UD行星錐盤減（jiǎn）變速機應用單螺杆泵淺析

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前言：

      單螺杆泵由於其結構及工作特性，相應驅動機構有一些基本要求：啟（qǐ）動（dòng）力矩大（dà），過載保護性強，流量調節簡（jiǎn）單，耐腐蝕（shí）性好，轉速n2≤800r/min等要求。目前，常用的驅動源為：多極（如六（liù）極、八極）電機直（zhí）接驅動；電機+減速機組成的減速驅動；變頻器+電機+減速機組成的變頻變減速驅動；電磁調速+電機（jī）+減速機（jī）組成的（de）電磁變（biàn）減速驅（qū）動；電機+UD行星錐盤減變速機組成的機械變減速驅動。螺杆泵生產廠家針對不同的工況和用戶要求而（ér）來進行各種驅動配置，取得了不同的經驗和收（shōu）獲。其中UD行星錐盤減變（biàn）速機應（yīng）用於單螺（luó）杆泵,由於各種（zhǒng）因素知者相對少，因此，作者根據多年來應用結果的利弊對此驅動作一淺析。

一：UD行星減變速機的（de）機（jī）械特性及工作原理（lǐ）：

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

1、機械特性：

   1）M—n2特性曲（qǔ）線：

     2）滑差（chà）率ε

ε：滑（huá）差（chà）率：表（biǎo）示變速器（qì）在（zài）運轉中實際輸出轉速與理論輸出（chū）轉速之間形成一定的滑差（chà）。

ε=（1-n2/n02）×100%

n2：實際（jì）輸出轉速           n02：理論輸出轉速

UD行星錐盤減變速機滑差率在正常工作中（zhōng）≤10%

     3）變速比（bǐ）Rb

Rb：表示變速器的變速能（néng）力

Rb=n2max/n2min

n2max：最 高（gāo）輸出轉速         n2min：最 低輸出轉速

 UD行（háng）星錐盤減變速機變速（sù）比在（zài）正常工作中Rb≤5

2、工作原理：

動力源由電機輸入帶動太陽輪,通過牽（qiān）引液(潤滑油),帶動行星輪運動,行星輪在（zài）在自轉的（de）同時並作（zuò）公轉（zhuǎn）運動,通過滑塊軸承帶動轉臂及輸出（chū）軸運轉,輸出（chū）動力（lì）。通過調速裝置，改變太陽輪（lún）與行（háng）星輪的接觸半（bàn）徑，實現無級變速。在正常工作情況下，摩擦傳動之間隔著一層油膜，動力是按主動件→油（yóu）膜→從動（dòng）件的路線傳（chuán）遞（所（suǒ）謂的（de）牽引傳動）。

二、UD行（háng）星錐盤減變速機應用單螺杆泵的特點：

1.    啟（qǐ）動轉矩大：單螺杆泵啟動（dòng）時，往往短時間負載（zǎi）力矩很大，而UD行星（xīng）錐盤減變速（sù）機驅動可以承受超負載工作，隻是表現在（zài）滑差率ε迅速增大，轉速明顯下降（jiàng），但待外部負（fù）載正常後（hòu），滑差率回複正常值ε≤10%，，泵轉（zhuǎn）速也同（tóng）時趨於正常工作，既使啟動頻繁，也不嚴重影響的（de）減變速（sù）機的壽命。同時也可根據機械特性曲線，利用恒功率特性，在中速（sù）段啟動，此時利用輸出大轉矩，克服（fú）單螺杆泵（bèng）啟動的超負（fù）載工況。

2.    適應流量變化工況（kuàng）：單螺杆泵工作時，由於工況變化或者由於（yú）泵零部（bù）件（jiàn）磨損導致流量減少（shǎo），需要調節泵轉的流量，此時，轉動變速器（qì）手輪，改變太陽輪與行星輪的接觸半徑，變化輸出轉速，可以得到理想的流量，調速機（jī）構為簡單的機械機構，不會受（shòu）螺杆泵惡劣的工（gōng）作環境（潮濕，汙染等）的影響，特別是操作人員容易掌握使用。

