UD行星錐盤（pán）減變速機應用單螺杆泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市97精品国产一区二区三区減（jiǎn）變速機製造有限公司（sī）   詹龍海、黃吉平

前言：

      單螺杆泵由於其（qí）結（jié）構及工作特（tè）性，相應驅動機構有一些（xiē）基本要求：啟動力矩大，過載保護性強（qiáng），流量調節簡單，耐腐蝕性好，轉速n2≤800r/min等要求。目前，常（cháng）用的驅動源為：多極（如六極、八極）電（diàn）機直接驅動；電機+減速機組成的減速驅動；變頻器+電機+減速機組成的變頻變（biàn）減（jiǎn）速驅動；電磁調速+電機+減速機組成的（de）電磁變減（jiǎn）速驅動；電機+UD行星錐盤減變速機組（zǔ）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配置，取得了不同的經驗和收獲。其中UD行星（xīng）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（yīng）用（yòng）結果的利弊對此驅動作一淺析。

一：UD行（háng）星減變速機的機械特性及工作原（yuán）理：

    UD行星錐（zhuī）盤減變速機（國外稱Disco無級變速器），屬於行星式牽引無級（jí）變速（sù）器（qì）類（lèi），下為該（gāi）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（shì）變速器在運轉中實際輸出轉速與理論輸出轉速之間形（xíng）成一定的滑差。

ε=（1-n2/n02）×100%

n2：實際輸出轉速           n02：理論輸出轉速

UD行星錐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（sù）器的變速能力

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（zài）正常工作中Rb≤5

2、工作原理：

動力（lì）源由電機輸入帶動太陽輪,通過牽引液(潤滑（huá）油),帶動行星輪運動（dòng）,行星輪在在自轉的同時並作公轉（zhuǎn）運動,通過滑塊軸承帶動轉（zhuǎn）臂及輸（shū）出軸運轉,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（dòng）力是按主動件→油膜（mó）→從動件（jiàn）的路線傳遞（dì）（所謂的牽引傳動）。

二、UD行星錐盤減變速機（jī）應用（yòng）單螺（luó）杆泵（bèng）的特點：

1.    啟動轉矩大：單（dān）螺杆泵（bèng）啟動時，往往短（duǎn）時間負載力（lì）矩很大，而UD行星錐盤減變速機（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（zǎi）正常後，滑差率回（huí）複正常值（zhí）ε≤10%，，泵（bèng）轉速也同時趨於正常工作，既使啟動頻繁，也不嚴重影（yǐng）響的（de）減變速機的壽命。同（tóng）時也可根據機械特性曲線，利用恒功率特性，在中速段啟動，此時利用輸出大轉（zhuǎn）矩，克服單（dān）螺杆泵（bèng）啟動（dòng）的超負載工（gōng）況。

2.    適應流量變化工（gōng）況：單螺杆泵工作時，由於工況變（biàn）化或者由於泵零部件磨損導致（zhì）流（liú）量減少，需（xū）要調節泵轉的流量，此時，轉動變速器（qì）手（shǒu）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，調速機構（gòu）為簡單的機械機構（gòu），不會受螺杆泵惡劣的工作環境（潮濕，汙（wū）染等）的影響，特別是操作人員容易（yì）掌握使用。

3.    運動的特（tè）殊性保證產品的可靠性：UD行星錐（zhuī）盤減變速機驅動，根據其工作原理，並不是簡單的機械傳動，而是一種特（tè）殊的牽引（油液）傳動，因此對油液的牽（qiān）引係數μ有很大關聯，由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（shù）μ=0、09~0、074，所有變速器運動件，在充滿油液環境（jìng）下工（gōng）作，而不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。

4.    過載保護性（xìng）能好：當螺（luó）杆（gǎn）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（de）柔性聯接（jiē）,過載堵轉時，油液的（de）牽引力不足以驅動行星輪公轉,而產生打滑, 短時間內電機（jī）仍以恒（héng）定的轉速運轉，電機（jī）不會受到電流的極大衝擊（jī）,從而電機能（néng）得到保,電機的（de）壽命也（yě）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（biàn）速比Rb一（yī）般為5，當轉（zhuǎn）速n2往下變（biàn）化時，其輸出轉矩M也隨之增大（dà），當負載變大，適當調（diào）慢轉速（sù），仍能使螺杆泵正常工作。或定子轉子磨損大時，容積（jī）效（xiào）率ηv低下時，適當提高轉速n2，可（kě）保持流量的穩定,這樣可提高泵組的（de）設備利用率。

6、 改善泵組的設（shè）備（bèi）經濟性：UD行星錐盤減變速機與單螺杆（gǎn）泵的組合（hé）進行整（zhěng）體優化，減變速機設置推力軸承承（chéng）受螺杆泵工作時產生（shēng）的軸向推力，泵省略軸承座；減變速機的輸出結構（gòu）采用肖孔方案與螺杆泵聯接，省略聯軸器結構，簡（jiǎn）化裝配工藝，提高對（duì）中性。泵組結構優化後（hòu），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（pán）減變速機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（dān）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（xíng）: 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（gōng）率：P=7.5Kw, 四極，輸出轉速n= 100-500r/min 臥式聯軸器聯接結構

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

使用2-3月後,變速器發（fā）現噪音,仍使用（yòng）後不久,變（biàn）速器傳動失效。電機轉，輸出部分不轉。用戶認為產品（pǐn）問題，提出投訴。

分析：經（jīng）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為最 小，滑差率ε最 大，磨損嚴重，壽命極（jí）短。

原因：選型時，確定參數不準，對變速器性能不明。

對策：經與用戶協商，采用（yòng）減小功率，采用P=5.5Kw,六極電機，降低變速器輸出轉速，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（shǐ）用的問題

案例：浙江某水處理公司，進口水處理（lǐ）設備，運行2-3年後（hòu），發（fā）現壓濾機、加藥泵等一批泵組（zǔ）設備接連不斷損壞（huài）。與進口商聯係未（wèi）果，嚴重影響水處理工程運作。用（yòng）戶對（duì）國外（wài）產品質量嚴重懷疑（yí）。

分析：經國（guó）內傳動專業廠家現（xiàn）場檢測，眾多（duō）的驅動源均采用行星錐盤減變速機。事故原因對此類（lèi）型產品（pǐn）不了解，蔬於管（guǎn）理，缺油或加注高粘度（dù）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（fú）合要（yào）求（qiú），產（chǎn）品經全（quán）麵正常（cháng）管理使用，多年來設備運作（zuò）正常。

結束（shù）語（yǔ）：

UD行星錐盤減變速機應用單螺杆泵，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（huī）其設備價值，但同時要求對產品的（de）結構性能需要明確的了解（jiě），並加以（yǐ）正確的管理，否則容易出現問題，造（zào）成產品的損（sǔn）壞。因此，對此項目的推廣應用，必須有前（qián）期的（de）專業知識普及工作，否則，容（róng）易（yì）功虧一簣，適得其反。作者對UD行星（xīng）錐盤減變速機作為單（dān）螺杆（gǎn）泵的驅動源的利弊作一淺析，供同仁參考。