UD行星錐（zhuī）盤減變速機應用單螺杆泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市鎮海減變速機製造有限公（gōng）司   詹龍海、黃吉平

前言：

      單螺杆泵由於其結構及工作特性，相（xiàng）應驅動機（jī）構有一些基本（běn）要（yào）求：啟動力矩大，過載（zǎi）保護性強，流量調節簡單，耐腐蝕性好，轉速（sù）n2≤800r/min等要求（qiú）。目（mù）前（qián），常用的驅動源為：多（duō）極（如六極、八極（jí））電機直接驅動；電機+減速機組成的減速驅動；變頻器+電機+減速機組成的變（biàn）頻變減速驅動；電磁（cí）調（diào）速+電（diàn）機+減速機組成的電磁（cí）變減速驅動；電機+UD行星錐盤減變速機組成（chéng）的機（jī）械變減速驅動。螺（luó）杆泵（bèng）生產廠家針對不同的工況和用戶要求而來進（jìn）行各種驅動配置，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,由於各種因素知者相對少，因此，作者根據多年來應用結果的利（lì）弊對此驅動作一淺析。

一：UD行星減變速機的（de）機械（xiè）特性及（jí）工（gōng）作原理：

    UD行星錐盤減變速機（國外稱Disco無級變速器），屬於行星式牽引（yǐn）無級變速器類，下為該產品的機（jī）械特性及工作原（yuán）理（lǐ）：

1、機械特性：

   1）M—n2特性曲線：

     2）滑差率ε

ε：滑差率：表示變速器在運轉中實際輸出轉速與理論輸出轉速之間形成一定的滑差。

ε=（1-n2/n02）×100%

n2：實（shí）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（zài）正（zhèng）常工作中≤10%

     3）變速比Rb

Rb：表示變速（sù）器的變速（sù）能力

Rb=n2max/n2min

n2max：最 高輸出轉速         n2min：最 低輸出轉速

 UD行星錐盤減變速機變速比在正常工作中Rb≤5

2、工作原理：

動力源（yuán）由電機輸入帶動太陽（yáng）輪,通過牽（qiān）引液(潤滑油),帶動行（háng）星輪（lún）運動,行星輪在在（zài）自轉的同時並作公（gōng）轉運動,通過滑塊軸承帶動轉臂（bì）及輸出軸運轉,輸出動力。通過調速裝置，改（gǎi）變太陽輪與行星輪的接觸半（bàn）徑，實現無（wú）級變速。在正常工作情況下，摩擦傳動之（zhī）間隔著一層油膜，動力是按主動件→油膜→從動（dòng）件（jiàn）的路線傳遞（dì）（所謂的（de）牽引傳動）。

二、UD行星錐盤減變速機應（yīng）用單螺杆泵的特點：

1.    啟動轉矩大：單螺杆泵啟動時，往往短時間負載力矩（jǔ）很大，而UD行星錐盤減變速機驅動可以承（chéng）受超負載工作，隻是表現在滑差率ε迅速增大，轉速明顯下降，但（dàn）待外（wài）部負載正常後，滑差率回複正（zhèng）常值ε≤10%，，泵轉速也同時趨於正常工作，既使啟動頻繁（fán），也不嚴（yán）重影響的減變速機的壽命。同時（shí）也（yě）可根（gēn）據機械特性（xìng）曲線，利用（yòng）恒功率特性（xìng），在（zài）中速段啟動，此時利用輸出大轉矩，克服單螺杆泵啟動的超負載工（gōng）況。

2.    適（shì）應流量（liàng）變（biàn）化（huà）工（gōng）況（kuàng）：單螺杆泵工作時（shí），由於工況變化或者由於泵零部件磨損導致流量減少，需要調節泵轉的流量，此時，轉動變速器手輪（lún），改變（biàn）太陽輪與行星輪的接觸半徑（jìng），變化輸出轉速，可以得到理（lǐ）想的（de）流量，調速機（jī）構為簡（jiǎn）單的機（jī）械機構，不會受螺杆泵惡劣的工作環境（jìng）（潮濕，汙染等）的影響（xiǎng），特（tè）別是操作人員容易掌（zhǎng）握使用。