3.    運動的特殊性保證產品的可靠性：UD行（háng）星錐盤減變速機驅動，根據其工（gōng）作（zuò）原理，並不是簡單的機（jī）械傳動，而是一種特殊的牽引（油液）傳動，因此對油液的牽引（yǐn）係數μ有很大關聯，由廣州（zhōu）機械研究院有限公司研製的Ub-3變速器專用（yòng）油，牽引係數μ=0、09~0、074，所有變（biàn）速器運動件，在充滿油液環境下（xià）工作，而不是機械運動件的直接接觸。其主要（yào）運動件受（shòu）到了良好的潤滑保護。

4.    過載保護性能好：當螺杆泵堵轉時，由於電機輸出軸上（shàng）的太陽輪與中間滾動體行星輪沒有直接剛性聯接，而是通過牽引液（yè）的（de）柔性聯接,過載堵（dǔ）轉時，油液的牽引力（lì）不足以驅動行星輪公轉,而產（chǎn）生打滑, 短時間內電機仍以恒定的轉速（sù）運轉，電（diàn）機不會受到（dào）電流的極大衝擊,從而電（diàn）機能得到保,電機的壽命也較長。

5.    改善泵組的設備利用率：UD行（háng）星錐盤減變速機變速，變（biàn）速比Rb一般為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，適當調慢轉速，仍能使螺杆泵正常工作。或定子轉子磨損（sǔn）大時，容積效率ηv低下時，適當提高轉速n2，可保持流量的穩定,這樣（yàng）可提高泵組的設備（bèi）利用率。

6、 改善泵組的（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（yōu）化，減變速（sù）機設置推力軸承承受（shòu）螺杆泵工作時產生的軸（zhóu）向（xiàng）推力，泵省略軸承座；減變速機（jī）的輸出結（jié）構采用肖孔方案與螺杆泵聯接，省略聯軸器結構，簡化裝配工藝，提高對中性。泵組結構優化後，不僅減少成本，而且能提高泵組的工作精度。

三：UD行星（xīng）錐盤減變速機（jī）應用單螺杆泵的問題：

1、設計選型的的問題

案例：山東某工程采購一批UD行星（xīng）錐盤減變速機驅動單（dān）螺杆泵

設計要（yào）求：輸送介質：工（gōng）業生化汙泥     Q= 2 ~ 12  m3/h  

設計選型: UDY7.5-100

型號表述: UD行（háng）星變速器(基本型,無減（jiǎn）速裝置),電機功（gōng）率：P=7.5Kw, 四極，輸出轉速n= 100-500r/min 臥式聯（lián）軸（zhóu）器聯接結構

問題：工程交付後,實際需要流量為2~3 m3/h,泵工作點轉（zhuǎn）速100 r/min

使用2-3月後,變速器發現噪音,仍（réng）使用後不久,變速器（qì）傳動失效。電機轉（zhuǎn），輸出部分不轉。用（yòng）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（xiào）率η為最 小，滑差率ε最 大，磨損嚴重，壽命極短。

原因：選型時，確定參數不準，對變速器性能不（bú）明。

對策：經與（yǔ）用戶協商（shāng），采用減小功率，采用P=5.5Kw,六極電機（jī），降低變速器輸出（chū）轉速，工作點右移。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（lì）：浙江某水處理公司，進口水處理（lǐ）設備，運行2-3年後，發現（xiàn）壓（yā）濾機、加藥泵等（děng）一批泵組設備接連不斷損（sǔn）壞。與進口商聯係（xì）未果，嚴重影響（xiǎng）水處理工程運作。用戶對國外產品質（zhì）量嚴重懷疑。

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

原因：結構（gòu）不明，使用管理不當。

對策：迅速更（gèng）換變速專用油，檢查工作點，並按工況要求作轉速調整，流量趨於符合要求，產品經全（quán）麵正常管理使用，多年來（lái）設（shè）備運作（zuò）正常。

結束語：

UD行星錐（zhuī）盤減變（biàn）速機應用單螺杆泵，從多年來的實際應用結果來分析，由於產品的特殊性能，能很好地讓泵組發揮其設備（bèi）價值，但同時要求對產品的結構性能需要明確的（de）了解，並加以正確的管（guǎn）理，否則容易出現問題，造成產（chǎn）品的損（sǔn）壞。因（yīn）此，對此項目的推廣應用，必須有前期的專業知識普及工作，否則，容易功虧一簣，適得其（qí）反（fǎn）。作者對UD行星錐盤（pán）減變速機作為單螺杆（gǎn）泵（bèng）的驅動源的利弊作一淺析，供同仁參考。