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1、第一章第一章 挤出成型设备挤出成型设备第六节第六节 传动系统的设计传动系统的设计1 1传动系统的设计传动系统是挤出机的重要组成部分，它的作用是：传动系统是挤出机的重要组成部分，它的作用是：驱动螺杆，给螺杆需要的转速和扭矩，完成挤出过驱动螺杆，给螺杆需要的转速和扭矩，完成挤出过驱动螺杆，给螺杆需要的转速和扭矩，完成挤出过驱动螺杆，给螺杆需要的转速和扭矩，完成挤出过程。程。程。程。1 1、传动系统设计的基本问题、传动系统设计的基本问题、传动系统设计的基本问题、传动系统设计的基本问题选择传动特性选择传动特性-使传动系统的工作特性满足挤出使传动系统的工作特性满足挤出机的工作特性机的工作特性确定功率大小
2、确定功率大小确定转速范围确定转速范围选择调速机构选择调速机构选择减速机构选择减速机构布置止推轴承布置止推轴承考虑传动系统的安全保护考虑传动系统的安全保护2 2传动系统的设计2 2、挤出机的工作特性、挤出机的工作特性、挤出机的工作特性、挤出机的工作特性所谓所谓挤出机的工作特性，是指螺杆的转速和驱动挤出机的工作特性，是指螺杆的转速和驱动挤出机的工作特性，是指螺杆的转速和驱动挤出机的工作特性，是指螺杆的转速和驱动功率与扭矩之间的关系功率与扭矩之间的关系功率与扭矩之间的关系功率与扭矩之间的关系。工作特性分两种：工作特性分两种： 恒功率特性恒功率特性恒功率特性恒功率特性和和恒扭矩特性恒扭矩特性恒扭矩特性
3、恒扭矩特性。挤出机的工作特性是恒扭矩特性挤出机的工作特性是恒扭矩特性挤出机的工作特性是恒扭矩特性挤出机的工作特性是恒扭矩特性。即：随螺杆转。即：随螺杆转速的增加，而其扭矩基本保持不变。速的增加，而其扭矩基本保持不变。因此，为适应挤出机的这种特性，传动系统设计因此，为适应挤出机的这种特性，传动系统设计时，应尽可能符合挤出机的这种工作特性。时，应尽可能符合挤出机的这种工作特性。3 3传动系统的设计挤出机的工作特性和传动系统的工作特性：挤出机的工作特性和传动系统的工作特性： - -传动特性曲线传动特性曲线 - -工作特性曲线工作特性曲线由上图看出，在设计的转速范围内，由上图看出，在设计的转速范围内，
4、传动系统的传动系统的传动系统的传动系统的功率都必须大于螺杆所需的功率，且两者的差值功率都必须大于螺杆所需的功率，且两者的差值功率都必须大于螺杆所需的功率，且两者的差值功率都必须大于螺杆所需的功率，且两者的差值应尽可能小应尽可能小应尽可能小应尽可能小，以得到较高的传动效率。，以得到较高的传动效率。4 4传动系统的设计3 3、传动功率的确定、传动功率的确定、传动功率的确定、传动功率的确定 传动功率的确定，有以下的几种方法：传动功率的确定，有以下的几种方法： 1 1）按粘性流体理论计算功率）按粘性流体理论计算功率）按粘性流体理论计算功率）按粘性流体理论计算功率 NN总总总总=KN=9.8110=KN
5、=9.8110-5-5NN千瓦千瓦千瓦千瓦其中：其中： N N总总挤出机的驱动功率挤出机的驱动功率 N N螺杆挤出段（均化段）的功率消耗（可由熔体输螺杆挤出段（均化段）的功率消耗（可由熔体输送理论的有关公式计算）送理论的有关公式计算） K K系数，随物料不同而异系数，随物料不同而异 有效系数，由经验确定，一般取有效系数，由经验确定，一般取2-2.52-2.55 5传动系统的设计2 2）经验公式）经验公式）经验公式）经验公式热喂料热喂料 N=KD N=KD2 2n n K K由实际测定的常数，压型：由实际测定的常数，压型：K=2.9510K=2.9510-3-3 滤胶：滤胶：K=3.6510K=
6、3.6510-3-3 带旁压辊的挤出机，功率增加带旁压辊的挤出机，功率增加10%10%冷喂料：冷喂料：N=DN=D3 3L/DNK10L/DNK10-5-5 KW KW K K系数，一般取系数，一般取5.52-6.735.52-6.733 3）类比统计法）类比统计法）类比统计法）类比统计法 对照国内外已有的相近规格的机台所使用的功率来对照国内外已有的相近规格的机台所使用的功率来确定所设计的挤出机的功率。确定所设计的挤出机的功率。6 6传动系统的设计4 4、确定转速范围、确定转速范围、确定转速范围、确定转速范围根据挤出的工艺要求，根据挤出的工艺要求，螺杆转速在一定范围内应螺杆转速在一定范围内应螺
7、杆转速在一定范围内应螺杆转速在一定范围内应可调，并且尽可能实现无级调速可调，并且尽可能实现无级调速可调，并且尽可能实现无级调速可调，并且尽可能实现无级调速。对于大多数挤出机来说，其对于大多数挤出机来说，其调速范围在调速范围在调速范围在调速范围在1-101-10之之之之间。橡胶挤出机多在间。橡胶挤出机多在间。橡胶挤出机多在间。橡胶挤出机多在1-31-3之间之间之间之间，塑料挤出机要求，塑料挤出机要求的范围要大一些。的范围要大一些。7 7传动系统的设计5 5、选择调速方式、选择调速方式、选择调速方式、选择调速方式1 1）调速方式的选择，应考虑以下几个方面：调速方式的选择，应考虑以下几个方面： a
