倒三角型三螺杆挤出机的动力输入变速机构

摘要

本发明涉及一种变速设备，尤其是一种用于倒三角型三螺杆挤出机的动力输入变速机构。该变速机构由箱体及固定设置在箱体内的减速机构组成，减速机构包括固定设置在箱体内的动力输入轴(1)、动力输出轴(14，15，16)，动力输入轴(1)通过变速齿轮组驱动动力输出轴(15)旋转输出动力，动力输出轴(14，16)通过分动力传输机构驱动旋转输出动力，动力输出轴(14，15，16)以输出轴(15)端面中心为顶点、输出轴(14，16)端面中心为底边两端点、呈倒三角形设置。采用该技术方案，动力输出轴提供匀载动力，使得传动装置的承载力大大提高，进而能够提供更高的输出扭矩。

说明书

技术领域

本发明涉及一种减速设备，尤其是一种用于倒三角型三螺杆挤出机动力输入端上的变速机构。

背景技术

目前，在塑料混配领域，普遍使用的平行双螺杆挤出机，其传动为平行二轴式输出。随着现代塑胶工业的不断发展，尤其是高填充、高分散材料的广泛应用和对低能耗等方面的要求，橡塑加工设备向多元化、多螺杆方向发展。三螺杆挤出系统相对于传统双螺杆具有更好分流效果和更多次的剪切，即具有更好的分布混合和分散混合，同时具有更大的排气界面面积，更有利于排气操作，使排气对产量的影响降到最低且具有更低的能耗等优点，尤其是倒三角型三螺杆挤出机具有三个啮合区，运转起来相当于三对双螺杆同时作用，物料在其中经受的剪切次数要成倍高于双螺杆，相同螺杆长径比下，其混合效果是双螺杆的3倍，各组份很容易得到均匀化和微粒化，物料在空间多个层面上充分交换流动，达到良好的塑化分散效果，加料和输送也非常稳定，特别是对生产炭黑屏蔽料、双防母料、抗静电母料等多功能母料时，这些物料因其有效成分成本高昂，要求其添加量尽可能的小，而分散尽可能地均匀，以小的添加量获得优良的效果；而像PP无卤阻燃料，其无卤阻燃剂添加量大才能达到卤系阻燃的效果，但分散不均的话不仅影响制品的物理机械性能，也影响阻燃效果。

中国实用新型专利(专利号ZL200620154843.8)公开了一种同向三螺杆挤出机的减速分配传动箱结构，其为一字型三螺杆减速箱提供减速动力，其动力源带动高速E输入轴及A减速小齿轮，A减速小齿轮驱动B减速大齿轮，从而驱动C减速小齿轮和B输出轴，B输出轴直接输出；C减速小齿轮一路通过驱动D减速大齿轮与D中间轴带动E增速大齿轮，E增速大齿轮驱动F增速小齿轮，从而驱动A输出轴转动；对称的另一路为通过I减速大齿轮与F中间轴带动H增速大齿轮，H增速大齿轮驱动G增速小齿轮，从而驱动C输出轴转动，即采用减速小齿轮同时啮合两个减速大齿轮，每个减速大齿轮通过同轴的增速大齿轮与两侧输出轴上的增速小齿轮啮合，实现传动过程。采用该技术方案，虽然可实现对输入动力分平行的三路同向、同速、同轴、同扭矩输出，提高了生产效率，但其不能实现对倒三角型三螺杆减速箱提供动力源，不能对特定物料提供动力输送基础；且其基于输入功率较大则工作效率较高的操作基础，当动力源输入功率较大时，由于该结构每根输出轴只有一根齿轮轴提供动力，使得传动装置的承载能力难以提高，即如果扭矩过大，齿轮轴往往容易断裂，因此其不能承受较大的动力源输入，使得其输出的扭矩小，单齿转动，不能抵消每个输出轴径向力，结构和寿命都不稳定。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种能够实现对动力输出轴提供匀载动力，使得传动装置的承载力大大提高，进而能够提供更高的输出扭矩的倒三角型三螺杆挤出机动力输入端的变速机构。

为实现上述发明目的，本发明的倒三角型三螺杆挤出机的动力输入变速机构，由箱体及设置在箱体内的变速机构组成，所述的变速机构包括设置在箱体内的动力输入轴(1)、用于向倒三角形三螺杆挤出机输送动力的动力输出轴(14，15，16)，动力输出轴(14，15，16)以输出轴(15)端面中心为顶点、输出轴(14，16)端面中心为底边两端点、呈倒三角形设置，动力输入轴(1)通过减速齿轮组驱动动力输出轴(15)旋转输出动力，在动力输出轴(15)上、于其动力输入端同轴固定安装有变速齿轮(4)，动力输出轴(14，16)的动力输入端分别同轴固定安装有变速齿轮(13，9)，动力输入轴(14，16)分别通过配合设置在变速齿轮(13)与变速齿轮(4)之间、变速齿轮(9)与变速齿轮(4)之间的分动力传输机构驱动旋转输出动力，所述的变速机构还包括一动力匀载齿轮轴，所述的动力匀载齿轮轴通过与变速齿轮(4)配合连接获取动力，并将该动力分别对称于动力输出轴(14，16)的分动力传输机构驱动变速齿轮(13，9)旋转。

