注塑机传动系统设计

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industry workers with cogwheels machinery

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，完成挤出过程。

一． 传动系统设计的基本问题

1．选择传动特性---使传动系统的工作特性满足挤出机的工作特性

2．确定功率大小

3．确定转速范围

4．选择调速机构

5．选择减速机构

6．布置止推轴承

考虑传动系统的安全保护

二． 挤出机的工作特性

所谓挤出机的工作特性，是指螺杆的转速和驱动功率与扭矩之间的关系。

工作特性分两种：

恒功率特性和恒扭矩特性。

挤出机的工作特性是恒扭矩特性。即：随螺杆转速的增加，而其扭矩基本保持不变。

因此，为适应挤出机的这种特性，传动系统设计时，应尽可能符合挤出机的这种工作特性。

三．传动功率的确定

传动功率的确定，有以下的几种方法：

1．按粘性流体理论计算功率

N总=KN=9.81×10-5Nη 千瓦

其中：

N总——挤出机的驱动功率

N——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）

K——系数，随物料不同而异

η——有效系数，由经验确定，一般取2-2.5

2．经验公式

（1）热喂料 N=KD2n

K——由实际测定的常数，对橡胶挤出机（压型：K=2.95×10-3 滤胶：K=3.65×10-3）

带旁压辊的挤出机，功率增加10%

（2）冷喂料：N=D3×L/D×N×K×10-5 KW

K——系数，5.52-6.73

3．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确定所设计的挤出机的功率。

四． 确定转速范围

根据挤出的工艺要求，螺杆转速在一定范围内应可调，并且尽可能实现无级调速。对于大多数挤出机来说，其调速范围在1-10之间。橡胶挤出机多在1-3之间，塑料挤出机要求的范围要大一些。

五．选择调速方式

1．调速方式的选择，应考虑以下几个方面：

（1）其工作特性是否符合挤出机的恒扭矩工作特性

（2）是否满足调速范围

（3）是否有足够的传动功率

（4）制造成本是否合适——经济性要求。

2．常用的调速方式

（1）齿轮箱有级调速

多用于普通的橡胶热喂料挤出机，成本低。

（2）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，调速范围，起动性等运转性能比较合适，价格也相对较低，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。

（3）直流电机无级调速

这种方式目前在挤出机中已普遍采用，并已取代整流子惦记各项性能优异，但成本相对高一些。

（4）滑差电机——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，但体积较大。

（5）变频调速电机

使用普通交流电机或使用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。

六．选择减速方式

常用的减速方式有以下几种：

1．圆柱渐开线齿轮减速器——常用（普通）

2．硬齿面圆弧齿轮减速器——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。

3．其他减速器：行星齿轮，行星摆线，二次包洛蜗轮蜗杆减速器等

七．安全保护装置

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、螺杆、机头、电机等

其形式有电器保护和机械保护两种。

电器保护——过载保护器 （快速熔断器 过流继电器）

机械保护——安全销或安全键，在过载时，首先剪断销或键，起到保护作用。

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，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栓，而安全销或安全键的安全系数则为最小。