許晶，吳俊功

(大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧 大連 116300)

一種新型雙驅(qū)動傳動裝置在開煉機上的應(yīng)用

Application of a new type of dual drive transmission unit for open mill

許晶，吳俊功

(大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧 大連 116300)

一種應(yīng)用在開煉機上的新型雙驅(qū)動傳動裝置，其中兩個傳動裝置中變頻主電機分別驅(qū)動前、后輥筒，可實現(xiàn)開煉機前、后兩個輥筒的任意轉(zhuǎn)速、任意速比的要求，以滿足開煉機不同煉膠工藝；同時兩個傳動裝置分別套在前、后輥筒的兩端，減速器的輸出軸是空心軸，與輥筒之間采用剛性直連，機組的結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

開煉機；雙驅(qū)動；傳動裝置；萬向聯(lián)軸器；安全制動器

開煉機是輪胎等橡膠制品生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，主要用于膠料的熱煉、混煉及生膠的塑煉。目前開煉機正朝著占地面積少、高效、節(jié)能、自動化程度高等方面發(fā)展，這對開煉機尤其是傳動裝置的設(shè)計提出更高的要求。

傳統(tǒng)開煉機分單電機驅(qū)動和雙電機驅(qū)動兩種形式，但無論是單電機還是雙電機驅(qū)動，減速器都是通過萬向聯(lián)軸器帶動前、后輥筒旋轉(zhuǎn)。由于受主電機及減速箱布局和萬向聯(lián)軸器軸向尺寸大等限制，開煉機的總體占地面積很大，而且機組的精度、效率等都有待提高。圖1（a）、（b）分別為單、雙電機驅(qū)動的660開煉機外形俯視圖。

圖1 開煉機示意圖

1 新型雙驅(qū)動開煉機布局

為滿足特殊用戶的需求，提高開煉機整機質(zhì)量和精度、有效解決占地面積問題，我們開發(fā)了新型雙驅(qū)動兩輥開煉機。

該機組主要由機體、前后輥筒、傳動裝置、底座機體等部分組成。雙傳動裝置中的變頻主電機分別驅(qū)動前、后輥筒，可實現(xiàn)開煉機的前、后兩個輥筒的任意轉(zhuǎn)速、任意速比的要求；同時兩個傳動裝置分別套在前、后輥筒的兩端，其中減速器輸出軸為空心軸，直接套在前、后輥筒傳動端上，分別對前后輥筒進行驅(qū)動，使兩輥筒均具有無極變速功能。工作時兩個相向回轉(zhuǎn)的輥筒，通過摩擦力的作用，將堆放在輥筒工作面上的膠料拉入到兩個輥筒之間的縫隙當中，并在這個區(qū)域內(nèi)受到強烈的擠壓和剪切，兩輥筒的線速度和速比在設(shè)定的范圍內(nèi)可任意調(diào)整，用以滿足不同膠料的加工工藝要求。機組的結(jié)構(gòu)緊湊，具有占地面積少、高效、節(jié)能等優(yōu)點，該機組無論在使用性能還是外觀尺寸方面與老機型相比都有較大的改進，如圖2所示。

圖2 雙驅(qū)動新型開煉機外形圖

2 新型雙驅(qū)動傳動裝置的基本結(jié)構(gòu)

如圖2，新型雙驅(qū)動兩輥開煉機的機體、前后輥筒、底座等部分布局與傳統(tǒng)形式變化不大，變化的關(guān)鍵部分是傳動裝置（即傳統(tǒng)開煉機的減速器部分），因此傳動裝置設(shè)計與布局是本機組的創(chuàng)新點。傳動裝置主要由變頻主電機及調(diào)整裝置、皮帶裝置、減速器及潤滑系統(tǒng)、安全制動器等部分組成。其中主電機與減速箱平行安裝，通過同步皮帶輪與減速器輸入軸相連；減速器與輥筒之間取消萬向聯(lián)軸器，采用空心輸出軸形式，直接套在輥筒傳動端上，使兩輥筒均具有無級變速功能，以下是主要部件功能簡介，見圖3。

