UD行星錐盤減變速機應用（yòng）單螺杆泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市91麻豆视频減變速機製造有限公司   詹龍海、黃吉平

前（qián）言：

      單螺杆泵（bèng）由於其結構及工作特性，相應驅動機構有一些基本要求：啟動力矩大，過載保護（hù）性強，流量調節簡單（dān），耐腐蝕性好，轉速n2≤800r/min等要求（qiú）。目前，常（cháng）用的驅動（dòng）源為：多極（如六極、八極（jí））電機直接驅動；電機+減速機組（zǔ）成的減速驅（qū）動；變（biàn）頻器+電機+減速機組成的變頻變減速驅（qū）動；電磁調速+電機（jī）+減速機組成的電磁變減速驅動（dòng）；電機+UD行星錐盤減變速機組成的機械變（biàn）減速驅動。螺杆泵生產廠家針（zhēn）對不同（tóng）的工況和用戶要求而來進行各種驅動配置，取得（dé）了不同的經驗和收獲。其中UD行星錐盤（pán）減變速機應用於單螺杆（gǎn）泵（bèng）,由於（yú）各（gè）種因素知者（zhě）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（qiǎn）析。

一：UD行星減變速機（jī）的機械特性及工作原理：

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

1、機械特性（xìng）：

   1）M—n2特性曲線：

     2）滑差率ε

ε：滑差（chà）率（lǜ）：表示變速器在運轉中實際輸出轉速與理（lǐ）論輸（shū）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（zhuǎn）速

UD行（háng）星錐（zhuī）盤減變速機滑差率在正常工作中≤10%

     3）變速比Rb

Rb：表示變速器的變速（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（zuò）中Rb≤5

2、工作原理：

動力源由（yóu）電機輸入帶動太陽輪,通過牽引液(潤滑油),帶動（dòng）行星輪運動,行星輪在在自轉的同時並作公轉運（yùn）動,通過滑塊軸承帶動轉臂及輸出軸運轉,輸出動力。通過調速裝置（zhì），改變太陽輪與行星輪的接（jiē）觸半徑，實現無級變速。在正常工作情況下，摩擦傳動之間隔著（zhe）一層油膜，動力是按主（zhǔ）動件→油膜→從動件的（de）路線傳遞（所謂的（de）牽引傳動）。

二、UD行星錐盤減變（biàn）速機應用單螺杆泵的特點：

1.    啟動轉矩大：單螺杆泵啟（qǐ）動時，往往短時間負載（zǎi）力矩很大，而UD行星錐盤減變（biàn）速機（jī）驅動可以承受超負載工作，隻是表現在滑差率ε迅速增大，轉速明顯下降，但待外部負載正常後，滑差率回複正常值ε≤10%，，泵轉速也同時趨於正常工作，既使啟動頻繁，也不嚴重影響的（de）減變速（sù）機的（de）壽命。同時也可根據機械特性曲線，利（lì）用恒功率特性，在中速段（duàn）啟動，此時利（lì）用輸出大轉矩，克（kè）服單螺杆泵啟動的超負載工況。

2.    適應流量變化工（gōng）況：單（dān）螺杆泵工作時，由於工況（kuàng）變化或者由於泵零部件磨損導致流量減少，需要調（diào）節泵轉（zhuǎn）的流量，此時，轉動（dòng）變（biàn）速（sù）器手輪，改變太陽輪與行星（xīng）輪的接觸（chù）半（bàn）徑，變（biàn）化輸出轉速，可以得到理想的（de）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（jìng）（潮濕，汙染等）的影響，特別是（shì）操作人員容易掌握使用（yòng）。

3.    運動（dòng）的特殊性保證產品的可靠（kào）性：UD行星錐盤減變速機驅動（dòng），根據其工（gōng）作原（yuán）理，並不是簡單的機械傳動，而是一種特殊的牽引（油液）傳動，因此對油液的牽引係數μ有很大關聯，由（yóu）廣州機械研究院有限公司研製的Ub-3變速器專用油，牽引係數μ=0、09~0、074，所有變（biàn）速（sù）器運動件，在充滿油液環境下工作，而不（bú）是機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（hù）。

