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CN1788979A - 用于双螺杆挤出机的驱动装置 - Google Patents

用于双螺杆挤出机的驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于双螺杆挤出机的驱动装置，它具有至少一个用于一个马达(16，30)的驱动输入和至少一个减速器级以及一个用于驱动双螺杆挤出机第一螺杆轴(2)的第一输出轴(60)和至少两个用于使功率从第一输出轴(60)分支到第二输出轴(84)的用于驱动一个第二螺杆轴(4)的分支轴(62，64)，其中所述驱动装置的旋转元件支承在滑动轴承(101)里面。

Description

用于双螺杆挤出机的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1特征所述的用于双螺杆挤出机的驱动装置。
背景技术
用于挤出塑料或其它材料的挤出机对于其挤出机轴需要非常高的驱动功率。所述挤出机轴通常与其形状无关地称为螺杆轴。这些螺杆轴可以根据实施例以相同的转向或相反的转向旋转。已知对于双螺杆挤出机的减速器使用所谓的功率分配减速器，在该功率分配减速器中驱动功率被分配在多个功率分支上，由此使单个减速器元件不会太大。这种驱动装置的轴支承在滚动轴承上。由DE 197 36 549 C2已知一种这样的用于双螺杆挤出机的减速器，它具有一个功率分配减速器。
滚动轴承具有一个有限的使用寿命并且有时在计算的使用寿命之前提前失效。未计划的停机对于较大的设备导致明显的经济损失。
发明内容
本发明的目的是，实现一种具有更大的运行可靠性的双螺杆挤出机的驱动装置。
这个目的通过权利要求1的特征得以实现。
通过按照本发明减速器轴的滑动轴承以有利的方式给出一个无磨损的具有无限使用寿命的轴承。
按照本发明的滑动支承的轴也可以以较大的尺寸有利地不受转速界限限制地运行。
为了在负荷下或者低转速时启动可以特别有利地设有一个静压的支承。
附图说明
下面借助于附图中的一个优选的实施例作为示例描述本发明。附图以不同的比例尺示出：
图1简示出一个按照本发明的驱动装置，其具有一个电动的主马达和一个电动的辅助马达，
图2透示地示出一个行星减速器的输出轴和一个与其平行的第二输出轴，
图3是图2的减速器部件的侧视图，图中示出加入的作用力方向箭头，
图4示出从挤出机的螺杆轴向减速器方向看去的减速器端面视图，
图5示出一个按照本发明滑动支承的轴的截面图。
具体实施方式
在附图中示例地示出的挤出机驱动装置用于驱动一个双螺杆挤出机，其中只示出两个相互平行设置的螺杆轴2和4，它们两个以相同的旋转方向6驱动。该挤出机驱动装置包括一个行星减速器装置8和一个后置于它的功率分配减速器10。所述行星减速器装置8包括最好两个轴向前后设置的行星减速器级12和14。一个电动的主马达16最好通过一个转矩安全离合器18、一个单级的圆柱齿轮减速器与两个齿轮19和20连接并且一个齿轮离合器21以这个顺序与第一行星减速器级12的太阳轮22符合驱动地连接。按照一个变化的实施例所述马达16可以如图1虚线所示并配有标记16’，与太阳轮22同轴地设置并且无需单级圆柱齿轮减速器19，20地与该太阳轮符合驱动地连接。所述太阳轮22可以通过一个制动器24制动，该制动器设置在第二齿轮25的一个轴25的自由外端上。所述马达16’也可以有选择地通过另一行星减速器级与太阳轮22连接。
一个电动的辅助马达30在其功率并由此在其输出转速方面可以无级地调节并且最好比主马达16具有一个更小的功率容量，该辅助马达可以通过一个转矩安全离合器32和一个单级的圆柱齿轮减速器与齿轮34，35和36、与第一行星减速器级12的一个可旋转地设置的空心齿轮40的外齿38符合驱动地连接。
所述辅助马达30也可以分级地调节或者无调节地构成。
所述第一行星减速器级12的一个可旋转地设置的行星支架42支承行星齿轮43，它一方面与太阳轮22的一个外齿啮合另一方面与空心齿轮40的一个内齿44啮合。
所述第一行星减速器级12的行星支架42通过一个齿轮离合器46与一个轴向设置在其旁边的第二行星减速器级14的太阳轮50连接。该第二行星减速器级14具有一个不可旋转设置的空心齿轮52和一个可旋转地设置的行星支架54，它支承行星齿轮56，它们一方面与太阳轮50的一个外齿啮合另一方面与空心齿轮52的一个内齿啮合。
所述第一行星减速器级12的空心齿轮40通过一个制动器33或者一个止回器制动，它在传动线路中设置在其与辅助马达30之间，最好设置在由辅助马达30驱动的第一齿轮34的一个轴37的自由外端上。
