大型双螺杆挤压造粒机主传动系统评价及改进分析.pdf

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1、第54卷第3期2017年6月化工设备与管道PROCESSEQUIPMENT&PIPINGVr01．54No．3Jun．2017大型双螺杆挤压造粒机主传动系统评价及改进分析鲁君瑞(中国寰球工程有限公司北京分公司，北京100012)摘要：挤压造粒机组规模的不断扩大对其主传动系统提出更高的要求，在介绍了现行大型双螺杆挤压造粒机主传动系统的基础上，着重对其存在的调速能力差、能耗大等问题进行了分析，提出了两种改进方案以期对今后大型双螺杆挤压造粒机组的选型及改造提供参考。关键词：双螺杆挤压造粒机；主传动系统；调速

2、能力；能耗；设计改进中图分类号：TQ051．9；TH122文献标识码：A文章编号：1009—3281(2017)03—0048-004双螺杆挤压造粒机是聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃生产装置尤其是稳定化和改性处理工段的核心设备，是集机械、电气、仪表、控制于一体化的大型复杂成套设备。随着聚烯烃应用领域的不断扩展，需求量持续增加，当前聚烯烃生产装置的建设规模呈现出不断扩大的态势，这也促使挤压造粒机的产能规模不断向更高的方向发展。现代挤压造粒机主要是通过提高螺杆转速的方法提高产能，这就对其传动系统提出了更高的要求，

3、因此对大型挤压造粒机的传动系统进行研究分析十分重要。1现行挤压造粒机主传动系统介绍现行挤压造粒机的主传动系统主要由主电机，主电机减速齿轮箱，辅助电机，辅助电机减速齿轮箱，离合器，联轴器，主电机及主齿轮箱的润滑油系统以及主电机的冷却系统等组成。1．1电机德国COPE砌ON公司、日本制钢所(简称Jsw公司)以及神户制钢所(简称KsL公司)是当前国际上少数几个掌握先进挤压造粒机技术的公司。经过对国内近年来新建大型聚丙烯装置上引进的COPERJON公司的ZSK系列机型以及JSW公司的cMP系列机型进行分析，发

4、现现行大型挤压造粒机的主电机及辅助电机均普遍采用恒速异步交流电机，相对于主电机几千千瓦到几万千瓦的功率，辅助电机的功率则相对小的多，通常为几十到几百千瓦，工作时辅助电机主要起到盘车、为主电机提供一定的初速度以及清空螺杆机筒物料的作用，一般当辅助电机带动螺杆挤压部分到达正常负荷的25％时启动主电机，在主电机稳定运转后，辅助电机停车【1]。1．2减速箱主电机是挤压造粒机的主要动力源，它通过离合器与主减速齿轮箱连接，主减速齿轮箱又与挤压造粒机的两根螺杆连接，从而实现动力传递。主减速齿轮箱是挤压造粒机传动系统

5、的核心部分，直接影响挤压造粒机的综合性能，由于同向双螺杆挤压造粒机的齿轮箱需要在较小的中心距内，实现特定的减速比、同转向、等转速、双轴扭矩输出口’3】，其结构非常复杂。图1所示为现行挤压造粒机常用的主电机减速齿轮箱内部结构，减速部分和扭矩分配部分明显分开，左边是减速部分，右边是扭矩分配部分。该齿轮箱为二级减速，在一级减速部分设有高低两组不同传动比的啮合齿轮副，通过切换这两组齿轮副与主电机输出轴的连接和断开可实现高速档和低速档切换。在扭矩分配部分，直接由减速系统将一半的动力传递给下部螺杆驱动轴，通过右面

6、最上部的辅助轴间接将另一半的动力传递给上部螺杆驱动轴，这样就实现了扭矩的分配、转向及转速的匹配。1．3摩擦离合器除了主减速齿轮箱外，离合器也是挤压造粒机主传动系统的重要部件。离合器对于挤压造粒机的传收稿日期：2016—06—13作者简介：鲁君瑞(1979一)，女，陕西岐山县人，研究生，工程师。主要从事石油石化行业成套设备的工程设计工作。2017年6月鲁君瑞．大型双螺杆挤压造粒机主传动系统评价及改进分析·49图1现行大型挤压造粒机主减速齿轮箱内部结构Fig．1IntemalstnJctureofmain

7、rcductiongearboxofcurrenI1argescalct、Ⅳinscrewextruder动系统而言不仅要具有连接驱动电机和齿轮箱传递动力的作用，更要具有超载保护的能力。挤压造粒系统是一个集喂料、混炼、挤出、切粒于一体的复杂综合系统，每个环节产生波动都会对其它环节产生影响，当上游喂料系统喂料量忽然增大时，挤压造粒机的双螺杆负荷就会突然增大，如果这个负荷超过挤压造粒机驱动电机能承受的最大负荷，电机就会产生烧毁的危险。国内外现行大型挤压造粒机上使用最广泛的离合器主要是摩擦式安全离合器H巧】

8、。如图2所示，摩擦式安全离合器由摩擦盘、缸体及气动活塞、弹性联轴节、速度传感器、弹簧等主要部件组成，动力源为压缩空气，工作时，压缩空气通过左侧齿轮箱输入轴中心的小孔进入离合器的气缸中，气缸活塞在压缩空气的作用下将摩擦盘与外轮毂沿轴向压紧，这时电机的动力正好通过弹性橡胶联轴节传递到外轮毂上，这样依靠摩擦盘与外轮毂间的摩擦力就将扭矩传递给齿轮箱输人轴。通过调整压缩空气的压力，传递的扭矩大小也可以得到调整。当速度传感器检测到电机输出轴和齿轮箱输入轴转速差大于设