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高性能雙螺桿擠出機(jī)核心技術(shù)——傳動部分

瀏覽次數(shù)：3107　　　發(fā)布時(shí)間：3/2/2023 4:34:02 PM

雙螺桿擠出機(jī)與其他機(jī)型相比，一個顯著的特點(diǎn)就是傳動系統(tǒng)的不同。雙螺桿擠出機(jī)要求在一個受限的空間內(nèi)把動力平均地分配到兩根螺桿上，這就是扭矩分配技術(shù)。不同的扭矩分配技術(shù)，決定了齒輪箱的承載能力、甚至于直接影響整機(jī)的壽命和性能。

傳統(tǒng)的平行三軸式扭矩分配技術(shù)
傳統(tǒng)的平行三軸式扭矩分配技術(shù)是一種成熟的雙螺桿擠出機(jī)傳動技術(shù)，國外雙螺桿擠出機(jī)的齒輪箱早期大多采用這種結(jié)構(gòu)。如傳統(tǒng)的平行三軸式傳動原理圖所示，來自電機(jī)的動力平行均勻地分配到A、B兩輸出軸上，即A、B軸各承擔(dān)50%的扭矩。由于A、B軸中心距的限制，B軸上齒輪相對較小，傳遞的扭矩值受限。所以B軸齒輪是雙螺桿擠出機(jī)齒輪箱承載力的瓶頸，直接決定了齒輪箱所能傳遞的功率。

高扭矩平行三軸式扭矩分配技術(shù)
為了提高B軸的輸出扭矩，改進(jìn)的結(jié)構(gòu)在B軸上設(shè)計(jì)了兩組齒輪傳動，這樣B軸輸出的扭矩理論上是改進(jìn)前的2倍，實(shí)現(xiàn)了高扭矩輸出，亨舍爾公司的高扭矩齒輪箱就是采用這種結(jié)構(gòu)。

高扭矩平行三軸式齒輪箱的優(yōu)點(diǎn)
1 這種結(jié)構(gòu)中，A/B兩輸出軸及過渡軸中心都位于同一平面內(nèi)，齒輪箱只有一個分型面，所以結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便；
2 過渡軸采用浮動布置，其上的兩斜齒輪與B軸上的兩嚙合齒輪處于動態(tài)平衡狀態(tài)，無需人為調(diào)整即可均載，傳動可靠。

高扭矩平行三軸式齒輪箱的缺點(diǎn)
1 安裝B軸的軸孔細(xì)長，加工精度難以保證，尤其對于小功率齒輪箱，這個問題顯得更為突出。
2 B軸上的軸承始終承受較大負(fù)荷，且為彎扭聯(lián)合作用，B軸上軸承所承受的力隨著輸出扭矩的增加而增大，使軸承在受力磨損20000h后，達(dá)到齒輪軸和軸承的壽命極限，所以這種結(jié)構(gòu)的齒輪箱壽命受B軸軸承的制約。
3 由于B軸始終承受較大載荷，加速了軸承的磨損，造成B軸的徑向跳動不斷增加直至失效，使該系統(tǒng)成為一個不穩(wěn)定的動力系統(tǒng)。由于B軸的跳動，導(dǎo)致由其驅(qū)動的螺桿也不穩(wěn)定，導(dǎo)致螺桿和機(jī)筒之間的間隙不均勻，造成物料在機(jī)筒內(nèi)的停留時(shí)間不均勻，從而影響產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。

雙側(cè)對稱齒輪驅(qū)動式扭矩分配技術(shù)
如雙側(cè)對稱齒輪驅(qū)動原理圖所示，輸出軸A和平行三軸式一樣，其上的軸承、齒輪等都有足夠的強(qiáng)度，安全系數(shù)高。
而B軸上的齒輪依然受制于兩螺桿的中心距，承載能力有限，這種結(jié)構(gòu)提供的解決辦法是將傳遞給B軸的扭矩等量分解到兩個過渡軸C/D上，在輸入端，過渡軸C/D上的齒輪同時(shí)與A軸上齒輪嚙合，在輸出端同時(shí)從上下兩個方向?qū)ΨQ地與B軸齒輪嚙合，這樣B軸齒輪在不增加齒寬的情況下，同時(shí)受到兩個齒輪驅(qū)動，從而達(dá)到高扭矩驅(qū)動的目的。

雙側(cè)對稱齒輪驅(qū)動式齒輪箱的優(yōu)點(diǎn)
1 由于兩過渡軸C/D對稱布置于B軸的兩側(cè)，B軸的齒輪僅受到切向力，徑向力完全抵消，形成理想的力偶驅(qū)動。同時(shí)，B軸也僅承受純扭矩，沒有彎曲應(yīng)力，徹底消除了B軸上徑向軸承的負(fù)荷，B軸理論上永不磨損，使用壽命可達(dá)72000h。
2 該結(jié)構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)了高扭矩輸出，提高了生產(chǎn)效率，還增加了齒輪箱的使用壽命，更重要的是保證了扭矩分配系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于B軸上的軸承不受徑向力，從而不會發(fā)生因軸承磨損所帶來的徑向跳動，相應(yīng)的也就不會引起螺桿的徑向跳動，物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間的一致性好。

雙側(cè)對稱齒輪驅(qū)動式齒輪箱的缺點(diǎn)
1 該結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，裝配難度大，制造成本較高。由于上下兩個過渡軸C/D與輸出軸A/B不在一個平面上，這樣給制造和裝配都帶來困難。
2 過渡軸C/D上齒輪與B軸齒輪嚙合，必須人為調(diào)整，以確保兩個過渡軸上的齒輪各自都真實(shí)準(zhǔn)確地把總扭矩的25%傳遞給B軸齒輪，也就是保證兩過渡軸齒輪均載，而且要確保在整個齒輪箱壽命期間，這個均載一直有效，這是這種結(jié)構(gòu)齒輪箱成功運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。如果均載不理想，或者不能長時(shí)間的維持這種均載狀態(tài)，則直接影響齒輪箱使用壽命。