3.    運動的特殊性保證產品的可靠性：UD行星錐盤減變速機驅（qū）動（dòng），根據其工作原（yuán）理，並不是簡單的（de）機械傳動，而是一種特殊（shū）的牽引（油液）傳動，因此對油液的牽引係數（shù）μ有很大關（guān）聯，由（yóu）廣州機械研究院有限公司研製的（de）Ub-3變速器專用油，牽引係數μ=0、09~0、074，所有變速器運動件，在充滿油（yóu）液環境下工作，而不是機（jī）械運動件的直接接觸。其主要運動件受到了良好的潤滑保護。

4.    過載（zǎi）保（bǎo）護性能好：當螺杆泵堵轉時，由於電機輸出軸上的（de）太陽輪與中間（jiān）滾動體行星輪沒有直接剛（gāng）性聯接，而是（shì）通過牽引液的柔性聯接,過載（zǎi）堵轉時，油液的牽引力不（bú）足以驅動行星輪公轉（zhuǎn）,而產（chǎn）生打滑, 短時間內電機仍以恒定的轉速運轉，電機不會受到電（diàn）流的極大衝擊,從而電機能得到（dào）保,電（diàn）機的壽命也較長。

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（dāng）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（zǐ）磨損大時（shí），容積效率ηv低下時，適當提高轉速n2，可保持流量的穩定（dìng）,這樣可提高泵組（zǔ）的設備利（lì）用率。

6、 改善泵組的（de）設備經濟性：UD行（háng）星錐（zhuī）盤減變速機與單螺杆泵的組合進行整體優化，減變速機設置推力軸承承受螺杆泵（bèng）工（gōng）作時產（chǎn）生的軸向推力，泵省略軸承座；減變速機的輸出結構采用（yòng）肖孔（kǒng）方案與螺杆（gǎn）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（jiǎn）少成本，而且能（néng）提高泵組的工作精度。

三（sān）：UD行星錐盤減變（biàn）速機應用單（dān）螺杆泵的問題（tí）：

1、設（shè）計選型（xíng）的的問題

案例：山（shān）東（dōng）某工程采（cǎi）購一批UD行星錐盤減變速機驅動單螺杆泵

設計要求：輸送介（jiè）質：工業生化（huà）汙泥     Q= 2 ~ 12  m3/h  

設計選型: UDY7.5-100

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

問題：工程交付後,實際（jì）需（xū）要流量為2~3 m3/h,泵工作點轉速100 r/min

使用2-3月後,變（biàn）速器發現噪音,仍使（shǐ）用後（hòu）不久,變速器傳動失效。電機轉（zhuǎn），輸出部分不轉。用戶認為產品問題，提出投訴。

分析：經檢測，由於變（biàn）速器工作點為極限（xiàn）低速，根據M—n2特性曲線，此時（shí）效率η為最 小，滑差率ε最 大，磨損嚴重，壽命極短。

原因：選型時，確（què）定（dìng）參數不準（zhǔn），對變速器性能不明。

對策（cè）：經與用戶協商（shāng），采用減小功率，采用P=5.5Kw,六極電機，降低變（biàn）速器輸（shū）出轉速（sù），工作點（diǎn）右移。經（jīng）重新換電機，泵組工作運（yùn）作數年正（zhèng）常（cháng）。

 2、管理使用（yòng）的問題

案（àn）例：浙江某水處理公司，進口水處理設備，運行2-3年後，發現壓濾機、加藥泵等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作。用戶對國外產品質量嚴重懷疑。

分析：經國內傳動專業（yè）廠家現場檢測，眾多的驅動源均采用行星錐盤（pán）減變速機。事故原因對此類型（xíng）產品不了（le）解，蔬於管理（lǐ），缺（quē）油或加注高粘度油液，導致傳動失效。

原因：結構不明，使用管理不當。

對策：迅速更換變（biàn）速專用油，檢查工作點，並按（àn）工況要求作轉速調整（zhěng），流量趨於符合要求，產品經全麵正常管理使用，多年（nián）來設備運作正常。

結束語：

UD行星錐盤（pán）減變速（sù）機應用單螺杆泵，從多年來的實際（jì）應（yīng）用結（jié）果來分析，由於產（chǎn）品的特殊性能，能很好（hǎo）地讓泵組發揮其設備價值，但同時要求對（duì）產品的結構性能需要明確的了解，並加（jiā）以正確的管理，否則容易出現問題，造成產品的損壞。因此，對（duì）此項目的推廣應用，必（bì）須（xū）有前期的專業知識普及工（gōng）作，否則，容（róng）易功虧一簣，適得其反。作者（zhě）對UD行星錐（zhuī）盤減變速機作為單（dān）螺杆泵的驅動源的利弊作一淺析，供同仁參考。