RU179413U1

RU179413U1 - TWIN EXTRUDER REDUCER

Info

Publication number: RU179413U1
Application number: RU2018102643U
Authority: RU
Inventors: Петр Иохананович Немировский; Александр Александрович Иванченко; Владимир Иванович Григорьев; Владимир Васильевич Чернаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод"
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2018-05-14

Abstract

Настоящая полезная модель относится к экструзионному оборудованию и предназначена для использования в двухшнековых экструдерах.Редуктор двухшнекового экструдера включает корпус, входной вал, два параллельных вращающих шнеки этого экструдера выходных вала, выполненных каждый в виде вал-шестерни, и передаточный вал, передающий двум вал-шестерням подведенный к входному валу этого редуктора крутящий момент посредством закрепленных на передаточном валу зубчатых колес. На конце каждого выходного вала закреплен плоский наконечник, а в корпусе в одной плоскости с выходными валами, но перпендикулярно им, расположена и закреплена поперечная ось, на которой опорные ролики повышенной грузоподъемности установлены так, чтобы выходные валы опирались на рабочую поверхность этих опорных роликов торцевой поверхностью соответствующих плоских наконечников с возможностью вращения ими этих опорных роликов.Реализация полезной модели позволяет упростить конструкцию редуктора двухшнекового экструдера и повысить его надежность.This utility model relates to extrusion equipment and is intended for use in twin-screw extruders. The twin-screw extruder gearbox includes a housing, an input shaft, two parallel rotating screws of this output shaft extruder, each made in the form of a pinion shaft, and a transmission shaft transmitting two pinion shaft the torque supplied to the input shaft of this gearbox by means of gears fixed to the transmission shaft. A flat tip is fixed at the end of each output shaft, and a transverse axis is located and fixed to the housing in the same plane with the output shafts, but perpendicular to it, on which the support rollers of increased carrying capacity are mounted so that the output shafts rest on the working surface of these support rollers with the end surface the corresponding flat tips with the possibility of rotation of these support rollers by them. Implementation of the utility model allows to simplify the design of the gearbox of a twin-screw extruder and increase its about reliability.

Description

Настоящая полезная модель относится к двухшнековым экструдерам, в которых благодаря вращению двух параллельных шнеков происходит перемещение, уплотнение и гомогенизация исходного зернового или полимерного сырья, подаваемого в виде гранул или порошка с добавлением технологических добавок. Обработанное таким образом сырье выдавливается через сопло профилирующего инструмента в виде готового продукта питания или в виде изделия промышленного назначения.This utility model relates to twin-screw extruders in which, thanks to the rotation of two parallel screws, the raw grain or polymer feed, supplied in the form of granules or powder with the addition of technological additives, is moved, compacted and homogenized. The raw material thus treated is squeezed out through the nozzle of a profiling tool in the form of a finished food product or in the form of an industrial product.

При выполнении этой работы на редуктор двухшнекового экструдера, который должен удовлетворять высоким нагрузкам, действуют большие моменты и осевые силы, вызванные процессом экструзии, причем определенные методы экструзии требуют малых межосевых расстояний двух выходных валов этого редуктора, приводящих во вращение шнеки экструдера.When performing this work, the gearbox of the twin-screw extruder, which must satisfy high loads, is affected by large moments and axial forces caused by the extrusion process, and certain extrusion methods require small interaxal distances of the two output shafts of this gearbox, which rotate the screws of the extruder.

Большие осевые силы, действующие в процессе экструзии на выходные валы редуктора, воспринимаются корпусом редуктора посредством упорных подшипников качения. Малое межосевое расстояние двух выходных валов редуктора исключает возможность применения стандартных упорных подшипников качения необходимой грузоподъемности, диаметр которых больше межосевого расстояния этих валов, что создает техническую проблему, требующую нестандартного технического решения.Large axial forces acting during the extrusion process on the output shafts of the gearbox are perceived by the gearbox housing by means of thrust rolling bearings. The small center distance of the two output shafts of the gearbox eliminates the possibility of using standard thrust rolling bearings of the required load capacity, the diameter of which is larger than the center distance of these shafts, which creates a technical problem that requires a non-standard technical solution.

Из известных технических решений указанной проблемы в качестве прототипа настоящей полезной модели выбран редуктор двухшнекового экструдера, в котором большие осевые силы, действующие в процессе экструзии на выходные валы редуктора, передаются на корпус упорными тандемными подшипниками (патент Китая на полезную модель № 202418506, опубл. 05.09.2012).Of the known technical solutions to this problem, a twin-screw extruder gearbox was selected as a prototype of this utility model, in which large axial forces acting during the extrusion process on the gearbox output shafts are transmitted to the housing by thrust tandem bearings (China Patent Utility Model No. 202418506, publ. 05.09 .2012).

