攪拌設(shè)備的結(jié)構(gòu)之電機(jī)與減速機(jī)

1 電動(dòng)機(jī)

攪拌設(shè)備的攪拌軸通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于攪拌設(shè)備的轉(zhuǎn)速一般都比較低，因而電動(dòng)機(jī)絕大多數(shù)情況下都是與變速器組合在一起使用的，有時(shí)也采用變頻器直接調(diào)速。為此，選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)特別考慮與變速器匹配問題。

通常應(yīng)根據(jù)攪拌軸功率和攪拌設(shè)備周圍的工作環(huán)境等因素選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，并遵循以下基本原則：

①根據(jù)攪拌設(shè)備的負(fù)載性質(zhì)和工藝條件對電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動(dòng)機(jī)類型。

②根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，合理選擇電動(dòng)機(jī)容量，并確定冷卻通風(fēng)方式。同時(shí)選定的電動(dòng)機(jī)型號(hào)和額定功率應(yīng)滿足攪拌設(shè)備開車時(shí)啟動(dòng)功率增大的要求。

③根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯和腐蝕及易燃易爆氣體等，考慮必要的防護(hù)方式和電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式，確定電動(dòng)機(jī)的防爆等級(jí)和防護(hù)等級(jí)。對于氣體或蒸汽爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，應(yīng)根據(jù)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的分區(qū)等級(jí)和爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)氣體或蒸汽的級(jí)別、組別和電動(dòng)機(jī)的使用條件，選擇防爆電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和相應(yīng)的級(jí)別、組別；對于粉塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，則根據(jù)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的分區(qū)等級(jí)和電動(dòng)機(jī)的使用條件，選擇防爆、防護(hù)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和相應(yīng)的防爆、防護(hù)等級(jí)；對于火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境，則根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的分區(qū)等級(jí)和電動(dòng)機(jī)的使用條件，選擇防護(hù)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和相應(yīng)的防護(hù)等級(jí)?；瘜W(xué)腐蝕環(huán)境時(shí)，應(yīng)根據(jù)腐蝕環(huán)境的分類選擇相適應(yīng)的電動(dòng)機(jī)。

④根據(jù)企業(yè)電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對功率因數(shù)的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)。

⑤根據(jù)攪拌設(shè)備的zui高轉(zhuǎn)速和對電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的性能要求，以及機(jī)械減速的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。

除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，并綜合考慮運(yùn)行可靠性、供貨情況、備品備件通用性、安裝檢修難易程度、產(chǎn)品價(jià)格、運(yùn)行和維修費(fèi)用等因素。

2 變速器

變速器是用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，其主要功能是降低轉(zhuǎn)速，并相應(yīng)增大扭矩。由于攪拌軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度大多在30-600rpm范圍內(nèi)，小于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，故在電動(dòng)機(jī)出口端大多需設(shè)置變速器。按變速能力，變速器可分為減速機(jī)和無級(jí)變速器兩大類。

按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來劃分，減速機(jī)可分為擺線針輪減速機(jī)、齒輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、皮帶減速機(jī)四種。應(yīng)根據(jù)工藝要求和操作環(huán)境，選配合適的變速器。所選用的變速器除應(yīng)滿足功率和輸出轉(zhuǎn)速的要求外，還應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維修方便，并具有較高的機(jī)械效率和較低的噪聲。

2.1擺線針輪減速機(jī)

擺線針輪減速機(jī)應(yīng)用行星傳動(dòng)原理，采用擺線針齒嚙合，是一種設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)新穎的減速機(jī)構(gòu)，允許正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)。它廣泛應(yīng)用于石油化工、輕工食品、制藥、紡織印染、冶金礦山、污水處理及工程機(jī)械等各種傳動(dòng)機(jī)械的減速裝置。

行星齒輪減速機(jī)的zui大特點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比范圍廣，傳動(dòng)功率可從10W到50000kW，體積和重量比普通齒輪減速機(jī)、蝸桿減速機(jī)小得多。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造精度要求較高。

2.2齒輪減速機(jī)

齒輪減速機(jī)包括圓柱齒輪減速機(jī)和圓錐齒輪減速機(jī)兩種，其中圓柱齒輪減速機(jī)在所有減速機(jī)中應(yīng)用zui廣，它傳遞功率的范圍可從很小至4000kW，圓周速度也可從很低60-70m/s；而圓錐齒輪減速機(jī)的輸人軸和輸出軸位置成90o配置，因而適用于輸入、輸出軸相互垂直的場合。

