UD行（háng）星錐盤減變速機應用單螺杆泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市鎮（zhèn）海減變速（sù）機製造有限公司   詹龍海、黃（huáng）吉平

前言：

      單螺杆泵由於其結構及工作特性，相（xiàng）應（yīng）驅動機構有一些基本要求：啟動力矩大，過載保護性強，流量調節簡單，耐腐蝕性（xìng）好，轉速n2≤800r/min等要求。目前，常用的（de）驅動源為：多極（如六極（jí）、八極）電機直接驅動；電機+減速機組成的減速驅動；變（biàn）頻器（qì）+電機+減速機組成的變頻變減速驅動；電磁調速（sù）+電機（jī）+減（jiǎn）速機組成的電磁變減速驅動（dòng）；電機+UD行星錐盤（pán）減變速機組成的機械變（biàn）減速驅（qū）動。螺杆泵生產廠家（jiā）針對不（bú）同的工況和用戶要求而來進行各種驅動配（pèi）置，取（qǔ）得了不同的經驗和收獲。其（qí）中UD行星錐盤減變速機應用於單螺杆泵,由（yóu）於各種因素知者相對少，因此，作（zuò）者根據多年來應用結（jié）果的利弊對此驅動作一淺析。

一：UD行星減變速機的機械特性及工作原理：

    UD行星錐盤減變速機（國外稱Disco無級變速器），屬（shǔ）於行星式牽引無級變速器類，下為該產品的機械特性及工作原理：

1、機械特性：

   1）M—n2特性曲（qǔ）線：

     2）滑差率ε

ε：滑差率：表示變速（sù）器在運轉中（zhōng）實際輸出轉速與理論（lùn）輸出轉速之間形成一定的滑差。

ε=（1-n2/n02）×100%

n2：實際輸出轉速           n02：理論輸出轉速

UD行星錐盤減變速機（jī）滑差率在正常工作（zuò）中≤10%

     3）變速比Rb

Rb：表示變速器的（de）變速能力

Rb=n2max/n2min

n2max：最 高輸出轉速（sù）         n2min：最 低輸出轉速

 UD行星錐盤（pán）減變速機變速比在（zài）正常工作中Rb≤5

2、工作原理：

動力源由電機輸（shū）入帶（dài）動太陽輪,通過牽引液(潤滑油),帶動行星輪運動,行星輪在在自轉的同時並作公轉運動,通過滑塊（kuài）軸承帶動轉臂及輸出軸運轉,輸出動（dòng）力。通過調速裝置（zhì），改變（biàn）太陽輪與行星輪的接觸半徑，實現無級變速。在正常工作情況下，摩擦傳動之間隔（gé）著一層油膜（mó），動力是按主動件→油膜→從動件的路線傳遞（所謂的牽引傳動）。

二、UD行星錐盤減變速（sù）機應用單螺杆泵的特點：

1.    啟動（dòng）轉矩（jǔ）大：單螺杆（gǎn）泵啟動時，往往短時間（jiān）負載（zǎi）力矩很大，而（ér）UD行星錐盤減變速機驅動可（kě）以承受超負載工作，隻是表現在滑差率（lǜ）ε迅速增大，轉速明顯下降，但待外部（bù）負載正常後（hòu），滑差率回複正常值ε≤10%，，泵轉速也同時趨於正常（cháng）工作（zuò），既使啟動頻繁，也不嚴重影響的減變（biàn）速機（jī）的壽命。同時也可根據（jù）機械特性曲線，利用恒（héng）功率特性，在中速（sù）段（duàn）啟動，此時利用（yòng）輸出大轉矩（jǔ），克服（fú）單（dān）螺（luó）杆泵啟動的（de）超負載工況。

2.    適應（yīng）流量變化工況：單螺杆泵工作時，由於工況（kuàng）變化或者由於泵零（líng）部件磨（mó）損（sǔn）導致流量減少，需（xū）要調（diào）節泵轉的（de）流量，此時，轉動變速器手輪，改變太陽輪與行星輪的接觸半徑，變化輸出轉速，可以得到理想（xiǎng）的流量（liàng），調速機構為簡單的機械機構，不會受螺杆泵惡劣的工作環境（潮濕，汙染等（děng））的影響，特別是操作人員容易掌（zhǎng）握使用（yòng）。

3.    運動的特殊性保證產品的可靠（kào）性：UD行星錐盤（pán）減變速機驅動，根據其工作原理，並不是簡單的機械傳動，而（ér）是一種特殊的牽引（油液）傳動，因此對油液的牽引係數μ有很（hěn）大關聯，由廣州機械研究（jiū）院有限公司研製的Ub-3變（biàn）速器專用油，牽引係數μ=0、09~0、074，所有變速器運動件，在充滿油液環境下工作，而不是機（jī）械運動件的直接（jiē）接觸。其主要運（yùn）動件受到了良好的潤滑保護。

