[发明专利]一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子

说明书

本发明公开了一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子，包括左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)，左螺杆转子(1)的截面型线(201)包括6段圆弧，各段相邻圆弧间都能实现光滑连接，左螺杆转子(1)是全光滑的；左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)完全相同；在工作过程中，左螺杆转子和右螺杆转子能够实现正确啮合。本发明改善了转子的受力特性，减少了转子在啮合过程中产生的磨损，对转子的使用寿命有显著提高；并且全光滑螺杆转子的组成曲线简单，仅包括圆弧曲线，便于加工生产。

技术领域

本发明涉及同向双螺杆挤出机，特别涉及适用于同向双螺杆挤出机输送段的一种全光滑的螺杆转子。

背景技术

双螺杆挤出机是完成物料在熔融状态下成分均匀化的设备，具有工作可靠性高、自润滑能力强和混合性能好的优点，主要应用于聚合物加工产业；其输送段的核心部件是两个并排安放的螺杆转子，螺杆转子的啮合程度直接影响着挤出机的密封性和力学性能；常规螺杆转子的截面型线存在不光滑点，工作过程中进行点与曲线的啮合，在不光滑点处容易产生应力集中、容易发生磨损，导致螺杆转子寿命降低。同时为了丰富双螺杆挤出机的螺杆转子类型，本发明提出一种全啮合、全光滑的新型螺杆转子。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子，其螺杆转子的截面型线包括6段圆弧，采用4段圆弧将齿顶圆和齿根圆光滑连接，得到了全光滑的螺杆转子的截面型线。由此螺杆转子的截面型线所生成的螺杆转子不但能够满足正确的啮合，而且其齿面能够实现光滑过渡，提高了螺杆转子的抗磨损能力，改善了螺杆转子的热变形和受力特性，从而提高了螺杆转子的强度和寿命，使得该螺杆转子能够适用于更高转速的运行工况。所提出的同向双螺杆挤出机输送段的螺杆转子的截面型线对于提高双螺杆挤出机的性能具有重要意义。

本发明所采用的技术方案是：

一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子，包括：左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)；左螺杆转子(1)的截面型线(201)上各段相邻曲线间都能实现光滑连接，左螺杆转子(1)是全光滑的；左螺杆转子(1)的截面型线(201)包括6段圆弧，按逆时针方向依次为：第一圆弧AB、齿根圆弧BC、第二圆弧CD、第三圆弧DE、齿顶圆弧EF和第四圆弧FA；第一圆弧AB的圆心为Q点，半径为R₄；齿根圆弧BC的圆心为左螺杆转子(1)的回转中心O点，半径为R₃；第二圆弧CD的圆心为P点，半径为R₄；第三圆弧DE的圆心为Q点，半径为r；齿顶圆弧EF的圆心为左螺杆转子(1)的回转中心O点，半径为R₁；第四圆弧FA的圆心为P点，半径为r；左螺杆转子(1)的节圆圆心为回转中心O点，半径为R₂；齿顶圆弧EF和齿根圆弧BC的圆心角都为α，第一圆弧AB、第二圆弧CD、第三圆弧DE和第四圆弧FA的圆心角都为β；F点、P点、O点和C点共线；A点、P点、Q点和D点共线；右螺杆转子(2)的截面型线(202)和左螺杆转子(1)的截面型线(201)完全相同。

一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子，在工作过程中，在同步同向双回转运动中，左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)能够实现完全啮合，啮合关系为：左螺杆转子(1)的截面型线(201)上的第一圆弧AB、齿根圆弧BC、第二圆弧CD、第三圆弧DE、齿顶圆弧EF和第四圆弧FA，分别与右螺杆转子(2)的截面型线(202)上的第三圆弧de、齿顶圆弧ef、第四圆弧fa、第一圆弧ab、齿根圆弧bc和第二圆弧cd相啮合。

一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子，左螺杆转子(1)的截面型线(201)的几何参数：R₂、R₁、R₃、R₄、r、α和β满足以下关系：

一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子，左螺杆转子(1)的截面型线(201)的各组成圆弧方程如下：

①第一圆弧AB的方程为：