UD行星錐盤減變速機應用單螺杆（gǎn）泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市（shì）鎮（zhèn）海減變速機製造有限公司   詹龍海、黃吉（jí）平

前言：

      單螺杆泵由於其結構及工作特性，相應驅動機構（gòu）有一（yī）些基本要求：啟動力（lì）矩大，過載保（bǎo）護性強，流量調節（jiē）簡單，耐腐蝕性好，轉速n2≤800r/min等要（yào）求。目前，常用的驅動源為：多極（如六極、八極）電機直接驅動；電機+減速機組成的減速驅動；變頻器（qì）+電機+減（jiǎn）速機組成的變頻變減速（sù）驅動；電磁調速（sù）+電機+減速機組成的電磁變減速驅動；電機（jī）+UD行星錐盤減變速機（jī）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來進行各種驅動（dòng）配置，取得（dé）了不同的經驗和收獲。其中UD行星錐盤減變速機應（yīng）用於單螺杆（gǎn）泵,由於各種因素知者相對少，因此，作者根據（jù）多年來應用結果的利弊（bì）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（zhuī）盤（pán）減變速機（國外稱Disco無級變速器），屬於（yú）行星式牽引無級變速器類（lèi），下為該產品的機械特性及工作原理：

1、機械特性：

   1）M—n2特性曲線：

     2）滑差率ε

ε：滑差率：表示變速器在運轉中實（shí）際輸出轉速與理論輸出（chū）轉速之間形成一（yī）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（háng）星錐（zhuī）盤減變速機（jī）滑差率在正常工作中≤10%

     3）變速（sù）比Rb

Rb：表示（shì）變速器的變速能力

Rb=n2max/n2min

n2max：最（zuì） 高輸出轉速         n2min：最（zuì） 低輸出（chū）轉速

 UD行星錐盤減變速機變速比在正（zhèng）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（guò）牽引液(潤滑油),帶動行星輪運動,行星輪在在自轉的（de）同時並作公轉運（yùn）動,通過滑塊（kuài）軸承帶動轉臂及輸出（chū）軸運轉,輸出動力（lì）。通過調速（sù）裝置，改變太（tài）陽輪與行星輪的接觸半徑，實現無級（jí）變速（sù）。在正常工（gōng）作情況下，摩擦傳動之間隔著（zhe）一層油膜，動力是按主動件→油膜→從動（dòng）件的（de）路線傳遞（所謂的牽引傳動）。

二、UD行星錐盤減（jiǎn）變（biàn）速機應用單螺杆泵的特點：

1.    啟動轉矩大：單螺杆（gǎn）泵啟動時，往往短時間負載力矩很大，而UD行星錐盤減變速（sù）機驅動可以承受（shòu）超負載工作，隻是（shì）表現在滑差率ε迅速增大，轉速明顯下降，但待外部負載正常後，滑差率回複正常（cháng）值ε≤10%，，泵轉速也同時趨於正常工（gōng）作，既使啟動頻繁，也不嚴重影響的（de）減變（biàn）速機的壽命。同時也可根據機（jī）械（xiè）特性曲（qǔ）線，利用恒功率特性，在中（zhōng）速段（duàn）啟動，此時利用輸出大轉矩，克服單螺杆泵啟動的超負載（zǎi）工（gōng）況。

2.    適應流量變化工況：單（dān）螺杆泵工作時，由於工況（kuàng）變化（huà）或者由於泵零部件磨損導致流（liú）量減（jiǎn）少，需要調節泵轉的流量，此時，轉動變速器手輪，改變太（tài）陽輪與行星輪的接觸半徑（jìng），變化輸出（chū）轉速，可以得到理想的流量，調速機構為簡（jiǎn）單的機械機構，不會受螺杆泵惡劣的工作環境（潮濕，汙染（rǎn）等（děng））的影響（xiǎng），特別（bié）是操作（zuò）人（rén）員容易掌握使用。

