【文章內(nèi)容簡介】 槽底 圖31 C型小室模型簡C型區(qū)面積 （一）搓揉段設(shè)計(jì)取螺旋升角φ=6176。，螺距P=,P=E=, e＜E，以梯形中位線處為基準(zhǔn)，可取e=5,剩余寬度e’=牙型角a=28176。，故有牙頂寬a=3, 牙根寬b=7, =52螺槽橫截面面積：，h=8搓揉段一個(gè)C型式體積=(3+5) 4/2=16=(+) 4/2====， （二）加料段設(shè)計(jì)取加料段螺旋升角φ=10176。,P=33mm,牙型不變與搓揉段相同，E=P/2=求加料段一個(gè)C型式體積Vc加一個(gè)螺槽的面積2 求螺桿的最小轉(zhuǎn)速: ，為充滿度此處為果渣與熱水的混合體積量（以水計(jì)算混合料的密度）即=要是處理量能夠滿足需要，必須使工作轉(zhuǎn)速大于或等于最低轉(zhuǎn)速即 N=,取N=50轉(zhuǎn)/分續(xù)（一）搓揉段計(jì)算搓揉段長度L搓,據(jù)試驗(yàn)知需使果渣被搓揉一分鐘，所以有下式： （三） 壓縮段長徑比是一個(gè)重要參量，在一定程度上反映出雙螺桿搓揉機(jī)的規(guī)格機(jī)器性能。我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦的用于一般配料作業(yè)的同向雙螺桿的長徑比為21~33，但最大也可達(dá)70左右。在此我取26，加料段長度一般取全場的10%~25%?，F(xiàn)取 =1560990165=405壓縮段采用漸變式的改變螺距用以對物料的壓縮，螺旋升角由10176。變化到6176。其它參數(shù)同搓揉段（四） 螺桿的軸向推力F1位螺桿端部受到物料靜壓后對螺桿產(chǎn)生的軸向推力，它應(yīng)等于螺桿排料端在垂直于軸線平面內(nèi)一根螺桿端部的投影面與螺桿端部物料壓力的乘積，即 ——螺桿端部物料壓力其中式中 ——嚙合區(qū)所對的中心角——螺桿直徑——槽深嚙合區(qū)的中心角見下面圖所示：圖32 嚙合區(qū)的中心角圖若以表示嚙合區(qū)半角嚙合區(qū)對應(yīng)的中心角則為，所以可計(jì)算得a=42176。取8MPa, =25300（五）螺桿頭和機(jī)筒的設(shè)計(jì) 對軸進(jìn)行校核軸的材料為 2Cr13 。，功率取各部分的總效率為，減速器效率為，故：所以，電機(jī)的功率選，同步轉(zhuǎn)速為1000,型號(hào)為Y90S6轉(zhuǎn)矩按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核，對于實(shí)心軸有如下公式； 軸的直徑軸傳遞的轉(zhuǎn)距軸傳遞的額定功率,. []軸材料許用切應(yīng)力，55MP.系數(shù),取=97.軸的轉(zhuǎn)速，50r/min.對第一根軸進(jìn)行較核：,而周最小處的直徑為。故滿足強(qiáng)度要求。由于第三根軸和第二根軸的最小直徑均大于第一根軸的最小直徑，且它們的轉(zhuǎn)速分別大于、等于第一根軸的轉(zhuǎn)速，所以，它們的強(qiáng)度同樣滿足要求。（六）螺桿頭和機(jī)筒的設(shè)計(jì)當(dāng)選好的螺桿原件裝到芯軸上后，要用螺桿頭將它們擰緊。螺桿頭的設(shè)計(jì)包括其形狀的選擇和它與螺桿元件的壓緊與芯軸的連接。螺桿頭的形狀又錐形的（標(biāo)準(zhǔn)型）、偏心錐形的、還有特殊形狀的。在本設(shè)計(jì)中由于螺桿分段比較簡單股無需設(shè)計(jì)芯軸，同時(shí)也就無需設(shè)計(jì)單獨(dú)的螺桿頭，只將螺桿端部設(shè)計(jì)為錐形即可。由于嚙合同向雙桿搓揉機(jī)的擠壓系統(tǒng)采用組合式，螺桿是組合的，機(jī)筒也是組合的（即機(jī)筒也是由若干段機(jī)筒原件組成的）。機(jī)筒元件的結(jié)構(gòu)形式有：帶有加料口的機(jī)筒元件、帶有側(cè)加料口的機(jī)筒元件、帶有安裝測量熔體壓力和熔體溫度傳感器孔的機(jī)筒元件、帶有排氣口的機(jī)筒元件、帶有加入液體添加劑注入孔的機(jī)筒元件、封閉式機(jī)筒元件以及裝有玻璃視窗的用于可視化試驗(yàn)的機(jī)筒元件。關(guān)于機(jī)筒元件之間的連接與定位。不管機(jī)筒元件為何種外形，當(dāng)兩機(jī)筒連接起來的時(shí)候，它們之間的相對位置的確定及定位非常重要，既要保證各段機(jī)筒上兩孔之間的同軸度；也要防止相鄰機(jī)筒段在圓周方向相互轉(zhuǎn)動(dòng)；還要保證連接端面嚴(yán)密接觸，以防止物料從端面泄露出來。這些都是靠設(shè)計(jì)機(jī)筒元件時(shí)確定的尺寸精度和行為公差以及機(jī)械工來保證的。通常采用的定位方法是在兩個(gè)機(jī)筒元件之間設(shè)兩個(gè)定位銷。