Указанный известный редуктор двухшнекового экструдера содержит корпус, входной вал, два параллельных вращающих шнеки этого экструдера выходных вала, выполненных каждый в виде вал-шестерни, и передаточный вал, передающий двум вал-шестерням подведенный к входному валу этого редуктора крутящий момент посредством закрепленных на передаточном валу зубчатых колес. Внешняя осевая сила, действующая в процессе экструзии на каждый выходной вал, передается на корпус тандемным упорным подшипником качения, составленным из нескольких последовательно установленных упорных роликоподшипников, разделенных промежуточными упругими кольцами, причем наружный диаметр этого тандемного подшипника не превосходит межосевое расстояние двух выходных валов редуктора. Благодаря упругой системе селективно подобранных промежуточных колец, все секции тандемного подшипника нагружаются равномерно. При всех преимуществах конструктивной схемы известного редуктора двухшнекового экструдера его основными недостатками являются сложность и высокая цена изготовления тандемного упорного подшипника качения и низкие показатели безотказной работы этого подшипника.The known known twin-screw extruder gearbox comprises a housing, an input shaft, two parallel rotating screws of this output shaft extruder, each made in the form of a pinion shaft, and a transmission shaft transmitting torque to the input shaft of this gearbox by two gears by means of torque fixed to the input shaft of this gearbox gear wheels. The external axial force acting on each output shaft during the extrusion process is transmitted to the housing by a tandem thrust roller bearing composed of several thrust roller bearings sequentially mounted separated by intermediate elastic rings, and the outer diameter of this tandem bearing does not exceed the center distance of two gearbox output shafts. Due to the elastic system of selectively selected intermediate rings, all sections of the tandem bearing are loaded uniformly. With all the advantages of the design scheme of the known twin-screw extruder gearbox, its main disadvantages are the complexity and high cost of manufacturing a tandem rolling thrust bearing and low failure-free operation of this bearing.

Решение указанной технической проблемы с помощью настоящей полезной модели состоит в разработке такой кинематической схемы редуктора с малым межосевым расстоянием двух параллельных выходных валов, при которой, независимо от малого межосевого расстояния этих валов, можно в качестве упорных подшипников применить стандартные роликоподшипники с цилиндрическими роликами.The solution to this technical problem with the help of this utility model is to develop such a kinematic diagram of the gearbox with a small center distance of two parallel output shafts, in which, regardless of the small center distance of these shafts, standard roller bearings with cylindrical rollers can be used as thrust bearings.

Поставленная техническая проблема решена следующим образом.The technical problem posed is solved as follows.

В известном редукторе двухшнекового экструдера, включающем корпус, входной вал, два параллельных вращающих шнеки этого экструдера выходных вала, выполненных каждый в виде вал-шестерни, и передаточный вал, передающий двум вал-шестерням подведенный к входному валу этого редуктора крутящий момент посредством закрепленных на передаточном валу зубчатых колес, согласно заявляемой полезной модели на конце каждого выходного вала закреплен плоский наконечник, а в корпусе в одной плоскости с выходными валами, но перпендикулярно им, расположена и закреплена поперечная ось, на которой по меньшей мере два опорных ролика повышенной грузоподъемности установлены так, чтобы выходные валы опирались на рабочую поверхность этих опорных роликов торцевой поверхностью соответствующих плоских наконечников с возможностью вращения ими этих опорных роликов.In the known gearbox of a twin-screw extruder, comprising a housing, an input shaft, two parallel rotating screws of this extruder of the output shaft, each made in the form of a pinion shaft, and a transmission shaft that transmits torque to the input shaft of this reducer by two gears by means of a torque fixed to the input shaft of this reducer to the shaft of the gears, according to the claimed utility model, a flat tip is fixed at the end of each output shaft, and is located in the housing in the same plane with the output shafts, but perpendicular to them and a transverse axis is fixed on which at least two support rollers of increased carrying capacity are mounted so that the output shafts rest on the working surface of these support rollers with the end surface of the respective flat tips so that they can rotate these support rollers.

Заявляемый редуктор двухшнекового экструдера имеет в сравнении с прототипом существенные отличия и обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известных редукторах двухшнековых экструдеров.The inventive gearbox of a twin-screw extruder has significant differences in comparison with the prototype and has new technical properties that are absent in the known gearboxes of twin-screw extruders.

