Page 104 - 《橡塑技术与装备》2025年4期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

高扭矩同向双螺杆挤出机传动箱箱体

有限元分析

雷刚刚，张晓，马永寿，梁晓刚
( 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃 兰州 730060)

摘要 ： 本文以 SHJ-600 高扭矩同向双螺杆挤出机传动箱箱体为研究对象，通过对传动箱的工况进行受力分析，计算分析箱体
的受力载荷 ；通过对传动箱箱体的三维建模，采用有限元模拟的方法对箱体进行线性静力分析和模态分析，得到该箱体的变形和
等效应力应变云图，找出应力集中区域，同时对比箱体前六阶固有频率和振型特征，找出激励频率与固有频率之间的关系，进而
验证了箱体结构的合理性，为后续箱体的结构优化提供思路。
关键词 ： 有限元 ；传动箱 ；静力分析 ；模态分析
中图分类号 ： TQ330.41 文章编号 ： 1009-797X(2025)04-0052-06
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.04.012

0 引言 1 传动箱力学分析
同向双螺杆挤出机是一种对不同的物料通过混 1.1 SHJ-600 挤出机传动箱基本参数
合、改性、脱挥、填充、干燥的设备 [1] 。双螺杆挤出 SHJ-600 挤出机传动箱的结构包括主箱体、齿轮、
机由混炼机构、加热系统、冷却系统、驱动装置等组 齿轮轴、轴承、端盖以及盖板等，其中轴承类型都采
成 [2] 。在驱动装置中，传动箱体作为双螺杆挤出机驱 用调心滚子轴承。传动箱基本结构如图 1 所示，其中 Ⅰ、
动装置的 “ 心脏 ” 部件，扮演着整个双螺杆挤出机动 Ⅱ、Ⅲ 表示齿轮啮合位置，数字 1~12 表示传动箱安装
力机械系统中最重要的角色。传动箱箱体作为挤出机 轴承位置。
单元中传递扭矩、驱动螺杆行进的关键零部件，其安
全稳定性直接影响挤出机的运行可靠性。因此，研究
传动箱的刚度和强度对整个传动系统的运行以及系统
的稳定性和可靠性都有十分重要的意义 [3] 。
“ 工欲善其事，必先利其器 ”。随着软件的不断更
新、功能的强化以及可靠性的提升，通过引入更先进
的算法和更精细的网格划分技术，能够更精确地模拟
传动系统在工作过程中的受力情况及材料性能变化等 图 1 SHJ-600 同向双螺杆挤出机传动系统原理图
关键因素。这使得工程师们能够更全面地了解传动系
该传动箱为三级减速齿轮箱。电机功率通过输入
统的性能特点，从而为其改进和开发提供更为准确的
轴、中间轴和输出轴的齿轮传动，将扭矩和功率平均
数据支持 [4~5] 。本文利用利用有限元技术，对传动箱
分配到两根输出轴，以相同的转速输出到芯轴上。传
箱体进行静力和模态分析，力求验证箱体设计的合理
动箱的基本参数见表 1、表 2 所示。
性的同时，找出当前设计的应力集中点及箱体共振频
率区间，根据分析的结果，进一步优化箱体结构设计，
作者简介 ：雷刚刚（1998-），男，助理工程师，本科，主
增强该部件可靠性，进而提升整个挤出机产品的最大 要从事橡塑机械的研发设计方面的工作。
经济效益和社会效益。 项目编号 ：工信部专项 TC220A04W-4

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