UD行星錐盤（pán）減變（biàn）速機應用單螺杆泵淺析

                                                                                                                                                            ——寧波市蝴蝶逼视频（hǎi）減變速機製造有限公司   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：啟動力矩大，過載保護性強，流（liú）量調（diào）節簡單，耐腐蝕性好，轉速n2≤800r/min等要求。目前（qián），常用的驅動源為：多極（如六極、八（bā）極）電機直接驅動；電機+減速機組成的減速驅動；變頻器+電（diàn）機+減速機組（zǔ）成的變頻變減速驅動；電磁調速（sù）+電（diàn）機+減速機組成（chéng）的（de）電磁變減速驅（qū）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（chǎng）家針對不同的（de）工況和用戶要求而來進行各種（zhǒng）驅（qū）動配置，取得了不同的經驗和收獲。其中UD行星錐盤減變（biàn）速機應用於單螺杆泵,由於各種因素（sù）知者相對少，因（yīn）此，作者根據多年來應用結果的利弊對此驅動作一（yī）淺析。

一：UD行星減（jiǎn）變速機的機械特性及工（gōng）作原理（lǐ）：

    UD行星錐盤減變速（sù）機（國外稱Disco無級變速（sù）器），屬於行（háng）星式牽引無級變速（sù）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（biǎo）示變（biàn）速器在運轉中實際輸出轉速與理論輸出（chū）轉速之間形成一定（dìng）的滑差。

ε=（1-n2/n02）×100%

n2：實際（jì）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（cháng）工作中≤10%

     3）變速比Rb

Rb：表示變速器的變速能力

Rb=n2max/n2min

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

 UD行（háng）星錐盤減變速機變速（sù）比（bǐ）在正常工作中Rb≤5

2、工作（zuò）原理：

動力源由電機輸入帶動（dòng）太陽輪,通過牽（qiān）引液（yè）(潤（rùn）滑油),帶動行（háng）星輪運動（dòng）,行星輪在在自轉的同（tóng）時並作公轉運動,通過滑塊軸承帶動轉臂（bì）及（jí）輸出軸運轉,輸出動力（lì）。通過調速裝（zhuāng）置，改（gǎi）變太陽輪與（yǔ）行星輪的（de）接觸半徑（jìng），實現（xiàn）無級變速。在（zài）正常工作情況下，摩擦傳動之（zhī）間隔著一層油膜，動力是按主動件→油膜→從動件的路線傳遞（所謂的牽引（yǐn）傳動（dòng））。

二、UD行星錐盤減（jiǎn）變速機應用單螺杆（gǎn）泵的特點：

1.    啟動轉矩（jǔ）大：單螺杆泵（bèng）啟動時，往往短時間負載力矩很大，而UD行星錐盤減變速機（jī）驅動可以承受超負載工作，隻是（shì）表現在滑差率ε迅速（sù）增大，轉速明顯下降，但待（dài）外部負載正常後，滑（huá）差率回複正常值ε≤10%，，泵轉速也（yě）同（tóng）時趨於正常工作，既使啟動頻繁，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（lì）用恒功率特性，在中速段啟動（dòng），此時利用輸出大轉矩，克服單螺杆泵啟動的超負載工況。

2.    適應流（liú）量變化工況：單螺杆泵（bèng）工作時，由於工況變化或者由於泵零部件磨（mó）損導致流量減（jiǎn）少，需要調節泵轉的流量，此時，轉動（dòng）變速器手輪，改變太陽（yáng）輪與行星輪的（de）接觸半徑，變化輸出轉速（sù），可以得到（dào）理想的（de）流量，調（diào）速機構為簡單的機械機構（gòu），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。

3.    運動的特殊性保證產品的可靠（kào）性（xìng）：UD行星錐盤（pán）減變速機驅動，根據其工作原理，並不是（shì）簡單的機械傳動，而是一種特（tè）殊的牽引（油液）傳動，因此對油液的牽引係（xì）數μ有很大關聯，由廣州機械研究院有限公司研（yán）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（qì）運動件，在充滿（mǎn）油（yóu）液環境下工作，而不（bú）是機械運動件的直接（jiē）接（jiē）觸。其主要運動件受到了良好的潤滑保護（hù）。

