UD行星錐（zhuī）盤（pán）減變速機應用單螺杆泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市鎮（zhèn）海減變速（sù）機（jī）製（zhì）造有限公司   詹龍海、黃吉平

前言（yán）：

      單螺杆泵由於（yú）其結構及工作特（tè）性，相應驅動機構有一些基本（běn）要求：啟動力矩大，過載（zǎi）保護（hù）性強，流量調節簡單，耐腐蝕性好，轉速n2≤800r/min等要求。目前，常用的驅動源為：多極（如六（liù）極、八極）電機直接驅動（dòng）；電機+減速（sù）機組成的減速驅動；變頻器+電機+減速機組（zǔ）成的變頻變（biàn）減速驅動；電磁（cí）調速+電機+減（jiǎn）速機組成（chéng）的電磁變減速驅動；電機+UD行星錐盤減變速機組成的機（jī）械變減速驅動。螺杆泵生產廠家針對不同（tóng）的工況和用戶要求而來進行各種驅動配置，取得了不同的（de）經（jīng）驗和收獲。其中UD行星錐盤減變速機（jī）應用於單螺杆泵,由於各種因素知（zhī）者相對（duì）少，因此，作者根據多年來應用結果的利（lì）弊（bì）對此驅動作一（yī）淺析。

一：UD行星減變速機的（de）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），屬於行星（xīng）式牽（qiān）引無級變速器類，下為該產品的機械特性及工作原理：

1、機械特（tè）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（jì）輸出轉速與（yǔ）理論輸出轉速之間形成一定的滑差。

ε=（1-n2/n02）×100%

n2：實際輸出轉（zhuǎn）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（biàn）速比Rb

Rb：表（biǎo）示（shì）變速（sù）器的變速能（néng）力

Rb=n2max/n2min

n2max：最 高輸出（chū）轉速         n2min：最 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（dòng）力源由（yóu）電機輸入（rù）帶動太陽輪,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公轉運動,通過滑塊軸承帶動轉（zhuǎn）臂及輸出軸運轉,輸出動力。通過調速裝置，改變太陽輪與行星輪的（de）接觸半徑，實現（xiàn）無級變速。在正常工作情況下，摩擦傳動之間隔著一層油膜，動力是按主動件（jiàn）→油膜→從動件的（de）路線傳遞（所（suǒ）謂的牽（qiān）引（yǐn）傳動）。

二、UD行星錐（zhuī）盤減變速機應用單螺（luó）杆泵的特點：

1.    啟動轉矩大：單螺杆泵啟動時，往往短（duǎn）時間負載力矩很大，而UD行星錐盤減變速機驅動可（kě）以承受超負載工作，隻是表現在滑差（chà）率ε迅速增大，轉速明顯下降，但待外部負載正（zhèng）常後，滑（huá）差率回複正常值ε≤10%，，泵（bèng）轉速（sù）也同時趨於正常工（gōng）作，既使（shǐ）啟動頻繁，也不嚴重影響（xiǎng）的減變速機的壽命。同時也可根據機械特性曲線，利用恒功率特（tè）性，在中速段啟（qǐ）動，此時（shí）利用輸（shū）出大轉（zhuǎn）矩，克服（fú）單螺（luó）杆泵啟動的超負（fù）載工況。

2.    適應流量變化工況：單螺杆泵工作時（shí），由於工況變化（huà）或（huò）者由於泵零部（bù）件磨損導（dǎo）致流量減少，需要調節泵轉的流量，此時，轉動變速器手輪，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，調速機構為簡單的機械機構，不會受螺杆（gǎn）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（yì）掌握（wò）使用。

3.    運動的特殊性（xìng）保證產品的可靠（kào）性：UD行星錐盤減（jiǎn）變速機驅動，根據其工作原理，並不是簡單的機械傳動，而是一種特殊的牽引（油液）傳動（dòng），因此對油液的（de）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（biàn）速器（qì）專用油，牽引係數μ=0、09~0、074，所有變速器運動件，在充滿油液（yè）環境下工作，而不是機械運動件的直接接觸。其主要運動件受到了（le）良好的潤滑保護。

4.    過（guò）載（zǎi）保護性能好：當螺杆泵堵轉（zhuǎn）時，由於電機輸出軸上的太陽（yáng）輪與中間滾動體行星輪沒有直接剛性聯接，而是通（tōng）過牽引液的柔性聯接,過（guò）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（duǎn）時間內電機仍以恒定的轉速運轉，電機不（bú）會受到電流的極大衝擊,從而電機能得到保,電機的壽命也較（jiào）長（zhǎng）。

5.    改善泵組（zǔ）的設備利用率：UD行星錐盤減變速機變速，變速比Rb一（yī）般為5，當轉（zhuǎn）速n2往下變化（huà）時，其輸出轉矩M也隨之增大，當負載變大，適當（dāng）調慢轉（zhuǎn）速，仍能使螺杆泵正常工作。或（huò）定子轉子磨損大時，容積效率ηv低下時，適當提高轉（zhuǎn）速n2，可保持流量的穩定,這（zhè）樣可提（tí）高泵組的設備利用（yòng）率（lǜ）。

6、 改善泵（bèng）組的設備經濟性：UD行星（xīng）錐盤減變速機與（yǔ）單螺杆泵的組（zǔ）合進行整體優化，減變速機設置推力軸承承受螺杆泵工作時產生的軸向推力，泵省略軸承座；減變速機的輸出結構采用肖孔方案（àn）與螺杆泵聯接，省略聯（lián）軸器結構，簡化裝配工藝，提高對中性。泵組結構優化後，不僅減少成本，而且（qiě）能提高泵組的工作精度。

三：UD行星錐盤減變速機應用單螺杆泵的問題：

1、設（shè）計選型的的問題

案例（lì）：山東（dōng）某工程（chéng）采購一批UD行星錐盤（pán）減變速（sù）機驅（qū）動（dòng）單螺杆泵

設計（jì）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),電機功率：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（liàng）為2~3 m3/h,泵工作點（diǎn）轉速100 r/min

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

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

原（yuán）因：選型時，確定參數不（bú）準（zhǔn），對變速器（qì）性能不明。

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

 2、管理使用的問題

案例：浙江某水處理公司，進口水處理設備，運（yùn）行2-3年（nián）後（hòu），發現（xiàn）壓濾機、加（jiā）藥泵等一批（pī）泵組設備（bèi）接連不斷損壞。與進口（kǒu）商（shāng）聯係未果，嚴重影響（xiǎng）水（shuǐ）處理工程運作（zuò）。用戶對國外產品質量嚴（yán）重懷疑。

分（fèn）析：經國（guó）內傳（chuán）動專業廠家現場（chǎng）檢（jiǎn）測（cè），眾多的驅動源均采用（yòng）行星錐盤減變速機（jī）。事故原（yuán）因對此（cǐ）類型產品（pǐn）不了解，蔬於管理，缺油或加注高粘度油液，導致傳動失效。

原因：結（jié）構不明，使用管理不當（dāng）。

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

結束語：

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（pǐn）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結構性（xìng）能需要（yào）明確的了解，並加以正確（què）的管理，否則容易出現問題，造成產品的損壞。因此，對此項目的推廣應用，必須（xū）有前期的專業知識普及工作，否則，容易功虧一簣，適得其反（fǎn）。作者對UD行星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。