4.    過載保護性能好：當螺杆（gǎn）泵堵轉時，由於電（diàn）機輸出軸上的太陽輪與中間滾動體行星輪（lún）沒有（yǒu）直接剛性（xìng）聯（lián）接，而是通過牽引液的柔性聯接,過載堵轉時，油（yóu）液的（de）牽引（yǐn）力不足以驅動行星輪公轉,而產生打滑, 短時間內電機仍以恒（héng）定的轉速運轉，電機不會受到（dào）電流的極大衝擊,從（cóng）而電機能得到保,電機（jī）的壽命也較長。

5.    改善泵組的設備利用率：UD行星錐盤減變速機變速，變速比Rb一般（bān）為5，當轉速n2往下變化時，其輸出轉矩M也隨之增大，當負載變大（dà），適當調慢轉速，仍能使螺杆泵正常工作。或定子轉子磨損大時，容（róng）積效率ηv低下時，適當提高轉速n2，可保持流量的穩定,這樣可提高泵組的設備利用率。

6、 改善泵（bèng）組的（de）設備經濟性：UD行星錐盤減變速機與單螺杆泵的組合進行整體優化，減變速機設置推力（lì）軸承承受（shòu）螺杆（gǎn）泵工作時產生的軸向推（tuī）力，泵省略軸承座；減變速機的輸出結構采用肖孔方案與螺杆泵聯接，省略聯軸器結構，簡（jiǎn）化裝（zhuāng）配工藝，提高對（duì）中性。泵組結構優化後，不僅減少成本，而且能提（tí）高泵組的工作精度。

三：UD行星錐盤減變速機（jī）應用單螺杆泵的問題：

1、設計選型的的（de）問題

案例：山東某工程采購一批（pī）UD行星錐盤減變速機驅動單（dān）螺（luó）杆（gǎn）泵

設計（jì）要求：輸送介質：工業生化汙泥     Q= 2 ~ 12  m3/h  

設計選型: UDY7.5-100

型號（hào）表述（shù）: UD行星變速器(基本型,無減速（sù）裝置),電機功率：P=7.5Kw, 四極，輸出轉速n= 100-500r/min 臥式（shì）聯軸器聯接結構

問題：工程交付（fù）後,實（shí）際需要流量（liàng）為2~3 m3/h,泵工作點轉速100 r/min

使用2-3月後,變速器發現（xiàn）噪（zào）音,仍使用後不久（jiǔ）,變速器傳動（dòng）失效。電機轉，輸出部分（fèn）不轉。用戶認為產品問題，提出投訴。

分析：經檢測，由於（yú）變速器工作點為極限低速，根據M—n2特性曲線，此時效率η為最（zuì） 小，滑差率ε最 大，磨損嚴重，壽命極（jí）短（duǎn）。

原因：選型時，確定（dìng）參數不準，對變速器性能（néng）不明。

對策：經與用戶協商，采用減小功（gōng）率，采（cǎi）用P=5.5Kw,六極電（diàn）機，降低變速器輸出（chū）轉速，工作（zuò）點右移。經重（chóng）新換電機，泵組工作運作數年正常。

 2、管理使用的問題

案例：浙江某水處理公司，進（jìn）口水處理設（shè）備，運行2-3年後，發現壓濾機、加藥泵等（děng）一批泵組設備接連不斷損壞。與進口商聯係未果，嚴重影響水處理工程運（yùn）作。用戶對國外產品質量嚴重懷疑。

分析：經國內傳動專業廠（chǎng）家現場檢測，眾多的驅動源均采用行星錐盤減變速機。事故原（yuán）因對此（cǐ）類型產品（pǐn）不了解，蔬於管理，缺油或加注高（gāo）粘度油液（yè），導致傳動失效。

原因：結構不（bú）明（míng），使（shǐ）用管理不當。

對策：迅速更換變速專用油，檢查工作點，並按工（gōng）況（kuàng）要求作轉速調整，流量趨於符合要求，產品經全麵（miàn）正常管理（lǐ）使用，多（duō）年來設備運作正常。

結束語：

UD行星錐盤減變速機應用單螺杆泵，從多年來的（de）實際應用結果（guǒ）來分析，由（yóu）於產品的特（tè）殊性能，能很好（hǎo）地讓泵（bèng）組（zǔ）發揮（huī）其設備價值，但同（tóng）時要求對產品的結構性（xìng）能需要明確的了解，並加以正確的管理，否則容易出現問題，造成產品的損壞。因此，對此項目的推廣應用，必須（xū）有（yǒu）前期的專（zhuān）業知識普及工作，否則，容易功虧一簣，適（shì）得其反。作者對UD行星錐盤減變（biàn）速機作為單螺杆泵的驅動源的利弊作一淺析，供同仁參考。