齒輪減速機(jī)的主要特點(diǎn)是效率高，工作耐久，維護(hù)簡便口按其減速齒輪的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)、兩級(jí)、三級(jí)甚至多級(jí)；按其軸在空間的相互配置可分為立式和臥式；按其運(yùn)動(dòng)簡圖的特點(diǎn)可分為展開式、同軸式和分流式等。

為了避免減速機(jī)外廓尺寸過大，一般當(dāng)傳動(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單級(jí)齒輪減速機(jī)，大于8時(shí)，選用兩級(jí)或兩級(jí)以上齒輪減速機(jī)。

2.3蝸輪蝸桿減速機(jī)

蝸輪蝸桿減速機(jī)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，主要用于傳動(dòng)比較大的場合，具有傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，輪廓尺寸小，工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，但效率較低，因而單級(jí)蝸桿減速機(jī)應(yīng)用較多，兩級(jí)蝸桿減速機(jī)則較少應(yīng)用。單級(jí)蝸桿減速機(jī)傳動(dòng)比的范圍一般為10-70。

2.4皮帶減速機(jī)

皮帶減速機(jī)具有效率高、壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、拆卸方便等特點(diǎn)，允許正反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，在大型發(fā)酵裝置中應(yīng)用較多。

2.5機(jī)械無級(jí)變速器

在相當(dāng)多的攪拌操作中，由于工藝條件要求攪拌軸變速運(yùn)轉(zhuǎn)或攪拌工藝處于試驗(yàn)研究階段使攪拌軸轉(zhuǎn)速未定，往往需要選用無級(jí)變速器。

機(jī)械無級(jí)變速器大多利用主功構(gòu)件與從動(dòng)構(gòu)件接觸處的摩擦(牽引)力傳動(dòng)來傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩，并通過改變主、從動(dòng)件的相對位置以改變接觸處的土作半徑來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。

無級(jí)變速器的主要功能是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要隨時(shí)調(diào)整工作轉(zhuǎn)速，從而獲得zui合適的轉(zhuǎn)速，即其傳動(dòng)比可在設(shè)計(jì)預(yù)定的范圍內(nèi)無級(jí)地進(jìn)行改變，以簡化變速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、合理利用動(dòng)能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)遙控及自動(dòng)控制功能，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

無級(jí)變速器具有以下特點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)簡單。大多數(shù)行星摩擦式無級(jí)變速器由6-8個(gè)關(guān)鍵傳動(dòng)元件組成，傳動(dòng)元件數(shù)目較少，結(jié)構(gòu)緊湊。外形尺寸小，整機(jī)制造相對較容易。

②變速范圍較大?？珊喕瘋鲃?dòng)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲極低。

③驅(qū)動(dòng)功率較大，承載能力較強(qiáng)。

④輸出機(jī)械特性*。一般情況下，無級(jí)變速器低轉(zhuǎn)速時(shí)恒扭矩輸出特性較強(qiáng)，高轉(zhuǎn)速時(shí)可達(dá)到恒功率輸出。

⑤傳動(dòng)效率高，機(jī)構(gòu)壽命長。正常使用壽命可達(dá)10年以上。

由于上述特點(diǎn)，再加上其屬于降速型傳動(dòng)，因而在攪拌設(shè)備上應(yīng)用較多。

值得注意的是：機(jī)械無級(jí)變速器與齒輪傳動(dòng)相比，超負(fù)載能力較差，而且工作過程中有滑動(dòng)、丟轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。因此，在啟動(dòng)扭矩大、啟動(dòng)次數(shù)多、負(fù)荷變動(dòng)大、有沖擊負(fù)荷和急剎車等使用條件下，會(huì)降低變速器的使用壽命?？紤]到這些因素，可在額定功率或扭矩的基礎(chǔ)上再乘以一個(gè)系數(shù)，即采用比原規(guī)格稍大的、有一定裕量的無級(jí)變速器，或者設(shè)置保護(hù)裝置，并在結(jié)構(gòu)上盡量避免變速器受到苛刻的負(fù)荷條件。