橡膠雙螺桿擠出壓片機的改造

劉婧，薛澎皓，韓幫闊(大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧　大連　116039)

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橡膠雙螺桿擠出壓片機的改造

劉婧，薛澎皓，韓幫闊
(大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧大連116039)

摘要：國外某輪胎企業的雙箱結構雙螺桿擠出壓片機在使用過程中出現了一系列的問題，經對其結構進行分析并綜合考慮其現場實際情況，決定運用新型的單箱結構對其進行改造。本文分別介紹了雙箱與單箱結構的特點和工作原理，并對二者的結構和使用做了對比。最后選用一種新排布形式對此臺設備進行了改造，經實踐證明，改造后的設備使用情況良好，達到了預期目的。

關鍵詞：橡膠雙螺桿擠出壓片機；雙箱；單箱；錐齒輪；速比齒輪；

傳統的橡膠制品生產，都離不開煉膠工序。由于具有操作靈活、冷卻效果好等優點，長期以來，開煉機一直是密煉機的常用下輔機。近年來，隨著科學發展觀、清潔生產等理念的逐步推進，環保性更好的橡膠雙螺桿擠出壓片機被越來越多的橡膠制品企業所采用，尤其是輪胎等用膠量大的企業。作為國內的橡機龍頭企業，自1987年起，大連橡膠塑料機械股份有限公司（以下簡稱“大橡塑”）先后開發了四代橡膠雙螺桿擠出壓片機，從最初的單螺桿，經過不斷的結構完善，直到今天具有國際先進水平的錐型雙螺桿結構。

2012年，“大橡塑”接到某國外輪胎企業一臺雙箱結構雙螺桿擠出壓片機（相當于“大橡塑”的第三代產品結構）的改造任務。為充分利用用戶現場的零部件以降低改造成本，并綜合考慮各種實際情況，“大橡塑”從多種方案中確定了最后實施方案。2012年10月份，新制作的零部件對現場設備進行更換。經連續負荷運轉至今，改造后的設備運行狀態良好，解決了以往存在的各種問題和隱患?，F將此次改造向大家進行介紹，以期能給設備制造廠家和用戶帶來一定的啟發。

1　改造前的雙箱結構

1.1結構特點及工作原理

這臺雙箱結構的雙螺桿擠出壓片機由兩臺電動機分別驅動擠出傳動裝置和壓片傳動裝置，從而實現兩螺桿的相向嚙合轉動，擠出膠料至壓片裝置輥筒，再通過兩輥筒的相互滾動最終壓出一定厚度的膠片。如圖1所示，該設備由一臺電機帶動兩個擠出減速器，這兩個減速器又同時掛在擠出裝置的左、右螺桿上。設備工作時，萬向聯軸器的一端與擠出電機輸出軸相聯，另一端與其中一個減速箱的輸入軸相聯。如圖2所示，這是擠出減速器輸入部分的局部剖視圖。從圖中我們可以看出，錐齒輪軸通過與錐齒輪的相互嚙合實現力矩的輸出與轉向，從而帶動減速器運轉，又通過普通平鍵實現與輸出軸的剛性連接。同時，這根輸出軸再與對稱側減速器上的輸入軸通過萬向聯軸器連接起來，控制輸出軸螺桿的同步嚙合。

1.2使用時容易出現的問題

從理論上來說，這樣的結構設計是可行的。但在該用戶的實際使用過程中，出現了下述的問題：

(1)擠出減速器震動嚴重；

(2)減速器中錐齒輪輪齒折斷；

(3)擠出裝置的螺桿漏水、彎折，螺桿支撐軸承破損等。

經分析，我們認為，雖然理論上說該結構可行，但其對初始安裝精度及日常維護要求很高。不精密的安裝以及維護不當會導致減速器錐齒輪副嚙合不良、萬向聯軸器同軸度變差，繼而導致減速器箱體異常震動等一系列問題。累積的異常震動，首先會使放置在底座與擠出減速器間的碟簧組失效，沒有了碟簧良好的緩沖吸震能力，最終會導致錐齒輪輪齒折斷等重大問題。

圖1　橡膠雙螺桿擠出壓片機（雙箱）

圖2　擠出減速器輸入部分局部剖視圖

圖3　橡膠雙螺桿擠出壓片機（單箱）

圖4　單箱擠出傳動部分

2　方案制定

2.1按常規單箱結構改造整機

進行設計方案時，我們首先想到的是按常規的單箱結構改造這臺設備?！按笙鹚堋庇?005年開發出了新型單箱結構，它的結構形式見圖3。擠出減速器為單輸入單輸出傳動，如圖4所示。由于這種結構具有裝配簡單、安裝及日后維護方便等優點（但該結構也會增加主機底座的結構設計難度及加工、包裝和運輸成本），故自被研制出以來，單箱結構逐步占領了橡膠雙螺桿擠出壓片機的市場，并受到廣大國內外客戶的認可和青睞（目前，“大橡塑”已售出百余臺單箱設備）。

（1）方案一：按標準結構的單箱進行改造。

通常，我們在進行設備改造時，要做到保證原來的安裝尺寸不變及更換零部件盡可能少。所以在最初的方案制定時，我們只是將擠出裝置部分和擠出減速器按單箱結構進行設計。又因現場的設備是右傳動（面向壓片輥的出片方向，壓片傳動裝置和擠出減速器均放置在右側），所以我們也將擠出減速器掛在了右側的螺桿上。但是經過計算分析，我們發現由于用戶現場的擠出和壓片電機外形龐大，空間不足以在一側同時放置兩個：如圖5中的左側圖所示，兩個電機在空間位置上產生了重疊和干涉。所以，該方案最終被否決。