Существенным в заявляемом устройстве является то, что на конце каждого выходного вала закреплен плоский наконечник с торцевой поверхностью, в корпусе в одной плоскости с двумя выходными валами перпендикулярно им расположена и закреплена поперечная ось, на которой по меньшей мере два опорных ролика повышенной грузоподъемности установлены так, чтобы выходные валы опирались на рабочую поверхность этих опорных роликов торцевой поверхностью соответствующих плоских наконечников с возможностью вращения ими этих опорных роликов. Каждый опорный ролик повышенной грузоподъемности может быть выполнен в виде радиального роликоподшипника с цилиндрическими роликами, толстостенным наружным кольцом и бомбированной рабочей поверхностью.It is essential in the inventive device that a flat tip with an end surface is fixed at the end of each output shaft, a transverse axis is arranged perpendicularly to it in the housing in one plane with two output shafts, on which at least two support rollers of increased carrying capacity are mounted so so that the output shafts rest on the working surface of these support rollers with the end surface of the corresponding flat tips with the possibility of rotation of these support rollers. Each support roller of increased carrying capacity can be made in the form of a radial roller bearing with cylindrical rollers, a thick-walled outer ring and a bombed working surface.

Заявляемое техническое решение, сохраняя преимущества прототипа, всей совокупностью своих существенных признаков позволяет существенно упростить конструкцию и повысить надежность редуктора двухшнекового экструдера.The claimed technical solution, while maintaining the advantages of the prototype, with the totality of its essential features, can significantly simplify the design and improve the reliability of the gearbox twin screw extruder.

Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных отличительных признаков. Неизвестными оказались и отдельные существенные признаки. Таким образом, настоящую полезную модель можно считать отвечающей критерию патентоспособности «новизна».Analysis of the existing scientific, technical and patent information showed the uncertainty of the proposed combination of significant distinguishing features. Some significant features were also unknown. Thus, a real utility model can be considered as meeting the patentability criterion of “novelty”.

В заявляемом техническом решении имеет место нетрадиционное решение проблемы, а именно предложено в редукторе с малым межосевым расстоянием двух параллельных выходных валов применить радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами в качестве упорных подшипников этих валов. Для специалиста такое решение логически не следует из известного уровня техники редукторов двухшнековых экструдеров.In the claimed technical solution, there is an unconventional solution to the problem, namely, it is proposed to use radial roller bearings with cylindrical rollers as thrust bearings of these shafts in a gearbox with a small center distance of two parallel output shafts. For a specialist, such a solution does not logically follow from the prior art of twin screw extruder gearboxes.

Устройство и работа заявляемого редуктора двухшнекового экструдера поясняются тремя рисунками:The device and operation of the inventive gear twin screw extruder are illustrated in three figures:

на фиг. 1 показан вертикальный поперечный разрез общего вида редуктора,in FIG. 1 shows a vertical cross section of a General view of the gearbox,

на фиг. 2 показан вертикальный продольный разрез АА,in FIG. 2 shows a vertical longitudinal section AA,

на фиг. 3 показан горизонтальный разрез ББ по двум выходным валам редуктора.in FIG. 3 shows a horizontal section of the BB along the two output shafts of the gearbox.

Заявляемый редуктор двухшнекового экструдера содержит корпус 1, зубчатый редуктор 2 с входным валом, к которому подводится крутящий момент приводного двигателя, и узел деления крутящего момента 3, включающий передаточный вал 4, которому передается крутящий момент от зубчатого редуктора 2, параллельные выходные валы 5 и 6, которые вращают шнеки экструдера, и упорный узел 7.The inventive gearbox of a twin-screw extruder comprises a housing 1, a gear reducer 2 with an input shaft, to which the drive motor torque is supplied, and a torque division unit 3, including a transmission shaft 4, to which the torque is transmitted from the gear reducer 2, parallel output shafts 5 and 6 that rotate the screws of the extruder, and the thrust unit 7.

Корпус 1, выполненный разъемным, содержит корпус 8 и корпус 9, причем зубчатый редуктор 2 и упорный узел 7 расположены в корпусе 8, а узел деления крутящего момента 3 расположен в корпусе 9.The housing 1, made detachable, comprises a housing 8 and a housing 9, the gear reducer 2 and the thrust unit 7 are located in the housing 8, and the torque division unit 3 is located in the housing 9.

В зубчатом редукторе 2, который выполнен двухступенчатым, первая ступень выполнена косозубой, вторая ступень выполнена планетарной, включающей водило 10, которое насажено на хвостовик передаточного вала 4.In the gear reducer 2, which is made two-stage, the first stage is helical, the second stage is planetary, including the carrier 10, which is mounted on the shank of the transmission shaft 4.

