РЕДУКТОР ДВУХШНЕКОВОГО ЭКСТРУДЕРА

Настоящая полезная модель относится к двухшнековым экструдерам, в которых благодаря вращению двух параллельных шнеков происходит перемещение, уплотнение и гомогенизация исходного зернового или полимерного сырья, подаваемого в виде гранул или порошка с добавлением технологических добавок. Обработанное таким образом сырье выдавливается через сопло профилирующего инструмента в виде готового продукта питания или в виде изделия промышленного назначения.
При выполнении этой работы на редуктор двухшнекового экструдера, который должен удовлетворять высоким нагрузкам, действуют большие моменты и осевые силы, вызванные процессом экструзии, причем определенные методы экструзии требуют малых межосевых расстояний двух выходных валов этого редуктора, приводящих во вращение шнеки экструдера.
Большие осевые силы, действующие в процессе экструзии на выходные валы редуктора, воспринимаются корпусом редуктора посредством упорных подшипников качения. Малое межосевое расстояние двух выходных валов редуктора исключает возможность применения стандартных упорных подшипников качения необходимой грузоподъемности, диаметр которых больше межосевого расстояния этих валов, что создает техническую проблему, требующую нестандартного технического решения.
Из известных технических решений указанной проблемы в качестве прототипа настоящей полезной модели выбран редуктор двухшнекового экструдера, в котором большие осевые силы, действующие в процессе экструзии на выходные валы редуктора, передаются на корпус упорными тандемными подшипниками (патент Китая на полезную модель № 202418506, опубл. 05.09.2012).
Указанный известный редуктор двухшнекового экструдера содержит корпус, входной вал, два параллельных вращающих шнеки этого экструдера выходных вала, выполненных каждый в виде вал-шестерни, и передаточный вал, передающий двум вал-шестерням подведенный к входному валу этого редуктора крутящий момент посредством закрепленных на передаточном валу зубчатых колес. Внешняя осевая сила, действующая в процессе экструзии на каждый выходной вал, передается на корпус тандемным упорным подшипником качения, составленным из нескольких последовательно установленных упорных роликоподшипников, разделенных промежуточными упругими кольцами, причем наружный диаметр этого тандемного подшипника не превосходит межосевое расстояние двух выходных валов редуктора. Благодаря упругой системе селективно подобранных промежуточных колец, все секции тандемного подшипника нагружаются равномерно. При всех преимуществах конструктивной схемы известного редуктора двухшнекового экструдера его основными недостатками являются сложность и высокая цена изготовления тандемного упорного подшипника качения и низкие показатели безотказной работы этого подшипника.
Решение указанной технической проблемы с помощью настоящей полезной модели состоит в разработке такой кинематической схемы редуктора с малым межосевым расстоянием двух параллельных выходных валов, при которой, независимо от малого межосевого расстояния этих валов, можно в качестве упорных подшипников применить стандартные роликоподшипники с цилиндрическими роликами.
Поставленная техническая проблема решена следующим образом.
В известном  редукторе двухшнекового экструдера, включающем корпус, входной вал, два параллельных вращающих шнеки этого экструдера выходных вала, выполненных каждый в виде вал-шестерни, и передаточный вал, передающий двум вал-шестерням подведенный к входному валу этого редуктора крутящий момент посредством закрепленных на передаточном валу зубчатых колес, согласно заявляемой полезной модели на конце каждого выходного вала закреплен плоский наконечник, а в корпусе в одной плоскости с выходными валами, но перпендикулярно им, расположена и закреплена поперечная ось, на которой по меньшей мере два опорных ролика повышенной грузоподъемности установлены так, чтобы выходные валы опирались на рабочую поверхность этих опорных роликов торцевой поверхностью соответствующих плоских наконечников с возможностью вращения ими этих опорных роликов.
Заявляемый редуктор двухшнекового экструдера имеет в сравнении с прототипом существенные отличия и обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известных редукторах двухшнековых экструдеров.
Существенным в заявляемом устройстве является то, что на конце каждого выходного вала закреплен плоский наконечник с торцевой поверхностью, в корпусе в одной плоскости с двумя выходными валами перпендикулярно им расположена и закреплена поперечная ось, на которой по меньшей мере два опорных ролика повышенной грузоподъемности установлены так, чтобы выходные валы опирались на рабочую поверхность этих опорных роликов торцевой поверхностью соответствующих плоских наконечников с возможностью вращения ими этих опорных роликов. Каждый опорный ролик повышенной грузоподъемности может быть выполнен в виде радиального роликоподшипника с цилиндрическими роликами, толстостенным наружным кольцом и бомбированной рабочей поверхностью.