上述的动力输出轴(14)的分动力传输机构由齿轮轴(19)及同轴固定安装在齿轮轴(19)动力输入端与动力输出端的变速齿轮(6，12)组成，变速齿轮(6)与变速齿轮(4)啮合相连，变速齿轮(12)与变速齿轮(13)啮合相连；所述的动力输出轴(16)的分动力传输机构由齿轮轴(17)及同轴固定安装在齿轮轴(17)动力输入端与动力输出端的变速齿轮(5，8)组成，变速齿轮(5)与变速齿轮(4)啮合相连，变速齿轮(8)与变速齿轮(9)啮合相连；

进一步，上述的动力匀载齿轮轴由均载轴(18)、与均载轴(18)同轴固定设置的变速齿轮(7，10，11)组成，所述的变速齿轮(7)于变速齿轮(4)上方与变速齿轮(4)啮合相连，变速齿轮(10，11)分别与变速齿轮(9，13)啮合相连。

此外，齿轮轴(17，19)与均载轴(18)由弹性材料制成。

作为上述方式的改进，均载轴(18)的可变形量大于齿轮轴(17，19)的可变形量。

作为一种减速机上的应用，上述的变速齿轮(5，6，7)为减速大齿轮，变速齿轮(4)为减速小齿轮，变速齿轮(9，13)为增速小齿轮，变速齿轮(8，10，11，12)为增速大齿轮。

作为上述方式的改进，所述的变速齿轮(4)和变速齿轮(5)之间的一级减速与变速齿轮(9)和变速齿轮(8)之间的一级增速的总速比为一。

作为上述方式的进一步改进，所述的变速齿轮(4)和变速齿轮(6)之间的一级减速与变速齿轮(13)和变速齿轮(12)之间的一级增速的总速比为一。

作为上述方式的更进一步改进，所述的变速齿轮(4)和变速齿轮(7)之间的一级减速与变速齿轮(13)和变速齿轮(11)之间的一级增速、变速齿轮(10)和变速齿轮(9)之间的一级增速的总速比均为一。

具体的说，上述的变速齿轮组由固定设置在动力输入轴(1)上的变速齿轮(2)及与其啮合相连的固定设置在动力输出轴(15)上的变速齿轮(3)组成，所述的变速齿轮(2)与动力输入轴(1)共轴为一齿轮轴，变速齿轮(3)与变速齿轮(4)、动力输出轴(15)共轴为一齿轮轴。

采用上述技术方案，其效果如下：

1、由于三根输出轴为倒三角形设置，可实现对倒三角型三螺杆挤出机的动力输入，最终完成对特殊物料的挤出；

2、增设动力匀载齿轮轴，对两侧的每根动力输出轴在采用分动力传输机构为动力输出轴提供动力的同时，动力均载齿轮轴可为倒三角底边的两根动力输出轴提供均载动力，具体的说，可使齿轮轴及匀载轴在承载较大扭矩的运载过程中，若分动力传输机构及动力匀载齿轮轴不能同时与动力输出轴啮合传动时，即当其中一根扭力齿轮轴(如分动力传输机构)的齿轮啮合过程中承载过大的力时，扭力齿轮轴变形，则另一根啮合不好的均载扭力齿轮轴(动力均载齿轮轴)及时纠正啮合位置到最佳位置，继续提供动力，从而确保了大扭矩的传动；

3、均载轴的可变形量大于齿轮轴的可变形量，实现了对均载轴的扭矩分配，即在工作过程中，均载轴为一根轴，且同时带动两个齿轮与两个动力输出轴配合输出动力，其承载扭矩较大，采用该手段，在确保均载轴的使用寿命的同时，便于调整均载轴与各动力输出轴之间的配合连接，实现均载轴上扭矩的可分配调整；

4、动力匀载齿轮轴同时与两根动力输出轴配合连接，使动力匀载齿轮轴承受两根动力输出轴的径向力相互抵消，增强了动力匀载齿轮轴的使用寿命，减小了对动力匀载齿轮轴的强度要求。

5、采用动力匀载齿轮轴，确保了大扭矩的传动，其扭矩系数可达9～14。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明。

