Solidworks环境下移动式挤出机牵引装置设计

　　1 概述

　　牵引装置主要由牵引机构、压紧机构、调节机构三部分组成，牵引机构是整个牵引装置的核心部分。调节机构主要是以减速机作为动力，通过万向联轴器、链轮、锥齿轮及丝杆的传动来实现调节功能。对于与管道夹角较小的橡胶带，在橡胶带上加装汽缸来实现压紧功能，而对于管道夹角较大的橡胶带则只需依靠管道自身的重力来加压。

　　1.1 牵引机构

　　牵引机构主要由异步电机、蜗杆蜗轮减速器、链轮和橡胶块组成。电机通过减速器带动链轮转动，橡胶则安装在链条上。

　　图1 链轮松紧调节装置

　　橡胶带上有个链轮松紧调节装置，用来调整链轮的中心距，如图1。

　　1.2 压紧机构

　　压紧机构主要的作用是使链轮上的橡胶块与聚乙烯管道压紧，从而能产生较大的摩擦力，带动管道向前运动，这一运动主要由气动装置来实现，如图2。

　　图2 气动装置

　　1.3 调节机构

　　由于生产的聚乙烯管道的直径有所不同，此次设计的牵引机构主要适用于生产1200mm的PE管道，但有时也要生产直径不同的管道，这时就需要通过调节机构来实现，调节机构主要是用来调节橡胶带的径向距离，使挤出设备可以生产不同直径的聚乙烯管道。不同的橡胶带通过一些联动机构来实现不同橡胶带的同步运动，本牵引装置只是用来辅助牵引，因此其橡胶带可分为主动橡胶带和从动橡胶带。设计要实现的运动形式是，主动橡胶带之间同步运动，从动橡胶带之间同步运动，不相互干扰。

　　2 方案设计

　　现有的牵引机的形式一般有橡胶带式、滚轮式、履带式等。我采用橡胶带式牵引机，由于橡胶带牵引机结构比较简单，占地面积相对较小，成本低，且维修安装较易。在不同牵引速率下PE管的壁厚会发生变化，一般牵引速率快则PE管壁厚减小，反之壁厚增加。牵引装置使多条橡胶带在同一速率下转动，保证了各点的同步牵引。因此，牵引装置的设计是很重要的一部分，它关系到管材质量的好坏。

　　由于管材的规格和压力等级的多种性，对牵引装置的要求也有各自的特点，根据多年的挤出设备制造经验，PE挤出机器目前能提供以下六种类型的牵引装置。

　　双橡胶带的牵引装置

　　三橡胶带的牵引装置

　　四橡胶带的牵引装置

　　五橡胶带的牵引装置

　　六橡胶带的牵引装置

　　十橡胶带的牵引装置

　　合理地选择牵引装置应根据管材的最大直径为依据，以下是各种牵引装置的最佳应用场合。由于设计的牵引装置主要是生产1200mm的聚乙烯管道，所以根据经验采用十橡胶带的牵引装置，保证有足够的牵引力和牵引速度，确保生产的正常进行。要保证各个橡胶带的牵引力大小相对于管道一致，避免管道由于受力不均而产生变形现象，所以橡胶带的分布要平均，其相对管道的分布情况如图3。

　　图3 十橡胶带的牵引装置

　　3 传动及调整结构设计

　　传动及调整机构是核心部分，主动橡胶块3上装有三相异步电机，通过蜗杆蜗轮减速器传递给链轮，而链条上装有橡胶块，管道1通过和橡胶块的摩擦，使之能够向前牵引，橡胶块是用两个螺钉给固定在链条上的铁板上。橡胶带2是从动的，起辅助牵引作用，它上面装有启动装置，可以增大从动橡胶带与管道的压力，从而增大牵引力。

　　牵引装置传动方案的总体示意图如图4所示。

　　1.管道 2.从动橡胶带 3.主动橡胶带 4.异步电机

　　5.蜗杆蜗轮减速器 6.汽缸 7.锥齿轮传动、滑块传动

　　8.中转链轮轴 9.减速机1 10.减速机2 11.燕尾槽式导轨

　　图4 传动及调整机构示意图

　　4 三维实体造型设计

　　Solidworks是一个基于三维实体造型的设计软件。用户用它进行模型设计的思路是：三维实体模型---虚拟装配二维图纸。用户先建立3D零件图，而不是像传统的那样，先建立零件的二维图。利用已建好的三维实体图可以方便的生成二维工程图和装配图。

　　Solidworks 把特征作为设计单元，利用特征造型来建立元件模型。特征是构成三维模型的基本单元，模型从特征开始，特征从草图开始。在设计模型之前，需要先将复杂的模型分解为各个特征，并确立特征的大概先后左右顺序，大致知道各个先生的草图如何，基准面如何确定，从而形成一个比清晰的设计思路。

　　辅助牵引装置整体结构如图5所示。

　　图5 辅助牵引装置整体结构

　　5 结语

　　移动式挤出设备辅助牵引装置设计的关键在于工作原理，方案确定以及传动机构的设计。用SOLIDWORKS三维实体建模直观地表达出牵引装置的结构和工作原理，在此基础上，对各个参数进行选择，并且制作移动式挤出设备辅助牵引装置装配图和零件图，更准确地表达各个部件之间和的位置关系传动关系。