一个行星减速器输出轴60与两个行星减速器级12和14的太阳轮和行星支架同轴地并且也与一个螺杆轴2同轴地设置。这个行星减速器输出轴60可以多件式地或者最好整体式地构成并且在其驱动端通过一个离合器62不可扭转地且轴向固定地与一个螺杆轴2连接。
所述行星减速器输出轴60也可以直接通过第一行星减速器级12驱动。因此该行星减速器装置8只由一个行星减速器级构成。
所述功率分配减速器10包括两个(或多个)与行星减速器输出轴60平行设置的分支轴62和64，其靠近行星减速器装置8的端部段分别与一个齿轮63或65不可扭转地连接，这些齿轮具有相同的直径并且配有相同齿数的斜啮合齿66及67并且与一个中心齿轮70的对应的斜啮合齿68啮合，该中心齿轮不可扭转地设置在行星减速器输出轴60上。所述中心齿轮70与齿轮63和65构成一个从行星减速器输出轴60到分支轴62和64的功率分支。
与行星减速器装置8更加远离的分支轴62和64的端部段分别与一个齿轮73及75不可扭转地连接，它们分别具有相同的直径和最好相同齿数的斜啮合外齿环76及77。这些齿轮73和75与一个齿轮80啮合，它具有一个相应的斜啮合外齿78并且与一个第二输出轴84不可扭转地连接。所述齿轮73，75和80在分支轴62和64的远端上构成一个从两个分支轴62和64到挤出机驱动装置的第二输出轴84的功率总计。这个第二输出轴84平行于行星减速器输出轴60且轴向与第二螺杆轴4错开地设置并且在其与第二行星减速器级14远离的端部上通过一个离合器86与第二螺杆轴4不可扭转且轴向固定地连接。
为了在图1中看出两个分支轴62和64和其齿轮，它们在一个公共的平面中打开地示出，而它们实际上不与行星减速器输出轴60位于一个公共的平面里面，由此使两个齿轮73和75在分支轴62和64的远端上与公共的齿轮80啮合，如同在图1中通过一个箭头82示出的那样并且在图2中相应正确地示出实际情况。
因此所述螺杆轴2和4的旋转方向6也对应于两个输出轴60和84的旋转方向6。
一个螺杆轴2的轴向推力通过行星减速器输出轴60传递到一个轴向推力轴承88上并从这个轴承传递到一个减速器外壳部件90。所述轴向推力轴承88位于功率分支63，65，79的主动齿轮70与第二行星减速器级14的行星支架54之间。
所述第二螺杆轴4的轴向推力通过第二输出轴84传递到一个第二轴向推力轴承92上并从这个轴承同样传递到一个减速器外壳94上。该第二轴向推力轴承92在轴60，62和64旁边位于功率分支的齿轮63，65，70与分支轴62和64的功率总计的齿轮73，75，80之间的一个中间空间里面。所述轴向推力轴承88和92的地点具有特殊意义，如果考虑到，在一个这样的减速器中要传递15000kW的功率和700000Nm的转矩，两个输出轴60和84的中间距离只允许为300mm，要对应于螺杆轴2和4的同样小的中间距离。
由此这样选择功率分配减速器10的斜啮合齿，使得尽管由于被动的齿轮63和65的斜啮合齿作用于其功率分支的主动齿轮70上的轴向力F63和F65在同一方向上如同一个螺杆轴2的轴向推力那样指向这一个轴向推力轴承88，然而由于主动的齿轮73和75的斜啮合齿作用于由其驱动的功率总计的齿轮78上的轴向力F73和F75相反于另一螺杆轴4的轴向推力方向指向并且由此部分地补偿这另一螺杆轴4的轴向力，因此一个所产生的更微小的轴向力作用于第二输出轴84的与此相关的另一轴向推力轴承92上，该轴向力小于通过行星减速器输出轴60作用于其附属的一个轴向推力轴承88上的作用力。由此考虑到，对于第二输出轴84的轴向推力轴承92比对于一个行星减速器输出轴60的一个轴向推力轴承88具有更小的空间供使用。在分支轴62和64内部其齿轮63和73或者65和75的轴向力相向地指向，因此它们相互抵消并且在这些分支轴62和64中不产生所引起的轴向力。在图3中在齿轮63，65，73和75中产生的圆周力分别以96表示。这些齿轮63，65，73和75的斜啮合齿的倾斜走向分别通过一个在其中倾斜的虚线表示，它以与从属的斜啮合齿66，67，68，76，77和78相同的附图标记表示。
在图3中只简示出行星减速器输出轴60的轴向推力轴承88。此外注意到，在图3中只是为了更好地理解作用力特性以与行星减速器输出轴60相同的平面示出分支轴62和64和第二输出轴84，但是在实际上围绕其圆周对应于图2分布地设置。
当然代替斜啮合齿也可以采用直啮合齿。
如同图1中的箭头6所示，两个行星减速器级12和14的太阳轮22和50以与螺杆轴2和4相同的旋转方向旋转。
在图1中所示的位置上优选采用的转矩安全离合器18和32的结构具有优点，即，用于操纵所需的压力空气可以从轴17或37的自由进入的端部输送到这些离合器，这些轴通过安全离合器18或32与马达16或30连接。