3.    運動的特（tè）殊性保證（zhèng）產品的可（kě）靠性：UD行星錐盤減變速機驅動，根據其工作原理，並（bìng）不是簡單的機械傳動，而是一種特殊的牽引（油液）傳動，因此（cǐ）對油液的（de）牽引係數μ有很大關（guān）聯，由廣州機械（xiè）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，所有變速器運動件，在充（chōng）滿油液環境下工作，而不是（shì）機械運動件的直接接觸。其主要運動件受到了良好的潤（rùn）滑保護。

4.    過載保護性能好：當螺（luó）杆泵堵轉時，由於電機輸出軸上的太陽輪與中間滾動體行星輪（lún）沒有直接剛性聯接，而是通過牽引液的柔性聯接,過載堵轉時，油液的（de）牽引力不足以（yǐ）驅動行星輪公轉,而產生打滑, 短時間內電機仍以恒定的轉速運轉，電機不會受到電流的（de）極大衝擊,從而電機能得到保,電機（jī）的壽命也較（jiào）長。

5.    改善泵組的設備利用率：UD行星錐盤減變速機變速（sù），變速比Rb一般為5，當轉速n2往下變化時（shí），其輸出轉矩M也隨（suí）之增大，當（dāng）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，容積效率ηv低下時，適當提高轉速n2，可保持流量（liàng）的穩定,這樣可提高泵組的設備利用率。

6、 改善泵組的設備經濟性：UD行星（xīng）錐盤減變速機與單螺杆泵（bèng）的組合進行整（zhěng）體優化，減變速機設置推力軸承承受螺杆泵工作時產（chǎn）生的軸向推力，泵省略（luè）軸承座；減變（biàn）速機的（de）輸出結構采用肖孔方案與螺杆泵聯接，省略（luè）聯（lián）軸器結構，簡化裝配工藝，提高對中性。泵組（zǔ）結（jié）構優化後，不僅減少（shǎo）成本，而（ér）且能（néng）提高泵組的（de）工作精（jīng）度。

三：UD行星（xīng）錐（zhuī）盤減變速機應（yīng）用單螺杆泵的（de）問題：

1、設計選型的的問（wèn）題（tí）

案例（lì）：山東某工程采購一批UD行星錐盤減變速機驅動單螺杆泵

設計要求：輸（shū）送介質：工業生化汙泥     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,無減速裝置),電機（jī）功（gōng）率：P=7.5Kw, 四極，輸出轉速n= 100-500r/min 臥式聯軸器聯接結（jié）構

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

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

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

原因：選（xuǎn）型時（shí），確（què）定參數不準，對變速器性（xìng）能不明。

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

 2、管（guǎn）理（lǐ）使用的問題

案例：浙江（jiāng）某水處理公司，進口水處理設備（bèi），運行2-3年後（hòu），發現壓濾機、加藥泵等一批泵（bèng）組設備接連不斷損壞（huài）。與進口商聯係未果，嚴（yán）重影響（xiǎng）水處理工程運作。用戶對國外產品（pǐn）質（zhì）量嚴重懷疑。

分析：經國內傳動專業廠家現場（chǎng）檢測，眾多的驅動源均采用行星錐盤減變速（sù）機。事故（gù）原因對此類型產品不了解，蔬於管（guǎn）理，缺（quē）油或加注高粘度油液，導致傳動失效。

原因：結構不明，使（shǐ）用管理不當。

對策：迅速更換變速（sù）專用油，檢查工作（zuò）點，並按工況要求作（zuò）轉速調整，流（liú）量趨於符合要求（qiú），產品經全麵正常管理（lǐ）使用（yòng），多年來設備運作正常。

結束語：

UD行星錐盤減變速機（jī）應用單螺杆泵，從多（duō）年來（lái）的（de）實際應（yīng）用結果來分析，由於產品的特殊性能，能很好地讓泵組發揮（huī）其設備（bèi）價值，但（dàn）同時要求對產品的結（jié）構性能需要明確的了解，並加以正（zhèng）確的管理，否則（zé）容易出現問題，造成產品的損壞（huài）。因此，對此項目的推廣應用，必（bì）須有前（qián）期的專業知識普及工作，否則，容易功虧一簣，適得其（qí）反。作者對UD行星錐盤減變速機作為（wéi）單螺杆泵的（de）驅動（dòng）源（yuán）的利弊作一（yī）淺析（xī），供同仁參考。