1. 研究目的与意义
目前,双螺杆挤出造粒机仍然多以机械式定轴式减速箱来传递动力,但由于结构空间所限,难以实现高扭矩系数的工作要求,对实际的加工生产效率有较大影响,因而研发一种高扭矩系数的双螺杆挤出造粒机具有广阔的应用前景。
因为双螺杆挤出机两根螺杆的中心距限制了两根输出轴上驱动齿轮的大小,所以怎样能够使两根输出轴上的齿轮具有足够的强度而且受力均匀是该系统设计的关键问题之一。整台机器的正常运转直接的受到传动系统结构设计好坏的影响。在我国的企业中,尤其是中小型企业,因为在技术理论方面上的资料甚少,而且是把一些传统的机械设计、优化的理念应用到双螺杆挤出机传动系统的设计中,至此导致机器的报废率很高。如果能结合双螺杆挤出机的性能来优化改进传动系统,那么技术人员可以更高质量的来设计传动系统,从而降低报废率,增加企业价值,提高竞争力。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:
1.研发一种高扭矩系数的双螺杆挤出造粒机的传动系统能够使两根输出轴上的齿轮具有足够的强度而且受力均匀;
2.如何在小中心距传动箱中尽可能提升扭矩;
3. 国内外研究现状(文献综述)
在科研领域,在19世纪70年代末,根据分析结构的相对运动机理,科学家M.L.Booy首次提出了双螺杆挤出机的螺杆运动几何学,为以后的双螺杆挤出机生产提供了理论基础4。随着学者以及设计人员的不断研究与探索,使得双螺杆挤出机理论得到了长足的发展,为以后的双螺杆挤出机研制奠定了坚实的基础。由于国外学者更关注双螺杆挤出机挤压系统内部材料的流动状态和混合情况,因此在研究螺杆挤出机时,更偏向于对挤出理论的研究,从而很少去关注挤出机机械结构设计方面的改进。1977年,一些学者开始了对双螺杆挤出机的机械系统研究,并对挤出机机械结构进行了系统的分析,并在Polymer Processing News杂志进行刊登。1983年,在双螺杆挤出机兴起的初期,《对于双螺杆挤出机的一个基本理解》在美国权威期刊发表,发表作者为Farrizo Martelli,通过该文章,学者们员开始对双螺杆挤出机产生了浓厚的兴趣,并不断加深对其内部构造的研究。2001年1月和4月,两种双螺杆挤出机试验机模型在美国诞生,该两种机器模型旨在进一步加大对挤出机内部结构的研究力度,并通过对主要的零部件改进来提高双螺杆挤出机的生产效率。随着学者们以及技术人员对双螺杆杆挤出机的研究与创新,双螺杆杆挤出机传动箱的外观造型以及内部结构发生了很大的变化,现如今挤出机生产厂家遍布全球,生产的机型也各种各样。传动箱功率传递方式可分为分离式、三轴式、内齿轮传动以及多齿轮传动等。
大功率、大扭矩、大轴向推力、小中心距齿轮传动箱是大型双螺杆挤出造粒机组的关键部分,其性能的好坏,直接影响挤出造粒机组生产效率和寿命。由于造粒机组中的输出轴的中心距受到双螺杆中心距的限制,中心距不能大,这样就给齿轮其他参数的设计造成很大的困难。为了能实现正常传动,则必须设计特殊的传动形式。目前主要采用分流合流传动方式,实现小中心距大功率、大扭矩传动。
由于存在制造误差和安裝误差,必然造成两路分流合流的功率流不相等及两路传递的扭矩不相同。为了减小两路功率流不相等及两路传递的扭矩不相同的问题,实际中必须采取相应的均载措施,如1500amp; 850HP 减速器采用平衡齿轮出轴支承在靠两条调节螺栓悬挂于弹簧梁上浮动的五金轴瓦上,调节螺栓可以改变平衡齿轮轮的高度,从而改变两条中间轴的载荷,实现分流均载的调节。也可以采用传动齿轮相对于轴的在圆周方向的位置可以微调的结构,以通过齿轮和轴之间相对位置的调整,达到两路功率流及两路传递的扭矩尽可能接近。通过挠性轴的变形也可以自动減轻两个分支载荷不均匀的影响。但是,这种影响程度究竞有多大,作用机理究竟如何则很少有人研究。
4. 研究方案
方案设计:
(1)分析双螺杆挤出机传动系统的各种类型,参考已有机构布局及齿轮、轴、轴承进行研究,根据要求确定其各零部件参数;
(2)对齿轮各参数进行优化,保证中心距、扭矩等基本要素的前提下,提高输出轴转速;(3)应用有限元分析对优化的关键零部件进行强度分析,根据其受力得出的应力云图和位移云图,对结果进行分析研究并改进,以保证各部件薄弱环节满足使用要求。
5. 工作计划
第一周:完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至“毕业设计管理系统”。
第二周:查阅文献资料,撰写开题报告。开题报告经指导老师批阅合格并确认后,开题报告封面用标准模板,上传至“毕业设计管理系统”。
第三周:参考现有资料,确定新型传动设计方案。
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。