UD行星錐盤減（jiǎn）變速機應用單螺杆泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市鎮亚洲色精品三区二区一区變速機製造有（yǒu）限公司   詹龍海、黃吉平

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）動力矩大，過載保護（hù）性強，流量調節簡單，耐腐蝕性（xìng）好，轉速n2≤800r/min等要求。目前，常用的驅動源為：多極（如六極、八極）電機直接驅動；電（diàn）機+減速機組成的減速驅動；變頻器+電（diàn）機+減速機（jī）組成的變頻變減速驅（qū）動；電磁調（diào）速+電機+減速（sù）機組成（chéng）的電（diàn）磁變減速驅動；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（jiā）針對不同的工況和用戶要求（qiú）而來進行各種驅動配置，取得了不同的經驗和收獲（huò）。其中UD行星錐（zhuī）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（cǐ），作者根據多年來應用結果的利弊對此驅（qū）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），屬於（yú）行星式牽引無級變速器類，下（xià）為該產品的機械特性及工作原理：

1、機械特性：

   1）M—n2特性（xìng）曲線：

     2）滑差率ε

ε：滑差（chà）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（huá）差。

ε=（1-n2/n02）×100%

n2：實際輸（shū）出轉速           n02：理論輸出轉（zhuǎn）速

UD行星錐盤減變（biàn）速機滑差率在正常工作中≤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         n2min：最 低輸（shū）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（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（zuò）公轉運動（dòng）,通過滑塊軸承帶動轉臂及輸出軸運（yùn）轉,輸出動力。通過調速裝置，改變太陽輪與行星輪的接觸半徑，實現（xiàn）無級變（biàn）速。在正常工作情況（kuàng）下，摩擦傳（chuán）動之間隔著一層油膜，動力（lì）是（shì）按主動件→油膜→從動件的路線傳遞（所謂的（de）牽引傳動）。

二、UD行星（xīng）錐盤減（jiǎn）變（biàn）速（sù）機應用單螺杆泵的特點：

1.    啟動轉矩大：單螺杆泵啟動（dòng）時，往往短時間負載力矩很大，而（ér）UD行星錐盤減變速機驅動（dòng）可（kě）以承受超負載工作（zuò），隻是表現在滑差率ε迅速增大，轉速明顯下（xià）降，但待外部負載正常後（hòu），滑差率回複正常值ε≤10%，，泵轉速也同時趨於正常（cháng）工作，既使啟動頻（pín）繁，也不嚴重影響的減變速機的壽命。同時（shí）也可根據機械特性曲線，利用恒功率特（tè）性，在中速段啟動，此（cǐ）時利用輸出大轉矩，克（kè）服單螺杆泵（bèng）啟動的超負載工況。

2.    適應流量變化工況：單螺杆泵工作時，由（yóu）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（shí），轉動變（biàn）速器手輪，改變太陽輪與行星輪的接觸半徑，變（biàn）化（huà）輸出轉速，可以得（dé）到理想的流量，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）的影響，特別是操作人員容易掌（zhǎng）握使用。

3.    運動的特殊性保證產（chǎn）品的可靠性：UD行星錐盤減變速（sù）機驅動，根據其工（gōng）作（zuò）原理，並不是簡單的機械傳動，而是一（yī）種特殊的牽引（yǐn）（油（yóu）液）傳動，因此對油液的（de）牽引係數μ有很大關（guān）聯，由廣州機械研究院有限（xiàn）公司（sī）研製的Ub-3變速器專用油，牽引係數μ=0、09~0、074，所有變（biàn）速器運動件，在充滿油（yóu）液環境下工作，而（ér）不是機械運動件的直接接觸。其主要運動件受到了良好（hǎo）的潤滑保護。