4.    過載保護性能好：當螺杆泵堵（dǔ）轉時，由於電（diàn）機輸出軸上的太陽輪與中間滾動體行星（xīng）輪沒有直接剛性聯接，而（ér）是通過牽引液的柔性（xìng）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, 短時間（jiān）內電機仍以恒定的轉（zhuǎn）速運轉，電機不會受（shòu）到電流的（de）極（jí）大衝（chōng）擊,從（cóng）而電機能得到保,電機的壽命也較長。

5.    改善泵組的設備利用率：UD行星錐盤減變速機變速，變速比Rb一般為5，當轉速n2往下變化時，其輸出轉矩（jǔ）M也隨之增大，當（dāng）負載變大，適當調慢轉速，仍能使（shǐ）螺杆（gǎn）泵正常（cháng）工作（zuò）。或定子（zǐ）轉子磨損大時，容積（jī）效率ηv低下時，適當提高轉速n2，可保持流量的穩（wěn）定（dìng）,這樣（yàng）可提高泵組的設備利用率（lǜ）。

6、 改善泵組的設（shè）備經（jīng）濟（jì）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（biàn）速機設置推力軸承承受螺（luó）杆泵工作時產生的軸向推（tuī）力，泵省略軸承（chéng）座（zuò）；減變速機的（de）輸出結構采用肖孔（kǒng）方案（àn）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（xìng）。泵組結構優化後，不僅減少成本，而且（qiě）能提高泵組的工作精度。

三（sān）：UD行星錐盤減變速機應用單（dān）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行星錐盤減變速（sù）機驅動單螺杆泵

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: UD行星變速器(基本型,無減速裝（zhuāng）置（zhì）),電機功率（lǜ）：P=7.5Kw, 四極，輸出（chū）轉速n= 100-500r/min 臥式聯（lián）軸器聯接（jiē）結構

問題：工程（chéng）交付後,實際需要流量（liàng）為2~3 m3/h,泵（bèng）工作點轉速100 r/min

使（shǐ）用2-3月後,變速器發現噪（zào）音,仍使用後不久,變速器傳動（dòng）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，由於變速器工作點為極限低速（sù），根據M—n2特性曲線，此時效率η為（wéi）最 小，滑差（chà）率ε最 大（dà），磨損嚴重，壽（shòu）命（mìng）極短。

原因：選型時，確定參（cān）數不準，對變速器性能不明。

對策：經與用戶（hù）協商，采（cǎi）用減小功率，采（cǎi）用P=5.5Kw,六極電機，降低變速（sù）器輸出轉速，工作點右（yòu）移。經重新（xīn）換（huàn）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（mǒu）水處理公司，進口水處理設備（bèi），運行2-3年後，發現（xiàn）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（yán）重影響水處理工程運作。用戶對國外產品質量嚴（yán）重懷疑。

分析：經國內傳動專業廠家（jiā）現場檢（jiǎn）測，眾多的驅動源均采用行星錐盤減變速機。事故原（yuán）因對此類（lèi）型（xíng）產品不了解，蔬於管理，缺（quē）油或（huò）加注高粘（zhān）度油液，導致傳動失效。

原因：結構不明，使用管理不當。

對（duì）策：迅速更換變速專用油，檢查工作（zuò）點，並按工況要求作轉速調整，流量趨於符合（hé）要求，產（chǎn）品經全麵正常管理使用，多年來設備運作正常。

結束語：

UD行（háng）星錐盤減變速機應用單螺杆泵（bèng），從多年來的實際應用結果（guǒ）來分（fèn）析，由於產品的特殊性能，能很好地讓泵組發揮其設備價值，但同時要求對產品的結構性能需要明確的了解，並加以正確的管理，否（fǒu）則容易出現問題，造成產（chǎn）品的損壞。因（yīn）此，對此項（xiàng）目的（de）推廣（guǎng）應用，必須有前期的專業知識普及工（gōng）作，否則，容易功虧一簣，適（shì）得其反。作者對UD行星（xīng）錐盤減變速機作為單螺杆泵的驅動源的利弊作一淺析，供同仁參考。