4.    過（guò）載保護性能好：當螺杆（gǎn）泵堵轉時，由於電機輸出軸上的太陽輪與中間（jiān）滾動體行星輪沒有直接剛性（xìng）聯接，而是通（tōng）過牽引液的柔性聯接,過載堵（dǔ）轉時，油（yóu）液的牽引力不足以驅動行（háng）星輪公轉,而產生打滑, 短時間內電機仍以（yǐ）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（dé）到保,電機的壽命也較長（zhǎng）。

5.    改善泵組的設備利用率（lǜ）：UD行星（xīng）錐盤減變速機（jī）變速（sù），變速比Rb一般為5，當（dāng）轉速n2往下變化時，其輸出（chū）轉（zhuǎn）矩M也隨之增大，當負載變大（dà），適當調慢轉速，仍能（néng）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（shì）當提高轉（zhuǎn）速n2，可保持流量的穩定,這樣（yàng）可提高泵組的設備利（lì）用率。

6、 改善（shàn）泵組的設備經濟性：UD行星錐盤（pán）減變速機與（yǔ）單螺杆泵的組合進行整體優化（huà），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（shěng）略軸承（chéng）座；減變（biàn）速機的輸出（chū）結構采用肖孔方案與螺杆泵聯接，省略聯軸器結構，簡化裝配工藝，提高對中性。泵組結構優（yōu）化後，不僅減少成本，而且能提高泵組（zǔ）的工作精度（dù）。

三：UD行星錐盤減變（biàn）速機應用單螺杆泵的問題：

1、設計選型的的問題

案例：山東某工程采購一批UD行星（xīng）錐盤減變速機（jī）驅動單螺杆泵（bèng）

設計（jì）要（yào）求（qiú）：輸送介質：工（gōng）業生化汙泥     Q= 2 ~ 12  m3/h  

設計（jì）選型: UDY7.5-100

型號表述: UD行星變速器(基本型,無減速裝置),電機功率：P=7.5Kw, 四極，輸出轉速n= 100-500r/min 臥式聯軸器聯接結構

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

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

分析：經（jīng）檢測，由於變速器工作點為極限低速，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（shòu）命極短。

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，采用減小功率，采用P=5.5Kw,六極電機，降低變速器輸出轉速（sù），工作點右移。經重新（xīn）換電機，泵組（zǔ）工作運作數年正常。

 2、管理使用的問題

案例：浙（zhè）江（jiāng）某水處理公司，進口水處理設（shè）備，運行2-3年後，發（fā）現壓濾機、加藥泵等一批泵組設備接連不斷損壞。與進口商聯係未果，嚴重影響水處理工（gōng）程運作。用戶（hù）對國外產品質量嚴重懷疑。

分（fèn）析：經國（guó）內傳動（dòng）專業廠家現場檢測，眾多的驅動源均采（cǎi）用行（háng）星錐盤減變速機。事故原因對此類型產品不了解，蔬於管理，缺油或加注高粘度油液，導致傳（chuán）動失效。

原因：結構不明，使用管理不當。

對策：迅速更換（huàn）變速專（zhuān）用油，檢查工作點（diǎn），並按工況要求作轉速調整（zhěng），流量趨於（yú）符合要求，產品經全麵正常管（guǎn）理使用，多年來設備（bèi）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（yòng）結果來分析，由於產品的特殊性（xìng）能，能很好地讓泵組發揮其設備價（jià）值（zhí），但同時要求對產品的（de）結構（gòu）性能需要明確的了解，並加以正確的管理，否則容易出（chū）現問（wèn）題，造成產品的損壞。因此，對此項目的推廣應用，必須有前期的專業知識普及工作，否則，容易功虧一簣，適得其反。作者對（duì）UD行星錐盤減（jiǎn）變速機作為單螺杆泵的驅（qū）動源（yuán）的利弊作一淺析，供同仁參考。