（七）螺桿頭和機(jī)筒的設(shè)計(jì)由于嚙合同向雙桿搓揉機(jī)的擠壓系統(tǒng)采用組合式，螺桿是組合的，機(jī)筒也是組合的（即機(jī)筒也是由若干段機(jī)筒原件組成的）。機(jī)筒元件的結(jié)構(gòu)形式有：帶有加料口的機(jī)筒元件、帶有側(cè)加料口的機(jī)筒元件、帶有安裝測量熔體壓力和熔體溫度傳感器孔的機(jī)筒元件、帶有排氣口的機(jī)筒元件、帶有加入液體添加劑注入孔的機(jī)筒元件、封閉式機(jī)筒元件以及裝有玻璃視窗的用于可視化試驗(yàn)的機(jī)筒元件。關(guān)于機(jī)筒元件之間的連接與定位。不管機(jī)筒元件為何種外形，當(dāng)兩機(jī)筒連接起來的時(shí)候，它們之間的相對位置的確定及定位非常重要，既要保證各段機(jī)筒上兩孔之間的同軸度；也要防止相鄰機(jī)筒段在圓周方向相互轉(zhuǎn)動(dòng)；還要保證連接端面嚴(yán)密接觸，以防止物料從端面泄露出來。這些都是靠設(shè)計(jì)機(jī)筒元件時(shí)確定的尺寸精度和行為公差以及機(jī)械工來保證的。通常采用的定位方法是在兩個(gè)機(jī)筒元件之間設(shè)兩個(gè)定位銷。雙螺桿搓揉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)雙螺桿搓揉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)是雙螺桿搓揉機(jī)的重要組成部分。雙螺桿搓揉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是在設(shè)定的工藝條件下，向兩根螺桿提供合適的轉(zhuǎn)速范圍、穩(wěn)定而均勻的轉(zhuǎn)速、足夠而且均勻相等的扭矩（功率），并能承受完成擠出過程產(chǎn)生的巨大的螺桿軸向力。雙螺桿搓揉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要由:驅(qū)動(dòng)電機(jī)（聯(lián)軸器）、齒輪箱（包括扭矩分配系統(tǒng)和減速部分）等組成。電機(jī)的選擇：雙螺桿搓揉機(jī)中常用的電機(jī)有直流電機(jī)、交流變頻調(diào)速電機(jī)、滑差電機(jī)、整流子電機(jī)等。其中以直流電機(jī)和交流變頻調(diào)速電機(jī)用的最多。交流變頻調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)。所用電機(jī)有專用變頻電機(jī)，也可用三相異步電機(jī)代替，在我們這個(gè)設(shè)計(jì)中就采用三相異步電機(jī)。，功率取各部分的總效率為，減速器效率為，故：所以，電機(jī)的功率選，同步轉(zhuǎn)速為1000,型號(hào)為Y90S6雙螺桿搓揉機(jī)的傳動(dòng)箱由兩大部分組成及減速部分和扭矩分配部分組成。這兩部分的扭矩雖然不同，但他們緊密聯(lián)系，有時(shí)還相互制約。根據(jù)目前流行的結(jié)構(gòu)看，其設(shè)計(jì)布置大致有兩種方案，一種是將減速部分和扭矩分配部分很明顯的分開，即所謂分離式；另一種是將二者和在一起。下面將重點(diǎn)討論平行雙螺桿搓揉機(jī)傳動(dòng)部分和扭矩分配部分的典型布置范例。圖33所示為減速部分和扭矩分配部分明顯分開的示意圖。如圖所示右邊是減速部分，左邊是扭矩分配部分，各自獨(dú)立成體系，中間用連接套（花鍵）連接起來。這種布置方式有可能采用標(biāo)準(zhǔn)減速器，因而簡化了扭矩分配部分的設(shè)計(jì)制造工作量，但占用空間體積較大。圖33 減速部分和扭矩分配示意圖 實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的各種方案在雙螺桿搓揉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，追求的目標(biāo)總的說來是在實(shí)現(xiàn)規(guī)定的螺桿轉(zhuǎn)速（范圍）、螺桿旋轉(zhuǎn)方向、扭矩均勻分配、軸承合理布置的前提下，通過傳動(dòng)方案的確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采取措施，降低齒輪載荷，抵消或減小傳動(dòng)齒輪的徑向載荷，傳遞更大的功率（扭矩）和軸向力，提高軸承的壽命，裝配維修方便。設(shè)計(jì)加工的難點(diǎn)螺桿中心距限定的狹小空間。因而必須調(diào)動(dòng)一切可能的手段，尋找特殊的結(jié)構(gòu)形式、材料和熱處理工藝來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。