Page 61 - 《橡塑技术与装备》2017年16期（8月塑料）

新技术与新产品 张津 等·一种可往复运动的减速机构

便的打开，便于清理、检修 ；螺杆由套在芯轴上的各
种混炼螺块和输送螺块组成。机筒和螺杆可以根据用
户产品种类、工艺要求不同、灵活组成理想的形式。
螺杆元件积木式的排列在芯轴上，机筒内衬套上安排
有三排混炼销钉。随着螺杆的往复运动，销钉与每个
螺块的相对运动呈 ∞ 曲线，当混炼销钉通过螺纹元件
时，产生轴向的物料交换。在螺块旋转一周的过程中，
与螺楞侧边的相对运动产生了对物料的剪切，对螺杆
和机筒在轴向和径向进行另外的清理，这就是往复式
挤出机彻底混合、捏合和自洁作用的基础。这些销钉 1— 减速箱 ； 2— 联接套 ； 3— 往复摆动箱
图 1 试建机结构图
如同一系列搅拌器，使物料实现再分部，中断的螺纹
使物料产生回流，使物料承受连续的剪切、取向、切
要扭矩和转速到减速箱摆动主轴。减速箱主要由一级
割、折叠、拉伸等过程。一部分熔体重新组合，一部
齿轮副、二级齿轮副、减速箱摆动主轴、紧固与缓冲
分熔体再进一步分割，在每个 L/D 中的每个螺槽中，
结构、箱体、润滑系统等部分组成，见图 2。
熔体要经过四次分割。由此可见，往复式挤出机能在
非常短的长径比内实现熔体的有效混合。而且机筒内
表面都被螺纹元件横扫过，没有物流死角，具有很好
的自洁能力、较好地输送效率和稳定均匀的物料停留
时间等。
目前有许多文献及资料对往复运动挤出机组的机
筒、螺杆结构进行详细的介绍，在此不再赘述。本文
主要介绍产生螺杆往复运动的核心 —— 往复运动减速
机构的原理和结构。
1— 一级齿轮副 ； 2— 二级齿轮副 ； 3— 减速箱摆动主轴 ；
4— 紧固与缓冲结构
3 往复运动减速机构的核心 — 齿轮箱 图 2 试建制结构图
和摇摆箱独特设计
摆动主轴上齿轮采用斜齿轮或直齿轮，随着设计
为了实现了螺杆在作旋转运动的同时，进行轴向
的行程在齿轮箱内每周往复运动一次。摆动主轴上的
的往复运动，螺杆每转一周，前后往复运动一次。减
大齿轮工作时，即旋转又在水平方向做往复滑动运动，
速机构的设计成为关键。减速机构由主要减速箱、联
因此设计大齿轮强度计算时即要考虑接触强度与弯曲
接套、往复摆动箱三部分组成。
强度，还要对大齿轮进行胶合强度计算，防止因往复
螺杆与减速机构的输出轴通过联轴器联接，为实
滑动运动产生叠加分力和滑动磨损及产生热量对大齿
现螺杆的功能，减速机构的设计上增加一个自由度 ——
轮强度的影响。大齿轮的材料不仅要有强度要求，还
往复运动，按设计的轨迹和矢量做往复运动。这样减
要满足耐磨性能要求，大齿轮的润滑要进行必要的计
速机构的输出轴 ( 与螺杆联接 ) 即可进行旋转又可进
算，即保证齿轮副的充分润滑，还要保证将大齿轮在
行往复运动，并可依据需求设定往复运动的位移值 A，
啮合与往复滑动产生的热量带走。
减速机构结构见图 1 。
摆动主轴上前后两侧采用高强度的复合铜瓦轴
3.1 减速箱是传递动力的核心，实现输出轴
承，实现主轴的摆动，轴承的径向油隙根据具体工况
需要的扭矩与转速
设计。
减速箱可以实现不同的减速比——实现主机需要
摆动主轴通过紧固与缓冲结构与往复摆动箱的摆
的扭矩和转速，主电机的功率与转速根据负载和工况
动输出轴联接，传递扭矩与转速。
来确定，减速机构设计二级减速齿轮副 1 和 2，其中
减速箱内的齿轮为硬齿面，齿轮表面经渗碳、淬
高速级由几对模块组成，可实现不同速比，将工作需
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2017 第 43 卷 ·39·