部材22,23を用いないことであり、即ち、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6とがそれぞれ独立した状態のことである。
このような状態で混練ロータ3が回転すると、DE側の軸受部21にかかる荷重が最も大きい。図3に示すように、2軸の混練ロータ3が回転する際の反力が軸受部21を介してフレーム部材に伝達し、軸受の特定の位置に荷重がかかる。そのため、フレーム部材(
DE1,DE2)5,6は片持ち状態となり、フレーム部材(DE1,DE2)5,6の上端側(上部)の振動変位が大きくなる。「補強なし」の解析結果を振動速度100%とし、後述する振動低減部材22,23を用いた場合の解析結果と比較するときの基準とする。
First, “no reinforcement” shown in FIG. 7 will be described.
“No reinforcement” means that the vibration reducing members 22 and 23 are not used between the first frame member 5 and the second frame member 6, that is, the first frame member 5 and the second frame member 6 Are independent states.
When the kneading rotor 3 rotates in such a state, the load applied to the bearing 21 on the DE side is the largest. As shown in FIG. 3, a reaction force generated when the biaxial kneading rotor 3 rotates is transmitted to the frame member via the bearing portion 21, and a load is applied to a specific position of the bearing. Therefore, the frame member (
DE1, DE2) 5, 6 are in a cantilever state, and the vibration displacement on the upper end side (upper part) of the frame members (DE1, DE2) 5,6 increases. The analysis result of “no reinforcement” is set to a vibration speed of 100%, and is used as a reference for comparison with the analysis result when using the vibration reduction members 22 and 23 described later.

次に、図7に示されている「平行梁」について、述べる。
「平行梁」とは、第1フレーム部材5の上面左(右)側と、第2フレーム部材6の上面左(右)側との間に、短冊状の振動低減部材22を直線上に架ける状態のことであり、即ち、第1フレーム部材5と、第2フレーム部材6とに架けられた2本の振動低減部材22が軸心方向に沿った状態のことである。
Next, the “parallel beam” shown in FIG. 7 will be described.
“Parallel beam” means that a strip-shaped vibration reducing member 22 is placed on a straight line between the upper left (right) side of the first frame member 5 and the upper left (right) side of the second frame member 6. That is, that is, the state where the two vibration reduction members 22 spanned between the first frame member 5 and the second frame member 6 are along the axial direction.

「平行梁」は、「補強なし」に比べて、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6とが一体となって連結されており、補強の効果があると予想される。しかし、「平行梁」は、振動低減部材22が軸心方向に沿って繋がっているものの、梁部の曲げ剛性が不十分であるため、第1フレーム部材5(DE1)と第2フレーム部材6(DE2)との間で起こる逆位相の振動を抑制する働きが弱い。その結果、フレーム部材に対しての補強効果がほとんどなく、振動の抑制に寄与しない。図7に示すように、「平行梁」では、振動速度が「補強なし」に対して数%の減少に留まり、フレーム部材に対しての振動抑制効果が現れていない。   Compared to “no reinforcement”, the “parallel beam” includes the first frame member 5 and the second frame member 6 connected together, and is expected to have a reinforcing effect. However, in the “parallel beam”, although the vibration reducing member 22 is connected along the axial direction, the bending rigidity of the beam portion is insufficient, and therefore the first frame member 5 (DE1) and the second frame member 6 The function of suppressing the antiphase vibration that occurs with (DE2) is weak. As a result, there is almost no reinforcing effect on the frame member and it does not contribute to the suppression of vibration. As shown in FIG. 7, in the “parallel beam”, the vibration speed is reduced by only several percent with respect to “no reinforcement”, and the vibration suppressing effect on the frame member does not appear.

ここで、図7に示されている「クロス梁」について述べる。図7の「クロス梁」とは、振動低減部材22,23が、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6の上部を掛け渡すように締結されているもの(事例1)をいい、本願発明に係る振動低減部材22,23のことである。
「クロス梁」は、「平行梁」と異なり、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6との間に連結されている振動低減部材22,23が交差するように掛け渡されており、逆位相の加振力に伴うせん断力を振動低減部材の伸縮剛性で受けることができる。それ故、2つのフレーム部材(DE1,DE2)5,6が水平方向で互いに逆方向に変形することを防止することができる。
Here, the “cross beam” shown in FIG. 7 will be described. The “cross beam” in FIG. 7 refers to a case where the vibration reduction members 22 and 23 are fastened so as to span the upper portions of the first frame member 5 and the second frame member 6 (case 1). It is the vibration reduction members 22 and 23 concerning.
Unlike the “parallel beam”, the “cross beam” is spanned so that the vibration reduction members 22 and 23 connected between the first frame member 5 and the second frame member 6 intersect each other. The shearing force accompanying the phase excitation force can be received by the expansion / contraction rigidity of the vibration reducing member. Therefore, the two frame members (DE1, DE2) 5, 6 can be prevented from being deformed in the opposite directions in the horizontal direction.