8、a、其、其工作特性工作特性工作特性工作特性是否符合挤出机的恒扭矩工作特性是否符合挤出机的恒扭矩工作特性 b b、是否满足、是否满足调速范围调速范围调速范围调速范围 c c、是否有足够的、是否有足够的传动功率传动功率传动功率传动功率 d d、制造成本制造成本制造成本制造成本是否合适是否合适经济性要求。经济性要求。2 2）常用的调速方式）常用的调速方式）常用的调速方式）常用的调速方式 a a、齿轮箱有级调速、齿轮箱有级调速、齿轮箱有级调速、齿轮箱有级调速 多用于普通的橡胶热喂料挤出机，成本低。多用于普通的橡胶热喂料挤出机，成本低。8 8传动系统的设计b b、交流整流子电机无级调速、交流整流子电机无
9、级调速、交流整流子电机无级调速、交流整流子电机无级调速 整流子电机工作特性与挤出机工作特性比较接近，整流子电机工作特性与挤出机工作特性比较接近，调速范围，起动性等运转性能比较合适，价格也相调速范围，起动性等运转性能比较合适，价格也相对较低。对较低。 因此我国原先的冷喂料挤出机、塑料挤出机等多采因此我国原先的冷喂料挤出机、塑料挤出机等多采用此方式。用此方式。c c、直流电机无级调速、直流电机无级调速、直流电机无级调速、直流电机无级调速 这种方式目前在挤出机中已普遍采用，并已取代整这种方式目前在挤出机中已普遍采用，并已取代整流子电机。各项性能优异，但成本相对高一些。流子电机。各项性能优异，但成本相
10、对高一些。9 9传动系统的设计d d、滑差电机、滑差电机、滑差电机、滑差电机电磁调速电机，调速电磁调速电机，调速电磁调速电机，调速电磁调速电机，调速 应用不是很广泛，多用于小型挤出机，成本较低，应用不是很广泛，多用于小型挤出机，成本较低，但体积较大。但体积较大。e e、变频调速电机、变频调速电机、变频调速电机、变频调速电机 使用普通交流电机或变频电机加变频器调速，这是使用普通交流电机或变频电机加变频器调速，这是最近几年才发展的一种新的调速技术，发展较快。最近几年才发展的一种新的调速技术，发展较快。1010传动系统的设计6 6、选择减速方式、选择减速方式、选择减速方式、选择减速方式 常用的减速方
11、式有以下几种：常用的减速方式有以下几种：a a、圆柱渐开线齿轮减速器圆柱渐开线齿轮减速器圆柱渐开线齿轮减速器圆柱渐开线齿轮减速器常用（普通）常用（普通）b b、硬齿面圆弧齿轮减速器硬齿面圆弧齿轮减速器硬齿面圆弧齿轮减速器硬齿面圆弧齿轮减速器大型挤出机上已广泛大型挤出机上已广泛应用。承载能力大，体积小，噪音低，使用寿命长。应用。承载能力大，体积小，噪音低，使用寿命长。c c、其他减速器、其他减速器、其他减速器、其他减速器 行星齿轮减速器，行星摆线减速器，蜗轮蜗杆减速行星齿轮减速器，行星摆线减速器，蜗轮蜗杆减速器等器等1111传动系统的设计7 7、安全保护装置、安全保护装置、安全保护装置、安全保护
12、装置设置必要的、合理的安全保护装置，在发生堵转时设置必要的、合理的安全保护装置，在发生堵转时可以有效防止设备事故的发生，比如：损坏机身、可以有效防止设备事故的发生，比如：损坏机身、螺杆、机头、电机等螺杆、机头、电机等其形式有其形式有电器保护电器保护电器保护电器保护和和机械保护机械保护机械保护机械保护两种。两种。1 1）电器保护）电器保护）电器保护）电器保护过载保护器过载保护器 （快速熔断器（快速熔断器 过流继过流继电器）电器）2 2）机械保护）机械保护）机械保护）机械保护安全销或安全键，在过载时，首先剪安全销或安全键，在过载时，首先剪断销或键，起到保护作用。断销或键，起到保护作用。1212传动
13、系统的设计其实，整个挤出机都存在一个安全保护的问题。其实，整个挤出机都存在一个安全保护的问题。在实现设计时，应根据各个零部件保护的等级不在实现设计时，应根据各个零部件保护的等级不同，设置不同的安全系数。同，设置不同的安全系数。螺杆和机筒的安全系数选的最大，其次的顺序是螺杆和机筒的安全系数选的最大，其次的顺序是螺杆和机筒的安全系数选的最大，其次的顺序是螺杆和机筒的安全系数选的最大，其次的顺序是机筒与减速箱的联结螺栓，机头与机筒的联结螺机筒与减速箱的联结螺栓，机头与机筒的联结螺机筒与减速箱的联结螺栓，机头与机筒的联结螺机筒与减速箱的联结螺栓，机头与机筒的联结螺栓，而安全销或安全键的安全系数则为最小栓，而安全销或安全键的安全系数则为最小栓，而安全销或安全键的安全系数则为最小栓，而安全销或安全键的安全系数则为最小。1313
