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無錫克維斯:機械中減速機的運用
作者:無錫市克維斯傳動機械有限公司    發布于:2014-04-18 15:44:21    文字:【】【】【
摘要:無錫克維斯:機械中減速機的運用

  1我國塑料機械發展的機遇與挑戰。

  近十年來,我國塑料工業正以年均增長率超過我國國民經濟年均增長率的速度向前發展,躍居塑料工業大國。塑料機械應運而生,對塑料機械的需求量急劇上升。據不完全統計,我國塑料和橡膠設備生產的臺數已經連續三年位居世界第一。在23大類130多個品種的機械裝備中,有些機種的技術水平已有長足進步,在國內其它機械產品市場很不景氣的狀況下,塑料機械市場卻是一枝獨秀,這是時代賦予的機遇。

  專家預測,到2000年和2010年,我國塑料制品還將以8%和5%的速度遞增,塑料機械裝備產品仍將以15%和10%的速率增長,發展勢頭保持旺盛。

  面向21世紀,隨著技術經濟時代的到來,WTO的加入,技術突飛猛進,市場全球化帶來的將是更加激烈的市場競爭。所以,在大好形勢下,我們必須清醒地看到,塑料機械也面臨挑戰。機遇和挑戰并存,亟待我們認真對待。

  1.1我國塑料機械與世界的差距。

  據專家評述,目前我國的塑料機械設備大量限于新技術含量不高的產品,在產品品種,規格,技術經濟指標及高附加值的成套設備等諸方面,近乎國外80年代水平?,F以用量最多的擠出機為例加以說明。國外單螺桿擠出機螺桿直徑可達700mm,轉速可達400 r/min以上,產量高達360~370kg/h.高速,高效是單螺桿擠出機的發展趨勢。國外錐形異向雙螺桿擠出機,如CMT92型加工管材的擠出量可達1100kg/h.國外平行異向雙螺桿擠出機,最大直徑可達300mm;又如KMD160型加工管材新一代平行異向雙螺桿擠出機的擠出量高達1500~1700kg/ h.同向平行雙螺桿擠出機,國外造粒機在直徑70mm以內,轉速高達1200r/min,并已經形成系列產品,甚至有的高達1500r/min,向高速,高扭矩,高產量,大功率方向發展。

  據介紹,德國ZSKMC型轉速1200r/min,螺桿直徑70mm時,產量高達2800kg/h;螺桿直徑92mm時,產量高達5200kg/h.如果與轉速600轉r/min作比較,其產量翻了一翻,而扭矩只增加30%,制造成本只增加15%,是個高效,節能的設備。而且,國外同向雙螺桿擠出機已開發直接擠出的機型,即在一臺同向雙螺桿擠出機上將傳統的混合造粒和擠出成型二道工序合而為一,減少一次加熱熔融和物料降解,既提高了制品質量,又降低了成本。德國W&T,Reifenhauer,Berstorf等公司的同向雙螺桿擠出機已在管膜,管材,板材,片板,合成纖維等擠出成型中應用。由于物料在機筒內高速推進,停留時間變短,單位時間內又能提供足夠的能量,故樹脂的動態特性和混煉效果均很好,制品質量也不錯,完全可以實現高產量,低溫成型加工。

  產品檔次低,技術創新少,互相抄襲,一哄而起。重復建設,互相壓價競爭,造成塑機產品臺數多,產值低,效益差的不正常塑機市場,使我國塑機產品的技術水平難于上臺階的被動局面。

  由于整機總體水平不高,規格偏小,據不完全統計,1998年國內數萬臺(套)的設備中,以銷售價值計算只占塑機市場總需求量的46%左右。在塑料加工部門,占75%左右加工能力的國產設備,其資產只占全部設備的25%~30%.在全國500多家塑機生產企業中,年產300臺(套)的企業只有3家,工業總產值達億元以上的只有8家。由此可見,我國塑料機械產品亟待上檔次,上水平,提高企業的整體素質,走上規范發展的正常軌道。

  2減速機在塑料機械發展中的地位及應用。

  減速機是塑料機械設備的重要裝置。減速機的設計與制造水平,直接關系到整機水平和技術經濟指標。在當前,減速機已成為我國開發高速,高效,高扭矩的大型擠出機的制約因素之一。減速機的故障經常影響到塑料加工廠的正常生產。