图1是本发明减速箱箱体内减速机构的整体结构示意图。

图2是本发明输出轴位置关系示意图。

具体实施方式

在本实施例中，以对倒三角型三螺杆挤出机实现减速输出动力为例，动力输入端采用132KW的6级电机，转速为1200转/min，输入扭矩为1050.5N·M。

以由图1、图2所示，本发明的倒三角型三螺杆挤出机的动力输入变速机构，变速齿轮5，6，7为减速大齿轮，均采用42个齿，变速齿轮4为减速小齿轮，采用21个齿，变速齿轮9，13为增速小齿轮，采用21个齿，变速齿轮8，10为42个齿，11，12为增速大齿轮，均采用42个齿。

该倒三角型三螺杆挤出机的动力输入变速机构，由箱体及固定设置在箱体内的变速机构组成，所述的变速机构包括分别通过轴承固定设置在箱体内的动力输入轴1、用于向倒三角形三螺杆挤出机输送动力的动力输出轴14，15，16，动力输出轴14，15，16以输出轴15端面中心为顶点、输出轴14，16端面中心为底边两端点、呈等边倒三角形设置，各轴中心距为4.3cm，动力输入轴1通过减速齿轮组驱动动力输出轴15旋转输出动力，变速齿轮组由固定设置在动力输入轴1上的变速齿轮2及与其啮合相连的固定设置在动力输出轴15上的变速齿轮3组成，变速齿轮2采用18个齿的齿轮，变速齿轮3采用54个齿的齿轮。所述的变速齿轮2与动力输入轴1共轴为一齿轮轴，变速齿轮3与变速齿轮4、动力输出轴15共轴为一齿轮轴。

在动力输出轴15上、于其动力输入端同轴固定安装有变速齿轮4，动力输出轴14，16的动力输入端分别同轴固定安装有变速齿轮13，9，动力输入轴14，16分别通过配合设置在变速齿轮13与变速齿轮4之间、变速齿轮9与变速齿轮4之间的分动力传输机构驱动旋转输出动力，

变速机构还包括一动力匀载齿轮轴，所述的动力匀载齿轮轴通过与变速齿轮4配合连接获取动力，并将该动力分别对称于动力输出轴14，16的分动力传输机构驱动变速齿轮13，9旋转。其中，动力输出轴14的分动力传输机构由齿轮轴19及同轴固定安装在齿轮轴19动力输入端与动力输出端的变速齿轮6，12组成，变速齿轮6与变速齿轮4于变速齿轮4的一侧啮合相连，变速齿轮12与变速齿轮13于变速齿轮13的外侧啮合相连；动力输出轴16的分动力传输机构由齿轮轴17及同轴固定安装在齿轮轴17动力输入端与动力输出端的变速齿轮5，8组成，变速齿轮5与变速齿轮4于变速齿轮4的另一侧啮合相连，变速齿轮8与变速齿轮9于变速齿轮9的外侧啮合相连。

动力匀载齿轮轴由均载轴18、与均载轴18同轴固定设置的变速齿轮7，10，11组成，变速齿轮7于变速齿轮4上方与变速齿轮4啮合相连，变速齿轮10，11分别与变速齿轮9，13于变速齿轮9，13的内侧啮合相连。在结构上，由于匀载齿轮轴采用一根轴承载两个动力输出的啮合齿轮，即变速齿轮10与变速齿轮11为间距设置，且在工作过程中互不干扰，变速齿轮10在位置上先与变速齿轮9啮合，其次是变速齿轮11与变速齿轮13啮合。

齿轮轴17，19与均载轴18由弹性材料制成，且均载轴18的可变形量大于齿轮轴17，19的可变形量。在选择材料时，可根据上述原则在弹簧钢用材中进行选取。

在使用过程中，动力源驱动动力输入轴1运转，动力输入轴1带动变速齿轮2驱动变速齿轮3运转，进而驱动变速齿轮4运转及动力输出轴15直接输出动力；变速齿轮4同时驱动与其配合相连的变速齿轮5、6、7运转，进而驱动动力输出轴14、16的运转，确保了动力输出轴14，15，16同向、同速、同扭矩平行运转。测得输出轴14，15，16输出扭矩为1069.37，根据扭矩系数＝输出扭矩/轴中心距3计算扭矩系数，采用该结构的扭矩系数为13.45。

本发明不局限于上述具体实施方式，只要该结构采用了匀载扭力齿轮轴驱动输出输出轴输出动力，且齿轮轴与均载轴由弹性材料制成，不论其变速齿轮组之间的齿数比、均载扭力齿轮轴与各齿轮啮合的位置关系采用何种方式，均落在本发明的保护范围之中。