ところで、「クロス梁」などの振動低減部材22,23の連結形状をパラメータとして、コンピュータシュミレーションで数値解析をすると、目標の振動速度にするために必要な振動低減部材22,23の太さや幅などの部材形状を決定することができ、最小限の補強でより効率的な振動抑制効果が得られる。
このように、第1フレーム部材5(DE1)の上部と、第2フレーム部材6(DE2)の上部との間を振動低減部材22,23で交差するように連結することで、駆動部4側(DE側)に設置されたフレーム部材(DE1,DE2)5,6及びそれに支持される混練ロータ3の振動を抑制することができる。この振動低減部材22,23は、鋼などの金属製の角材で製作されており、製作するコストを低くすることができる。また、振動低減部材22,23はボルトなどの締結具Sで固定されているため、脱着が容易であり、フレーム部材5,6に備えられた軸受けを交換することなどのメンテナンス作業も容易に行うことができる。
By the way, when a numerical analysis is performed by computer simulation using the connection shape of the vibration reduction members 22 and 23 such as “cross beam” as a parameter, the thickness and width of the vibration reduction members 22 and 23 necessary to obtain a target vibration speed, etc. The shape of the member can be determined, and a more efficient vibration suppressing effect can be obtained with minimal reinforcement.
In this way, by connecting the upper portion of the first frame member 5 (DE1) and the upper portion of the second frame member 6 (DE2) so as to intersect with the vibration reducing members 22 and 23, the drive unit 4 side The vibration of the frame members (DE1, DE2) 5, 6 installed on the (DE side) and the kneading rotor 3 supported by the frame members (DE1, DE2) can be suppressed. The vibration reducing members 22 and 23 are made of a metal square such as steel, and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the vibration reducing members 22 and 23 are fixed by a fastener S such as a bolt, the vibration reducing members 22 and 23 are easily attached and detached, and maintenance work such as exchanging bearings provided on the frame members 5 and 6 is also easily performed. be able to.

さらに、フレーム部材5,6の振動を抑制する方法として、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6との間に十字状に連結された振動低減部材(事例1)を設置した上で、上述した「平行梁」(事例2)を設けるようにしてもよい。このようにすると、第1フレーム部材5と第2フレーム部材6との間が4本の振動低減部材で固定されることとなり、フレーム部材5,6に起こる回転変形を抑えることができ、2軸混練押出機1に対して作用する振動力を抑制する効果が高まる。   Further, as a method of suppressing the vibration of the frame members 5 and 6, a vibration reducing member (Case 1) connected in a cross shape between the first frame member 5 and the second frame member 6 is installed, and then the above-mentioned. The “parallel beam” (case 2) may be provided. If it does in this way, between the 1st frame member 5 and the 2nd frame member 6 will be fixed with four vibration reduction members, the rotation deformation which arises in frame members 5 and 6 can be controlled, and it is biaxial. The effect of suppressing the vibration force acting on the kneading extruder 1 is enhanced.

なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する領域を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。   In the embodiment disclosed this time, matters not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, etc. of components deviate from the areas normally practiced by those skilled in the art. However, matters that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 2軸連続式混練機(混練機)
2 バレル
3 混練ロータ
4 駆動部
5 第1フレーム部材(DE1)
6 第2フレーム部材(DE2)
7 連結部材
8 第3フレーム部材(WE3)
9 冷却水供給部
10 第1スクリュ室
11 混練室
12 第2スクリュ室
13 ホッパ
14 第1スクリュ翼部
15 第2スクリュ翼部
16 バレル支持部材
17 混練度調整部
18 混練翼部
19 動力伝達軸
20 カップリング
21 軸受部
22 振動低減部材(下側)
23 振動低減部材(上側)
24 振動低減部材(十字形状)
25 振動低減部材(S字形状)
26 梁部
27 連結部
M 基礎土台
S 締結具
1 Biaxial continuous kneader (kneader)
2 Barrel 3 Kneading rotor 4 Drive unit 5 First frame member (DE1)
6 Second frame member (DE2)
7 Connecting member 8 Third frame member (WE3)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Cooling water supply part 10 1st screw chamber 11 Kneading chamber 12 2nd screw chamber 13 Hopper 14 1st screw blade part 15 2nd screw blade part 16 Barrel support member 17 Kneading degree adjustment part 18 Kneading blade part 19 Power transmission shaft 20 Coupling 21 Bearing 22 Vibration reducing member (lower side)
23 Vibration reduction member (upper side)
24 Vibration reduction member (cross shape)
25 Vibration reduction member (S-shape)
26 Beam part 27 Connection part M Foundation foundation S Fastener

Claims (3)

内部が空洞とされたバレルと、当該バレル内に挿入される左右一対の混練ロータと、当該混練ロータを回転させる駆動部とを備え、前記混練ロータを回転自在に支持するフレーム部材が当該混練ロータの軸方向に少なくとも3個備えられた2軸混練押出機において、
前記少なくとも3個のフレーム部材のうち、2個のフレーム部材が駆動部側に配備され、且つ前記2個のフレーム部材には、前記混練ロータの回転で発生する加振力による振動を低減させる振動低減部材が設けられており、
前記振動低減部材は、前記2個のフレーム部材の上部を掛け渡すように、且つ互いに交差するように締結されている
ことを特徴とする2軸混練押出機。
A frame member that includes a barrel having a hollow inside, a pair of left and right kneading rotors inserted into the barrel, and a drive unit that rotates the kneading rotor, and rotatably supports the kneading rotor. In the biaxial kneading extruder provided with at least three in the axial direction of
Of the at least three frame members, two frame members are arranged on the drive unit side, and the two frame members are vibrations that reduce vibrations caused by the excitation force generated by the rotation of the kneading rotor. A reduction member is provided,
The vibration reduction member is fastened so as to cross over the upper portions of the two frame members and to cross each other .
前記振動低減部材は、前記フレーム部材の上面若しくはフレーム部材の側面の上部のいずれかで締結されていることを特徴とする請求項に記載の2軸混練押出機。 2. The twin-screw kneading extruder according to claim 1 , wherein the vibration reducing member is fastened at either an upper surface of the frame member or an upper portion of a side surface of the frame member. 前記振動低減部材は、十字形状で一体成形されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の2軸混練押出機。 The biaxial kneading extruder according to claim 1 or 2 , wherein the vibration reducing member is integrally formed in a cross shape.
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