Заявляемое техническое решение, сохраняя преимущества прототипа, всей совокупностью своих существенных признаков позволяет существенно упростить конструкцию и повысить надежность редуктора двухшнекового экструдера.
Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных отличительных признаков. Неизвестными оказались и отдельные существенные признаки. Таким образом, настоящую полезную модель можно считать отвечающей критерию патентоспособности «новизна».
В заявляемом техническом решении имеет место нетрадиционное решение проблемы, а именно предложено в редукторе с малым межосевым расстоянием двух параллельных выходных валов применить радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами в качестве упорных подшипников этих валов. Для специалиста такое решение логически не следует из известного уровня техники редукторов двухшнековых экструдеров.
Устройство и работа заявляемого редуктора двухшнекового экструдера поясняются тремя рисунками:
на фиг. 1 показан вертикальный поперечный разрез общего вида редуктора,
на фиг. 2 показан вертикальный продольный разрез АА,
на фиг. 3 показан горизонтальный разрез ББ по двум выходным валам редуктора.
Заявляемый редуктор двухшнекового экструдера содержит корпус 1, зубчатый редуктор 2 с входным валом, к которому подводится крутящий момент приводного двигателя, и узел деления крутящего момента 3, включающий передаточный вал 4, которому передается крутящий момент от зубчатого редуктора 2, параллельные выходные валы 5 и 6, которые вращают шнеки экструдера, и упорный узел 7.
Корпус 1, выполненный разъемным, содержит корпус 8 и корпус 9, причем зубчатый редуктор 2 и упорный узел 7 расположены в корпусе 8, а узел деления крутящего момента 3 расположен в корпусе 9.
В зубчатом редукторе 2, который выполнен двухступенчатым, первая ступень выполнена косозубой, вторая ступень выполнена планетарной, включающей водило 10, которое насажено на хвостовик передаточного вала 4.
Передаточный вал 4 с закрепленными на нем двумя зубчатыми колесами 11 и 12 установлен в корпусе 9 на радиальных подшипниках качения 13. Выходные валы 5 и 6, выполненные каждый в виде вал-шестерни соответственно 14 и 15, установлены в корпусе 9 на радиальных подшипниках качения 13. Зубчатые колеса 11 и 12 находятся в зацеплении с вал-шестернями соответственно 14 и 15 посредством промежуточных паразитных шестерен 16, которые закреплены на промежуточных валах 17, установленных в корпусе 9 на радиальных подшипниках качения 18.
Упорный узел 7 содержит два плоских наконечника 19, которые закреплены на концах выходных валов 5 и 6, поперечную ось 20, которая расположена и закреплена в корпусе 8 в одной плоскости с выходными валами 5 и 6 перпендикулярно им, четыре опорных ролика повышенной грузоподъемности 21 (фиг. 2 и фиг. 3), например выпускаемые шведской компанией SKF опорные ролики повышенной грузоподъемности NUTR50110 с толстостенным наружным кольцом и бомбированной рабочей поверхностью, которые установлены на поперечной оси 20 так, чтобы выходные валы 5 и 6 опирались на рабочую поверхность этих опорных роликов торцевой поверхностью соответствующих плоских наконечников 19 с возможностью вращения ими этих опорных роликов, и две тяги 22 с проушинами 23, которые надеты на концы поперечной оси 20, выступающие из корпуса 8 наружу. Тяги 22 предназначены для частичной разгрузки корпуса 1 от осевого давления на него выходных валов 5 и 6, что обеспечивается соединением тяг 22 с соответствующей опорной деталью экструдера, воспринимающей осевое давление экструдируемой массы на профилирующий инструмент экструдера.
Когда выходные валы 5 и 6 приводят во вращение шнеки, то осевые нагрузки, действующие на шнеки, передаются на выходные валы 5 и 6, которые посредством плоских наконечников 19, вращающихся вместе с валами, передают эти осевые нагрузки на опорные ролики повышенной грузоподъемности 21. В каждой паре опорные ролики 21 вращаются плоскими наконечниками 19 в противоположных направлениях. При этом диаметр опорных роликов не ограничивается малым межосевым расстоянием выходных валов 5 и 6, что позволяет выбрать опорные ролики достаточной грузоподъемности, соответствующей осевым нагрузкам на шнеки экструдера, тем самым повышается надежность редуктора двухшнекового экструдера.