CN1042479A - 多轴复合运动式行星搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多轴、多速、搅拌轴做多种复合运动的行星搅拌装置，特别适用于将固体颗粒在粘稠液体中进行分散的搅拌。本装置通过机械的或液压的往复机构在既自转又绕中心轴公转的行星搅拌轴上附加了往复运动，并使搅拌桨的搅拌轨迹为不重合的空间轨迹。改变了以往单一运动的平面搅拌方式，有效地克服了搅拌槽内的死区，增加了混合效能，提高了产品质量。对涂料行业中高粘度液体有良好的搅拌效果。

Description

本发明涉及一种多轴、多速，搅拌轴作多种复合运动的行星搅拌装置。特别适用于将固体颗粒在粘稠液体中进行分散的搅拌。

目前用于液体搅拌一般为单固定轴搅拌机。有的液体搅拌把单轴改为多轴、多速搅拌机，这种装置虽然提高了搅拌效率，但仍属固定轴单一运动式的搅拌方式，因此在槽内某些部位存在搅拌死区。日本浅田株式会社及新加坡NISSEIENGINEERING    CO.PTE    LTD公司的产品样本介绍了一种两轴行星式搅拌机。

附图4是该机的工作原理图。

附图5是行星搅拌桨在搅拌平面的搅拌轨迹示意图。

如附图4所示：该装置由实心轴11上的齿轮12与齿轮13啮合，带动行星搅拌轴20作高速自转。行星搅拌轴偏心地安装在行星齿轮箱10上。行星齿轮箱与空心轴9联接，空心轴9被驱动做低速旋转，带动行星齿轮箱一起低速转动。这一运动使行星搅拌轴带动行星搅拌桨25作高速自转的同时又绕中心轴线低速公转。另外，行星齿轮箱的底部装有中心搅拌轴14，它带动搅拌浆27在搅拌槽26壁附近作低速搅拌。该搅拌装置改变了固定轴搅拌方式，使搅拌浆在搅拌平面内做自转的同时又绕中心轴公转，其搅拌轨迹如附图5所示。显然，这种搅拌方式大大改善了搅拌平面内的混合效能，但是由于搅拌桨仅在同一平面内运动，在槽底及液面附近还存在着搅拌死区，而且料液上下循环量较小，尤其是在搅拌粘稠液体时，其搅拌方式还有待改进。

本发明的目的：是在既作高速自转又绕中心轴线公转的行星搅拌轴上附加往复运动，变平面搅拌为空间搅拌并使搅拌桨在槽内每次均不重合的空间轨迹上搅拌物料，从而消除槽底及液面附近的死区，增加料液的上、下循环量，提高混合效能。

为了实现上述目的，本发明采用机械或液压机构带动行星搅拌轴做上、下往复运动。其中采用的机械机构优先采用空间凸轮-导杆-摆杆机构。实施要点是：

a.在带动行星齿轮箱做低速转动的空心轴的轴承座外侧（或空心轴上），通过轴承安装一可转动的空间凸轮，该凸轮的上端是具有一定齿数的齿轮，与另一主动齿轮啮合，使凸轮相对于空心轴作转动。其转速与空心轴的转速控制在一定差值范围内。

b.在行星齿轮箱上装有可作上、下运动的导杆，其端部与转动着的空间凸轮工作面接触，而被带动作上、下往复运动，在导杆中段适当位置通过销轴与一摆杆联接，摆杆一端与固定在行星齿轮箱上的支架铰接，另一端拨动与推力轴承外圈座固定在一起的销轴，通过推力轴承将上、下往复运动传至旋转着的行星搅拌轴上，这样往复运动的导杆使摆杆作摆动，摆杆将运动放大后，通过推力轴承传给行星搅拌轴。

c.行星搅拌轴采用可沿轴套滑动的滑动轴，如花键套与花键轴，花键套通过轴承偏心安装在行星齿轮箱上，实心轴把高速转动传递到花键套，带动花键轴做高速自转。花键轴在高速自转的同时随行星齿轮箱公转，又被摆杆带动做一定规律的上下往复运动。保证了其下端部安装的搅拌浆走过的轨迹为不断变换位置的空间轨迹。

d.本发明为了使搅拌浆在空间的搅拌轨迹不重合，要控制转动凸轮与行星齿轮箱（或空心轴）间的转速比，其控制的范围是：使行星搅拌浆在搅拌槽内前次最高（或最低）点相对于本次最高（或最低）点间的中心角度差不能整除360度。

下面结合附图对本发明做详细公开。

附图1    是本发明的结构示意图。

附图2    是采用圆柱沟槽式凸轮机构的结构示意图。

附图3    是采用具有往复活塞的油缸机构的结构示意图。

如附图1所示：本发明是这样实施的。花键套24被实心轴11经齿轮12及齿轮13带动作高速旋转，花键套又带动花键轴20作高速自转。花键套通过轴承偏心地安装在行星齿轮箱10上。行星齿轮箱与空心轴9连接。电动机2通过齿轮3驱动空心轴及行星齿轮箱低速旋转。这一运动使得作自转的花键轴又随行星齿轮箱绕中心轴线作低速公转。此外，行星齿轮箱通过轴14，带动搅拌桨27，在搅拌槽26壁附近低速搅拌。为了在花键轴上再附加往复运动，在空心轴的轴承座21外侧（或空心轴上）通过轴承16安装一可转动的空间凸轮4。本发明采用的是单工作面，双波形的空间凸轮。凸轮上开有轮齿，与装在电机2上的齿轮17啮合而被带动作相对于空心轴的转动。其工作面与顶杆5端部的滚轮23接触，顶杆5可在固装于行星齿轮箱上的导轨22里滑动，并带有复位弹簧8。空间凸轮带动顶杆5按一定规律做上、下往复运动。顶杆中部适当位置用销轴6与摆杆7联接，使摆杆摆动，摆杆也装在行星齿轮箱上，它一端与固定在行星齿轮箱上的支架铰接，另一端拨动与推力轴承19外圈座固定在一起的销轴18，推力轴承装在行星搅拌轴头上，这样，摆杆把往复运动放大后通过推力轴承将上、下往复运动传给旋转着的花键轴20上。

