一种新型双驱动传动装置在开炼机上的应用

许晶，吴俊功

(大连橡胶塑料机械有限公司，辽宁 大连 116300)

一种新型双驱动传动装置在开炼机上的应用

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

许晶，吴俊功

(大连橡胶塑料机械有限公司，辽宁 大连 116300)

一种应用在开炼机上的新型双驱动传动装置，其中两个传动装置中变频主电机分别驱动前、后辊筒，可实现开炼机前、后两个辊筒的任意转速、任意速比的要求，以满足开炼机不同炼胶工艺；同时两个传动装置分别套在前、后辊筒的两端，减速器的输出轴是空心轴，与辊筒之间采用刚性直连，机组的结构紧凑，占地面积小。

开炼机；双驱动；传动装置；万向联轴器；安全制动器

开炼机是轮胎等橡胶制品生产中的重要设备之一，主要用于胶料的热炼、混炼及生胶的塑炼。目前开炼机正朝着占地面积少、高效、节能、自动化程度高等方面发展，这对开炼机尤其是传动装置的设计提出更高的要求。

传统开炼机分单电机驱动和双电机驱动两种形式，但无论是单电机还是双电机驱动，减速器都是通过万向联轴器带动前、后辊筒旋转。由于受主电机及减速箱布局和万向联轴器轴向尺寸大等限制，开炼机的总体占地面积很大，而且机组的精度、效率等都有待提高。图1（a）、（b）分别为单、双电机驱动的660开炼机外形俯视图。

图1 开炼机示意图

1 新型双驱动开炼机布局

为满足特殊用户的需求，提高开炼机整机质量和精度、有效解决占地面积问题，我们开发了新型双驱动两辊开炼机。

该机组主要由机体、前后辊筒、传动装置、底座机体等部分组成。双传动装置中的变频主电机分别驱动前、后辊筒，可实现开炼机的前、后两个辊筒的任意转速、任意速比的要求；同时两个传动装置分别套在前、后辊筒的两端，其中减速器输出轴为空心轴，直接套在前、后辊筒传动端上，分别对前后辊筒进行驱动，使两辊筒均具有无极变速功能。工作时两个相向回转的辊筒，通过摩擦力的作用，将堆放在辊筒工作面上的胶料拉入到两个辊筒之间的缝隙当中，并在这个区域内受到强烈的挤压和剪切，两辊筒的线速度和速比在设定的范围内可任意调整，用以满足不同胶料的加工工艺要求。机组的结构紧凑，具有占地面积少、高效、节能等优点，该机组无论在使用性能还是外观尺寸方面与老机型相比都有较大的改进，如图2所示。

图2 双驱动新型开炼机外形图

2 新型双驱动传动装置的基本结构

如图2，新型双驱动两辊开炼机的机体、前后辊筒、底座等部分布局与传统形式变化不大，变化的关键部分是传动装置（即传统开炼机的减速器部分），因此传动装置设计与布局是本机组的创新点。传动装置主要由变频主电机及调整装置、皮带装置、减速器及润滑系统、安全制动器等部分组成。其中主电机与减速箱平行安装，通过同步皮带轮与减速器输入轴相连；减速器与辊筒之间取消万向联轴器，采用空心输出轴形式，直接套在辊筒传动端上，使两辊筒均具有无级变速功能，以下是主要部件功能简介，见图3。

2.1 变频主电机及调整装置

主电机采用变频电机，通过调整装置将其平行安装在减速器上面。调整装置可以实现主电机垂直和水平方向的任意位置调整；主电机与减速箱之间，通过同步皮带轮与减速器输入轴相连，调整装置也可调整同步带传动的预紧力。

图3 传动装置结构图

调整装置的调整十分方便、快捷，电机的垂直方向位移可通过底座上的细牙螺柱、螺母实现；而水平方向的位移可通过固定于电机底板四周的螺栓、螺母实现。同时，可以调整皮带传动的预紧力。采用螺柱（螺栓）、螺母进行位置调整，可以产生微小的位移量，从而实现电动机的精准定位，见图4。

2.2 皮带装置

皮带装置由两个皮带轮和同步带组成。皮带轮可实现i=1.5的减速比，将主电机的输出扭矩水平传递到减速器的输入轴。两个皮带轮设计时采用涨紧套结构，可以分别安装在主电机和减速器的输出轴上，拆装十分方便。优质的同步带可以避免普通皮带传动的“掉转”现象，使传递的转速更加精确。皮带的涨紧力通过调整装置来调整，操作比较方便。

2.3 减速器及润滑

减速器为焊接箱体，由一对锥齿轮副和两对平行轴齿轮副减速来满足辊筒的转速要求。减速器内全部齿轮采用优质的低碳合金钢，渗碳淬火磨齿，精度5级，并对各对齿轮副进行修形处理，轴承选用国产优质或进口。减速器的输出轴为空心轴，直接套在辊筒传动端上，使两辊筒均具有无级变速功能；两个减速器分别与前后辊筒直连，可实现任意速比的要求；减速器的水平布局能保证机组的稳定性，尤其是可以降低机组的振动和噪音。另外高速级锥齿轮实现了90˚转向的功能，使布局更加合理、紧凑。硬齿面减速器，具有承载能力高,外型尺寸小,噪声低等优点，见图5。

图4 主电机调整装置视图

减速器有独立的润滑电机及泵，有过滤器、冷却器、压力表与温度表等电仪原件，用来保证减速器的正常运行；同时减速器润滑系统挂在箱体上，节省空间。

2.4 安全制动

本机组符合开炼机新的安全标准，高速轴联轴器上安装“安全蝶式弹簧制动器”，经过精确计算与实验验证，能保证主电机停电时立即制动，制动时两个辊筒的惯性转角小于60˚，保证操作人员的安全。

3 结束语

变频主电机经过同步皮带轮和减速器减速后分别与前、后两个辊筒相联，两个辊筒线速度和速比可任意调整，满足开炼机不同炼胶工艺；同时两个减速器与两个辊筒之间取消了万向联轴器，改为直联形式。新型双驱动两辊开炼机，操作方便，性能优越，节省空间。该机组的研制开发填补了我国在该领域的空白，为我国的开炼机产品增加了新的系列，为满足高端产品提供了强有力的基础保障。

图5 减速器结构图

（R-03)

TQ330.63

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

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.07.009

许晶（1986-），女，工程师，毕业于大连交通大学机械工程及自动化专业，主要从事传动装置的设计与研发工作。

2015-10-19