4.    過載（zǎi）保護（hù）性能好：當螺杆泵堵轉時，由於電機輸出軸上的太陽（yáng）輪與中間滾動（dòng）體（tǐ）行（háng）星輪沒有（yǒu）直接剛性聯接，而是通過牽引液的柔性聯接,過載堵轉時，油液的牽引力不足以驅動行星輪公轉,而產生打滑, 短時（shí）間（jiān）內電（diàn）機仍以恒定的轉速運轉，電機不會受到電流的極大衝擊,從而電機能得到（dào）保,電機的壽命也較長（zhǎng）。

5.    改善泵組的設備利用率：UD行星錐盤減（jiǎn）變速機變速，變速比Rb一般為5，當轉速n2往下變（biàn）化時，其輸出轉矩M也隨之增大，當負載變大，適當（dāng）調慢轉速（sù），仍能（néng）使螺杆泵正（zhèng）常工作。或定子轉子磨（mó）損大時，容積效率ηv低下時，適當提高轉速n2，可保持（chí）流量的穩定,這樣可提高泵組（zǔ）的（de）設備利用率。

6、 改善泵組的設備經濟性：UD行星錐盤減變（biàn）速機與單螺杆泵（bèng）的組合進（jìn）行（háng）整體優化，減變速機設置推力軸承（chéng）承受螺杆泵工作時產生的軸向推力，泵省略（luè）軸承座；減變速（sù）機的輸出結構（gòu）采用肖（xiāo）孔方案與螺杆泵聯接，省略聯軸器結構，簡化裝配工藝，提高（gāo）對中性。泵組結構優化後，不僅減少成本，而（ér）且能提高泵組的工作精度（dù）。

三：UD行星錐盤減變速（sù）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（cǎi）購一批UD行星錐盤減變速機驅動單螺杆（gǎn）泵

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

設計選型: UDY7.5-100

型號表述（shù）: UD行星變（biàn）速器(基（jī）本（běn）型,無減速裝置),電機功率：P=7.5Kw, 四極，輸出轉速n= 100-500r/min 臥式聯軸器聯（lián）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,變速器傳動失效（xiào）。電機轉，輸出部分不轉。用戶認為產品問（wèn）題，提出投訴。

分（fèn）析：經檢測，由於變速器工作點為極限低速，根據M—n2特性曲線（xiàn），此時效（xiào）率η為最 小，滑差率ε最 大，磨損嚴重，壽命極短。

原（yuán）因：選型時，確（què）定參數不準，對變速器性能不明。

對策：經（jīng）與用戶協商，采用減小功率，采用P=5.5Kw,六極電機，降低變速器輸出轉（zhuǎn）速（sù），工作點右移。經重新換（huàn）電機，泵（bèng）組工作運作數年（nián）正常。

 2、管理使用的問題

案（àn）例：浙江某水處理公（gōng）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（shè）備接連不斷損壞（huài）。與進口商聯係未果，嚴重（chóng）影響水處理工程（chéng）運作。用（yòng）戶對國外產品質量嚴重懷疑（yí）。

分析：經國（guó）內傳動專業廠家現場檢測，眾（zhòng）多的驅動源均采用（yòng）行星（xīng）錐盤減變速機。事（shì）故原因對此類型產品不了（le）解，蔬於管理，缺油或加注高粘度油液，導致傳動（dòng）失效。

原因：結構不明（míng），使用管理不（bú）當（dāng）。

對策（cè）：迅速（sù）更換（huàn）變速專用油，檢查工作點，並（bìng）按工況要求作轉速調整，流量趨於符合要求（qiú），產品經全麵正常管理使用，多年來設備運作正常。

結束（shù）語：

UD行星錐盤減變速機應用單螺（luó）杆泵，從（cóng）多年來的實際應用結果來分析，由於產品的特殊（shū）性（xìng）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（jié）構性能需要（yào）明確的了解，並加以正確的管理，否則容易出現問題（tí），造成產品的損壞。因此，對此項（xiàng）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。作者對UD行星錐盤（pán）減變速機作為單螺（luó）杆泵的驅動源的利弊作一淺析，供同仁參考。