在花键轴下端装有齿盘式搅拌桨25，它随花键轴作高速自转的同时，绕中心轴线公转，还沿花键套在搅拌槽内做往复运动，因此其搅拌轨迹为不断变换位置的空间轨迹。为了使每条搅拌轨迹不重合，增强混合效能，本发明通过控制齿轮17与凸轮4上部的齿轮的齿数比及齿轮15与齿轮3的齿数比的方法，使转动凸轮与行星齿轮箱有一定差速。这两对齿轮的齿数比的选择条件是：使搅拌桨在槽内本次最高（或最低）点相对与前次最高（或最低）点间的中心角度差不能整除360度。

以上所述的空间凸轮还可以用双工作面的圆柱沟槽式凸轮机构代替，如附图2所示，圆柱沟槽式凸轮29的沟槽与导杆28相配，导杆在固定于行星齿轮箱上的导轨22中按一定规律做往复运动。导杆用销轴6与摆杆7联接，摆杆将放大的往复运动传到花键轴20上。

以上所述的两种凸轮可为单波形的，也可为多波形的。

本发明若采用具有往复活塞的油缸机构实施时，其要点是：（如图3所示）。

在机架1上装一具有往复活塞的油缸30，油缸的活塞杆31端部固定联接一横杆32。活塞杆通过横杆带动轴承33外座上、下往复运动，往复力通过滚珠传至轴承内圈，轴承内圈与装在空心轴9上的轴套34配合，轴套与空心轴之间装有滑键，因此轴套不但与空心轴同速旋转，还可沿空心轴做往复运动。轴套一侧伸出一悬臂35，其外端通过双向推力轴承19与行星搅拌轴20（花键轴）联接，带动它做往复运动。

为了使搅拌桨在不重合的空间轨迹上作搅拌运动，可以通过调速阀控制往复速度使其和行星减速箱的公转速度有适当比值，其调整范围是：使搅拌桨在槽内前次最高.（或最低）点相对与本次最高（或最低）点的中心角度差不能整除360度。

还可以通过调整行程开关位置的办法控制往复油缸的行程，达到调节花键轴行程的目的。

本发明的效果：

本发明采用机械或液压机构在既自转又公转的行星搅拌轴上附加了往复运动，使以往作单一运动形式的搅拌变为空间复合运动式搅拌，而且保证了搅拌桨在空间的轨迹每次均不重合，使搅拌槽内的搅拌死区减至最小程度，缩短了搅拌混匀时间。使单位质量物料混匀所需消耗的搅拌功耗减少，产品质量提高。对涂料行业中高粘度（20000～40000cp）液体（如铅笔漆等）有良好的搅拌效果。

Claims (6)

1、一种多轴、多速、搅拌轴作多种复合运动的行星搅拌装置，该装置是由实心轴，空心轴，行星齿轮箱，中心搅拌轴及其搅拌桨，搅拌槽，以及偏心装在行星齿轮箱上既作自转又绕中心轴作公转的行星搅拌轴组成，其特征在于：

a)在低速旋转的空心轴的轴承座外侧(或空心轴上)，通过轴承装有可转动的空间凸轮，该凸轮上部开有轮齿，与一主动齿轮啮合，

b)行星齿轮箱上装有导轨，导轨中有可作上下运动的导杆，其顶端与凸轮工作面接触，中段适当位置与摆杆用销轴联接，摆杆一端与固定在行星齿轮箱上的支架铰接，另一端通过推力轴承与行星搅拌轴联接，

c)行星搅拌轴是装在轴套中的可滑动轴，轴套通过轴承偏心地安装在行星齿轮箱上，

d)空心轴上部轴头处装有齿轮与另一主动轮啮合，其齿数比与凸轮上部齿轮及其主动轮的齿数比的选择条件是：使搅拌桨在搅拌槽内前次最高(或最低)点相对于本次最高(或最低)点的中心角度差不能整除360度。

2、根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述的空间凸轮可为单工作面的空间凸轮，导杆是用弹簧复位的顶杆，其顶部的滚轮与凸轮的工作面接触。

3、根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述的空间凸轮可为双工作面的圆柱沟槽式凸轮，装在导轨中的是导杆。

4、根据权利要求2、3所述的空间凸轮，其特征是，该凸轮是双波形的，或单波形的。

5、根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述的装在轴套里的可滑动轴为装在花键套里的花键轴。

6、一种多轴、多速，搅拌轴作多动复合运动的行星搅拌装置，该装置包括：实心轴，空心轴，行星齿轮箱，中心搅拌轴及其搅拌浆，搅拌槽，以及偏心装在行星齿轮箱上既作自转又绕中心轴公转的行星搅拌轴，其特征在于：

a）机架上固装着具有往复活塞的油缸，油缸的活塞杆端部固定联接一横杆，横杆与轴承外圈联为一体，轴承内圈与装在空心轴上的可滑动轴套配合，轴套外侧伸出一悬臂，其外端通过双向推力轴承与行星搅拌轴联接，

b）活塞的往复速度和行星齿轮箱公转速度间的比值的选择范围是：使搅拌桨本次最高（或最低）点相对于前次最高（或最低）点的中心角度差不能整除360度。

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