Передаточный вал 4 с закрепленными на нем двумя зубчатыми колесами 11 и 12 установлен в корпусе 9 на радиальных подшипниках качения 13. Выходные валы 5 и 6, выполненные каждый в виде вал-шестерни соответственно 14 и 15, установлены в корпусе 9 на радиальных подшипниках качения 13. Зубчатые колеса 11 и 12 находятся в зацеплении с вал-шестернями соответственно 14 и 15 посредством промежуточных паразитных шестерен 16, которые закреплены на промежуточных валах 17, установленных в корпусе 9 на радиальных подшипниках качения 18.The transmission shaft 4 with two gear wheels 11 and 12 fixed on it is installed in the housing 9 on the radial rolling bearings 13. The output shafts 5 and 6, each made in the form of a pinion shaft 14 and 15, respectively, are installed in the housing 9 on the radial rolling bearings 13 The gears 11 and 12 are engaged with the pinion shaft 14 and 15, respectively, by means of intermediate spurious gears 16, which are mounted on the intermediate shafts 17 mounted in the housing 9 on the radial rolling bearings 18.

Упорный узел 7 содержит два плоских наконечника 19, которые закреплены на концах выходных валов 5 и 6, поперечную ось 20, которая расположена и закреплена в корпусе 8 в одной плоскости с выходными валами 5 и 6 перпендикулярно им, четыре опорных ролика повышенной грузоподъемности 21 (фиг. 2 и фиг. 3), например выпускаемые шведской компанией SKF опорные ролики повышенной грузоподъемности NUTR50110 с толстостенным наружным кольцом и бомбированной рабочей поверхностью, которые установлены на поперечной оси 20 так, чтобы выходные валы 5 и 6 опирались на рабочую поверхность этих опорных роликов торцевой поверхностью соответствующих плоских наконечников 19 с возможностью вращения ими этих опорных роликов, и две тяги 22 с проушинами 23, которые надеты на концы поперечной оси 20, выступающие из корпуса 8 наружу. Тяги 22 предназначены для частичной разгрузки корпуса 1 от осевого давления на него выходных валов 5 и 6, что обеспечивается соединением тяг 22 с соответствующей опорной деталью экструдера, воспринимающей осевое давление экструдируемой массы на профилирующий инструмент экструдера.The stop assembly 7 contains two flat tips 19, which are fixed at the ends of the output shafts 5 and 6, a transverse axis 20, which is located and fixed in the housing 8 in the same plane with the output shafts 5 and 6 perpendicular to them, four support rollers of increased carrying capacity 21 (Fig. . 2 and Fig. 3), for example, NUTR50110 heavy-duty support rollers manufactured by the Swedish company SKF with a thick-walled outer ring and a bombed working surface, which are mounted on the transverse axis 20 so that the output shafts 5 and 6 rest on the working surface of the support roller end surface of the respective flat terminals 19 rotatably support rollers of these, and two rods 22 by eyelets 23 which are put on the ends of the transverse axis 20, protruding outwardly from the housing 8. The rods 22 are intended for partial unloading of the housing 1 from the axial pressure on it of the output shafts 5 and 6, which is ensured by connecting the rods 22 with the corresponding supporting part of the extruder, which receives the axial pressure of the extrudable mass on the extruder profiling tool.

Когда выходные валы 5 и 6 приводят во вращение шнеки, то осевые нагрузки, действующие на шнеки, передаются на выходные валы 5 и 6, которые посредством плоских наконечников 19, вращающихся вместе с валами, передают эти осевые нагрузки на опорные ролики повышенной грузоподъемности 21. В каждой паре опорные ролики 21 вращаются плоскими наконечниками 19 в противоположных направлениях. При этом диаметр опорных роликов не ограничивается малым межосевым расстоянием выходных валов 5 и 6, что позволяет выбрать опорные ролики достаточной грузоподъемности, соответствующей осевым нагрузкам на шнеки экструдера, тем самым повышается надежность редуктора двухшнекового экструдера.When the output shafts 5 and 6 drive the screws, the axial loads acting on the screws are transferred to the output shafts 5 and 6, which, through the flat tips 19, which rotate with the shafts, transfer these axial loads to the support rollers of increased carrying capacity 21. V each pair of support rollers 21 rotate with flat tips 19 in opposite directions. Moreover, the diameter of the support rollers is not limited to the small interaxial distance of the output shafts 5 and 6, which makes it possible to choose the support rollers of sufficient load capacity corresponding to the axial loads on the screws of the extruder, thereby increasing the reliability of the gearbox of the twin-screw extruder.

Claims

A twin-screw extruder gearbox, comprising a housing, an input shaft, two parallel rotating screws of this output shaft extruder, each made in the form of a gear shaft, and a transmission shaft that transmits two gear wheels connected to the input shaft of this gearbox by means of gears fixed to the input shaft of the gearbox wheels, characterized in that a flat tip is fixed at the end of each output shaft, and a transverse axis is located and fixed to the housing in the same plane with the output shafts, but perpendicular to them, on which support rollers of increased carrying capacity are installed so that the output shafts rest on the working surface of these support rollers with the end surface of the respective flat tips with the possibility of rotation of these support rollers by them.