2.1 變頻主電機及調(diào)整裝置

主電機采用變頻電機，通過調(diào)整裝置將其平行安裝在減速器上面。調(diào)整裝置可以實現(xiàn)主電機垂直和水平方向的任意位置調(diào)整；主電機與減速箱之間，通過同步皮帶輪與減速器輸入軸相連，調(diào)整裝置也可調(diào)整同步帶傳動的預(yù)緊力。

圖3 傳動裝置結(jié)構(gòu)圖

調(diào)整裝置的調(diào)整十分方便、快捷，電機的垂直方向位移可通過底座上的細牙螺柱、螺母實現(xiàn)；而水平方向的位移可通過固定于電機底板四周的螺栓、螺母實現(xiàn)。同時，可以調(diào)整皮帶傳動的預(yù)緊力。采用螺柱（螺栓）、螺母進行位置調(diào)整，可以產(chǎn)生微小的位移量，從而實現(xiàn)電動機的精準定位，見圖4。

2.2 皮帶裝置

皮帶裝置由兩個皮帶輪和同步帶組成。皮帶輪可實現(xiàn)i=1.5的減速比，將主電機的輸出扭矩水平傳遞到減速器的輸入軸。兩個皮帶輪設(shè)計時采用漲緊套結(jié)構(gòu)，可以分別安裝在主電機和減速器的輸出軸上，拆裝十分方便。優(yōu)質(zhì)的同步帶可以避免普通皮帶傳動的“掉轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，使傳遞的轉(zhuǎn)速更加精確。皮帶的漲緊力通過調(diào)整裝置來調(diào)整，操作比較方便。

2.3 減速器及潤滑

減速器為焊接箱體，由一對錐齒輪副和兩對平行軸齒輪副減速來滿足輥筒的轉(zhuǎn)速要求。減速器內(nèi)全部齒輪采用優(yōu)質(zhì)的低碳合金鋼，滲碳淬火磨齒，精度5級，并對各對齒輪副進行修形處理，軸承選用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)或進口。減速器的輸出軸為空心軸，直接套在輥筒傳動端上，使兩輥筒均具有無級變速功能；兩個減速器分別與前后輥筒直連，可實現(xiàn)任意速比的要求；減速器的水平布局能保證機組的穩(wěn)定性，尤其是可以降低機組的振動和噪音。另外高速級錐齒輪實現(xiàn)了90?轉(zhuǎn)向的功能，使布局更加合理、緊湊。硬齒面減速器，具有承載能力高,外型尺寸小,噪聲低等優(yōu)點，見圖5。

圖4 主電機調(diào)整裝置視圖

減速器有獨立的潤滑電機及泵，有過濾器、冷卻器、壓力表與溫度表等電儀原件，用來保證減速器的正常運行；同時減速器潤滑系統(tǒng)掛在箱體上，節(jié)省空間。

2.4 安全制動

本機組符合開煉機新的安全標準，高速軸聯(lián)軸器上安裝“安全蝶式彈簧制動器”，經(jīng)過精確計算與實驗驗證，能保證主電機停電時立即制動，制動時兩個輥筒的慣性轉(zhuǎn)角小于60?，保證操作人員的安全。

3 結(jié)束語

變頻主電機經(jīng)過同步皮帶輪和減速器減速后分別與前、后兩個輥筒相聯(lián)，兩個輥筒線速度和速比可任意調(diào)整，滿足開煉機不同煉膠工藝；同時兩個減速器與兩個輥筒之間取消了萬向聯(lián)軸器，改為直聯(lián)形式。新型雙驅(qū)動兩輥開煉機，操作方便，性能優(yōu)越，節(jié)省空間。該機組的研制開發(fā)填補了我國在該領(lǐng)域的空白，為我國的開煉機產(chǎn)品增加了新的系列，為滿足高端產(chǎn)品提供了強有力的基礎(chǔ)保障。

圖5 減速器結(jié)構(gòu)圖

（R-03)

TQ330.63

1009-797X(2016)07-0035-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.07.009

許晶（1986-），女，工程師，畢業(yè)于大連交通大學(xué)機械工程及自動化專業(yè)，主要從事傳動裝置的設(shè)計與研發(fā)工作。

2015-10-19