下面介紹部分傳動(dòng)方案和結(jié)構(gòu)。 1. 采用內(nèi)齒傳動(dòng)這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，嚙合齒輪對的重疊系數(shù)大；又因是內(nèi)齒嚙合，故相對承載能力大；如果設(shè)計(jì)合理，制造精度達(dá)到要求，能較好的保證兩根螺桿同步運(yùn)行。但內(nèi)齒磨削比較困難，尤其是斜內(nèi)齒就更難。 2. 采用雙嚙合齒輪傳動(dòng)所謂雙嚙合齒輪傳動(dòng)是指由一個(gè)齒輪帶動(dòng)兩個(gè)齒輪或由兩個(gè)齒輪同時(shí)帶動(dòng)一個(gè)齒輪如果傳遞的總扭矩不變，若雙嚙合齒輪傳動(dòng)，則各對嚙合齒輪傳遞的扭矩，為單嚙合齒輪傳遞的扭矩的一半，因而同時(shí)與兩個(gè)齒輪嚙合的那一個(gè)齒輪上每對嚙合齒所受的圓周力可減少一半，徑向力可部分抵消或全部抵消。這樣就可以是齒輪、軸、軸承的受力大大減小，在兩螺桿中心距較小的情況下，仍能滿足強(qiáng)度需要，保證使用壽命。下圖為雙嚙合齒輪傳動(dòng)簡圖：圖34 雙嚙合齒輪傳動(dòng)簡圖（左，中）非對稱布置的雙嚙合齒輪傳動(dòng)簡圖34 （右）對稱布置的雙嚙合齒輪傳動(dòng)簡圖1——主動(dòng)2——從動(dòng)本設(shè)計(jì)中將采用上圖中的對稱布置，下面將對傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)： 傳動(dòng)部分齒輪設(shè)計(jì)小齒輪材料40Gr調(diào)制，硬度280HBS，精度等級(jí)7級(jí)，大齒輪45鋼（調(diào)制），硬度240HBS。要使1軸和2軸同向旋轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速相同則，選取螺旋角。初選，取則1. 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：（1）試選（2）選取區(qū)域系數(shù)=（3）由圖1026查得，（4）許用接觸應(yīng)力（5）=1355 （6） 由表選取齒面寬系數(shù)（7）由表查的材料的強(qiáng)度影響系數(shù)（8）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度（9）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。壽命十年，每天工作8小時(shí)，每月30天，一年工作6個(gè)月。查得接觸疲勞壽命系數(shù) ，（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率1%安全系數(shù) 2）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得（1）（2）計(jì)算圓周速度（3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)b= ,= , （4）計(jì)算縱向重合度=（5）計(jì)算載荷系數(shù)，經(jīng)計(jì)算得, =(6) 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑（7）計(jì)算模數(shù)2. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定參數(shù)（1）計(jì)算載荷系數(shù)，（2）據(jù)縱向重合度，查的螺旋角影響系數(shù)（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)==（4）查取齒形系數(shù)，由表查得=，=查取應(yīng)力校正系數(shù)，查表得=，=（5）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限（6）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=，=（7）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=， （8）計(jì)算小齒輪的并加以比較==經(jīng)比較大齒輪的數(shù)值大，以大齒輪的數(shù)值為準(zhǔn)進(jìn)行以下的設(shè)計(jì)計(jì)算2）設(shè)計(jì)計(jì)算=對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所的法面模數(shù)，取=3，為了同時(shí)滿足接觸疲勞