  2.1塑料擠出機對減速機的技術要求。

  用于塑料擠出機的專用減速機,與其它機械的減速機相比較,雖有一些共同之處,但又有許多常被忽視的特殊性,有著更高的技術要求。通常有下列的特殊要求。

 ?。?)必須具有承受很大軸向力的能力。

  高粘度的物料在螺桿高速旋轉的螺旋推進過程中,除了承受很高的扭矩外,還要承受很大的軸向推力。大型擠出機的軸向推力高達幾萬kN.對雙螺桿減速裝置,由于受中心距的限制,單列止推軸承已不能滿足巨大推力的要求,往往需要設計成一個多列軸承組合系統,這已成為減速機技術關鍵問題之一。

 ?。?)塑料擠出機的減速機輸出軸受螺桿高溫熱傳導影響,而且環境溫度也較高,密封油封容易變形,導致漏油。必須具有長期高溫條件下耐熱耐磨性能良好的密封裝置。

 ?。?)擠出機發展趨勢是向高速,高扭矩方向發展,對減速機設計的要求更高高速重載(高轉速,大功率)。一般機器的減速機或是高速輕載,或是低速重載,而高速重載減速機的設計和制造歷來是機械工業中的難題之一。它要求設計要合理,齒輪和軸的材質要好,齒面要硬齒面,熱處理技術要求很高,齒輪加工要高精度,齒面要高速研磨等。

 ?。?)雙螺桿擠出機用減速裝置,除了滿足減速外,還必須具有很高精度的同步運動分配箱,方能確保兩根螺桿傳動不發生干涉。

 ?。?)高速重載的減速箱對溫升,振動,噪音和潤滑要求很高,必須進行溫升熱平衡計算,配備冷卻裝置和潤滑系統,必要時,要配備溫升,油壓,振動,噪音的監測裝置和安全報警系統。

 ?。?)擠出機專用減速機,其輸入軸和輸出軸的結構都有特殊要求。輸出軸一般與螺桿聯接方式都有特殊配合,尤其雙螺桿的聯接有著嚴格的相角位置。輸入軸一般要與具有一定慣量的皮帶輪或離合器聯接,皮帶輪的大小,寬度的選擇都會影響到減速機的受力狀況,危害減速機的使用壽命。

  2.2塑料擠出機減速機常見故障。

  國內塑料機械制造廠的減速機,來源不盡相同,質量參差不齊。一般常見的故障有:(1)齒輪加工精度較低,齒輪箱噪音大。

 ?。?)密封部位漏油現象嚴重。隨著潤滑油的泄漏,不僅污染工作環境,而且因箱內油量減少,危及齒輪和軸承的潤滑條件,導致損壞。

 ?。?)忽略軸向力的正確估算,止推軸承選擇不當,使用壽命較低。

 ?。?)齒輪材質和熱處理技術質量欠佳,齒輪極易磨損,振動,噪音劇增,提前損壞。

 ?。?)潤滑油品種選擇不當;又未能定期更換潤滑油,惡化潤滑條件,減速箱發熱,磨損。

 ?。?)減速箱的選型及結構設計不盡合理(如采用內齒輪傳動等);缺乏先進的高速研磨設備;檢測手段不完備,限制了高效擠出機的發展。

  減速機的故障,不但使塑料加工企業增添許多檢修的麻煩;而且會因經常怠工停機而蒙受巨大經濟損失,影響正常生產;還會因齒輪磨損降低傳動精度,引起瞬時速度波動而影響制品質量。為此,已經引起塑料加工企業的嚴重關注。減速機是擠出機的重要組成,所以,減速機質量的好壞,關系到整機的技術水平。選擇高性能減速機,確保整機水平,保證產品質量,已成為當務之急。

  3高性能減速機的必備條件。

  對高性能減速機的要求是:在高轉速,高扭矩的工作條件下,噪音低,振動小,耐高溫,不漏油;故障少,壽命長,結構緊湊,外形美觀。

  怎樣挑選和判別一個減速機是不是達到高性能的要求呢高性能減速機的必備條件是。

 ?。?)齒輪和軸的材質是不是選用上等的優質鋼材,熱處理技術是否先進。齒面必須是硬齒面,一般硬度應在58~60HRC.