一个在图1中简示出的电子调节装置100根据所需的螺杆轴2和4的运行方式调节和控制功率并由此也调节和控制可调节的辅助马达30的转速并用于断开和接通主马达16和制动器24和33。
此外本发明的另一实施例可以是，但是不受此局限：所述主马达16或16’可以是一个就其输出功率和转速来说可调节的马达，最好是电动机。在这种情况下所述螺杆轴2和4的转速可以通过主马达16或16’无级地或有级地调节并由此调节到一个零与一个对应于主马达最高转速的最高值之间的任意数值，例如在所述的从零至150U/min或者从50U/min至150U/min的范围内。如果对于这个变化的实施例所述辅助马达30不被调节或者是一个不可调节的马达，则通过接通两个马达，作为示例输出的最高转速同样可以达到200U/min。
所述示例性示出的驱动装置的最简单的实施例由一个行星减速器级组成，它具有一个用于一个马达16，30的驱动输入以及一个用于第一螺杆轴2和至少两个分支轴62，64的第一输出轴60，分支轴的功率由第一输出轴60分支并且相加到一个第二输出轴84用于驱动第二螺杆轴。
本发明的核心是，一个双螺杆挤出机驱动装置的传递转矩的、或者说本身旋转的元件支承在滑动轴承里面。
在图5中示例性地示出所述分支轴62在齿轮73处的滑动轴承。在齿轮73两侧设有滑动轴承101。为了静压地支承滑动轴承101可以采用一个液压的压力发生器102，它负责通过油管103为滑动轴承101提供润滑剂。特别有利的是在具有或没有负载地启动挤出机时以及在挤出机以低速运行时接通静压的升高，在那里滑动轴承101的液力润滑不会导致单纯的液体摩擦。
根据结构和与此相关的转速足以只是静压地支承低速运行的滑动轴承。这最好是在输出部位的滑动轴承，如在输出轴和/或分支轴上。
按照本发明在滑动轴承101中支承作为传递转矩的元件的行星支架42，54、行星齿轮43，56、可旋转的空心齿轮40、输出轴60，84以及分支轴62，64。
所述太阳轮22，50最好浮动地支承在行星齿轮43，56之间。如果对于一个实施例不存在行星齿轮，则对于太阳轮22，50也设置滑动轴承101。
如果马达16，30通过圆柱齿轮减速器或者其它的行星减速器嵌入行星减速器装置8，则也滑动支承它的减速器轴。特别有利的是，也在滑动轴承中支承驱动马达的马达轴16，30。
为了在其它轴或驱动元件上承受轴向力可以设有轴向滑动轴承或组合的轴向-径向-滑动轴承。
在另一实施例中，所述行星减速器装置8通过一个圆柱齿轮减速器替换，它的轴对应于上述示例支承在滑动轴承里面。可以设有一个或多个增速级或减速级并且根据需要设有静压的支承。为了实现不同的驱动转速可以设有一个在不同的增速级或减速级中接通的圆柱齿轮减速器或者一个转速可调节的驱动马达。
所述输出如同上述实施例一样通过一个功率分配减速器分支到一个第二驱动轴。

Claims (8)

1.一种用于双螺杆挤出机的驱动装置，其具有至少一个用于一个马达(16，30)的驱动输入和至少一个减速器级以及一个用于驱动双螺杆挤出机的第一螺杆轴(2)的第一输出轴(60)和至少两个用于使功率从第一输出轴(60)分支到一个第二输出轴(84)的用于驱动一个第二螺杆轴(4)的分支轴(62，64)，其特征在于，所述驱动装置的旋转元件支承在滑动轴承(101)里面。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述减速器级由具有至少一个行星级的行星减速器构成。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，在至少一个行星减速器级(12，14)上设有另一驱动输入，在其上耦联另一马达(16，30)。
4.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述另外的马达(16，30)在其功率和/或转速方面是可调节的。
5.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述减速器级由圆柱齿轮减速器构成。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述圆柱齿轮减速器可以连接在不同的增速-/减速级里面。
7.如上述权利要求中任一项所述的驱动装置，其特征在于，在至少一个马达(16，30)与一个驱动输入之间设置一个端面齿轮减速级和/或一个行星减速器级。
8.如上述权利要求中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述缓慢运行的轴的滑动轴承(101)静压地支承。
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