（2）方案二：按非標結構的單箱進行改造。

用戶主機左側的空間其實是足夠大的，所以我們又制定了將擠出減速器放置到左側的方案（見圖5中的右側圖）。但經與用戶溝通，由于其上游的密煉機發生故障時，往往要將叉車停放到在左側位置以輔助進行維修和故障排除，所以設備左側空出的位置不能被占用。所以，該方案最終又被否決。

是否有這樣一種方案：既應用新型先進的單箱結構，又能充分利用用戶的廠房空間，還能保證在用戶廠安裝方便和整機順利運行呢？

圖5　按常規結構設計的方案圖

2.2進一步改進預案

2.2.1拋開傳統結構，充分利用廠房空間

圖6　單箱橡膠雙螺桿擠出壓片機擠出傳動裝置

通過對用戶廠房空間的了解，我們發現，在該主機的后方有很大一塊空間，且該空間允許放置固定的設備或物品。因此，我們考慮，是否可以將那個外形龐大的擠出電機甩在機身的后面呢？為了驗證這一想法的可行性，我們先來分析一下擠出傳動裝置是否滿足改裝條件。如圖6所示的擠出傳動裝置，我們發現，只需將輸出軸稍微做一下調整便能滿足條件，即將輸出軸兩端孔槽尺寸互相調換（根據螺桿穿到輸出軸中及定位的需要，輸出軸的兩端孔槽尺寸不一致），而擠出減速器的外形尺寸不用作調整，由安裝在左側螺桿改成安裝在右側螺桿即可（需要注意的是，此時要注意調整擠出減速器排油口的位置）。這樣一來，既不影響原本就很成熟的傳動理念，又可以將擠出裝置、擠出減速器與電機成整體縱向排布，以實現我們的設計意圖。如圖7中的右側圖所示，改造的初衷已初具可行性了。

圖7　方案對比示意圖

2.3最終方案確定

經方案分析與對比，我們確定了最終的方案，見圖8。我們可以看出，擠出電機由一個帶有15°傾斜角度（與機筒的安裝平面、最終出片方向同一角度）的底座單獨支撐。為保證主電機輸出軸與減速器輸入軸共線，新制作4件足夠高的墊塊。墊塊上鉆有固定擠出主電機用的螺紋孔，待其余零部件均調整好后，確定主電機的最終位置，最后將4件墊塊現場焊接在電機底座上。

圖8　最終方案

我們將此方案及現場調整辦法與國外用戶做了溝通，他們最終采納了我們的意見。

3　方案實施

由于用戶現場的設備屬于帶病工作，停機的風險大，故在確定好改造方案后， “大橡塑”盡快完成了技術資料的準備工作并抓緊生產。2012年10月份，改造所需的所有零部件產成，經廠內檢驗合格后發貨。為保證設備安裝精度等符合方案設計要求，“大橡塑”派了一名經驗豐富的裝配技工進行現場指導。在雙方的共同努力下，原零部件的拆裝及新件的安裝順利進行，經空負荷運轉后，投料進行負荷工作并獲成功。

該設備改造后連續負荷正常運轉至今，據該用戶反映，整機運行狀態良好，不僅維護方便，原機臺存在的問題也得到了解決。因此，2013年，該用戶按同樣的方法又改造了現場另一臺雙箱結構的橡膠雙螺桿擠出壓片機，日前已交貨。目前，國內也有不少輪胎企業正與“大橡塑”探討對現場設備進行類似的改造事宜。

4　結束語

對于橡膠雙螺桿擠出壓片機來說，用新型單箱結構去替換既有的雙箱結構，再跟據用戶現場的實際情況，有針對性地制定出最優良的方案并加以實施，是可以做好設備改造工作的。

科技的進步以及觀念的更新使得越來越多的新設備、新結構投放市場，這些新概念更多的體現出了綠色、經濟、便捷等人文因素。誠然，這些新的理念經過老版本的蛻變會呈現出結構上的成熟以及性能上的優越，但這并不意味要將老設備、老結構完全摒棄不用。我們可以試著換一種思路，類似于本次改造，把新結構嫁接到老設備上使用，盡可能多地利用現場的零部件再新制作部分件，既解決了問題，又大幅節約了成本，從而保證資源得到了有效、充分的利用。

Rubber twin-screw extrusion sheeting machine modif cation

（R-01）

Rubber twin-screw extrusion sheeting machine modif cation

Liu Jing, Xue Penghao, Han Bangkuo
(Dalian Rubber Plastic Machinery Co., LTD., Dalian 116039, Liaoning, China )

Key words:rubber twin-screw extrusion pelleting machine; double box; single box; bevel gears; gear ratio

Abstract:This paper introduced the characteristics of structure and working principle of the double-box and single-box , and made a contrast between structure and use of the two.Finally forms a new conf guration for the transformation of this device. The practice proved that the modified equipment used in good condition, andachieved the expected goal.

中圖分類號：TQ330.44

文章編號：1009-797X(2016)13-0055-04

文獻標識碼：B

DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.13.011

作者簡介：劉婧（1987-），女，2010年畢業于大連海洋大學機械設計制造及其自動化專業，現主要從事橡膠塑料機械的研發設計工作。

收稿日期：2015-12-25