       (2)齒輪和軸一定要有高精度的研磨。

  有無高精度的研磨設備是齒輪加工的必備手段。高精度的研磨,除了可以降低噪音外,還可最大限度地滿足齒輪傳動的正確嚙合條件,避免發生干涉磨損,改善嚙合質量,從而大大提高齒輪傳動的使用壽命。

 ?。?)止推軸承(組)是否經過壽命驗算準確估量擠出機的背壓,是壽命驗算的重要依據。未經實測或科學計算,只憑經驗約略估計,或者盲目猜想,往往會產生誤導,導致止推軸承選擇不當而損壞。一般而言,止推軸承的使用壽命不能低于30000h.

       (4)高性能減速機要有足夠的安全系數,一般在1.5以上。不能忽視擠出機工作時異物突然進入機筒或者控制系統失靈,操作失檢,溫度不夠高就開機等因素而導致機器瞬2減速機在塑料機械中的應用。

  時超載,造成齒輪傳動超負荷失效。所以,給減速機設計留有足夠的安全系數是極其重要的。當然,盲目地加大減速機的規格,從而使結構龐大,也會增加成本。

 ?。?)減速機必須經過熱平衡計算。各個規格的齒輪箱都應有一個熱功率Pt值(ThemaPower)。Pt值是指在無安裝任何人工冷卻裝置的情況下,減速箱的發熱可以連續散發出去。當齒輪箱的設計動力值大于熱功率Pt值,則需采用強制冷卻方式來散熱。

 ?。?)油封裝置要選用耐磨耐高熱的材料,保證在長期連續工作時不發熱,不漏油。

 ?。?)減速機出廠前是否經過嚴格的檢測(噪音,振動,精度等),是否有完善的檢測手段這是衡量和保證減速機產品質量的必備手段。

  在眾多減速機制造企業中,良莠并存。

  在挑選高性能減速機時,應首選專業化技術公司的產品,尤其是擠出機專用減速機制造公司的產品。專業化生產的技術產品,設計規范,技術水準較高,材質和熱處理技術優異,加工設備先進完備,檢測手段完善,產品質量比較可靠。

  面向21世紀,國外崇尚世界經濟全球化和技術專業化,極大地推動著塑料機械的技術創新,技術水平突飛猛進。勿用置疑,國外同行的經驗是值得借鑒的。

  意大利ZAMBELLO減速機制造公司是專門從事各種型號減速機專業公司,尤其對單螺桿,雙螺桿(同向與異向)擠出機減速機最具專長,規格齊全。ZAMBELLO減速機具有高轉速,高扭矩,低噪音,少故障,壽命長的特性,是追求高檔次擠出機的選擇。齒輪傳動是依據AGMA2001標準設計,所有齒輪均依AGMA10實施高精度研磨,嚴格保證了齒輪精度,噪音低,無負載時65~75db,負載時約75db;齒輪和軸的材質選用德國優質鋼板,熱處理技術先進,齒面硬度在HRC58~ 60,經久耐磨。各種規格齒輪箱經熱平衡計算都有Pt值(ThemaPower)。在Pt值以上的減速機都配備有冷卻裝置,齒輪可在50~ 60環境下工作。密封好,不漏油,一般油封可耐90高溫,甚至可選用Vion材質的油封,耐溫可達150.減速箱結構緊湊,檢測手段完善,質量可靠,安全系數不低于1.5,可減少塑料廠維修麻煩和停工怠料的經濟損失。配備這種減速機的擠出機,可以與歐洲擠出機媲美,但價格較之進口整機,減速機具有低廉價位,是值得推薦的技術方案。

  4結語。

  世紀之交,展望未來,中國之塑料工業將由塑料大國向塑料強國邁進,塑料機械裝備要作出應有的貢獻,塑機市場充滿蓬勃發展的生機。我們必須走中國式的科技創新超越的道路,充分引用世界先進技術,把眼光放在世界先進水平和世界市場上,轉變觀念,扭轉小而全大而全的生產格局,在較短的時間內把塑料機械的技術水平提到一個新高度。

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