攪拌設備的結構之電機與減速機

1 電動機

攪拌設備的攪拌軸通常由電動機驅動。由于攪拌設備的轉速一般都比較低，因而電動機絕大多數情況下都是與變速器組合在一起使用的，有時也采用變頻器直接調速。為此，選用電動機時，應特別考慮與變速器匹配問題。

通常應根據攪拌軸功率和攪拌設備周圍的工作環境等因素選擇電動機的型號，并遵循以下基本原則：

①根據攪拌設備的負載性質和工藝條件對電動機的啟動、制動、運轉、調速等要求，選擇電動機類型。

②根據負載轉矩、轉速變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和啟動轉矩，合理選擇電動機容量，并確定冷卻通風方式。同時選定的電動機型號和額定功率應滿足攪拌設備開車時啟動功率增大的要求。

③根據使用場所的環境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯和腐蝕及易燃易爆氣體等，考慮必要的防護方式和電動機的結構型式，確定電動機的防爆等級和防護等級。對于氣體或蒸汽爆炸危險環境，應根據爆炸危險環境的分區等級和爆炸危險區域內氣體或蒸汽的級別、組別和電動機的使用條件，選擇防爆電動機的結構型式和相應的級別、組別；對于粉塵爆炸危險環境，則根據爆炸危險環境的分區等級和電動機的使用條件，選擇防爆、防護電動機的結構型式和相應的防爆、防護等級；對于火災危險環境，則根據火災危險環境的分區等級和電動機的使用條件，選擇防護電動機的結構型式和相應的防護等級。化學腐蝕環境時，應根據腐蝕環境的分類選擇相適應的電動機。

④根據企業電網電壓標準和對功率因數的要求，確定電動機的電壓等級。

⑤根據攪拌設備的zui高轉速和對電力傳動調速系統的過渡過程的性能要求，以及機械減速的復雜程度，選擇電動機的額定轉速。

除此之外，選擇電動機還必須符合節能要求，并綜合考慮運行可靠性、供貨情況、備品備件通用性、安裝檢修難易程度、產品價格、運行和維修費用等因素。

2 變速器

變速器是用于原動機和工作機之間獨立的閉式傳動裝置，其主要功能是降低轉速，并相應增大扭矩。由于攪拌軸運轉速度大多在30-600rpm范圍內，小于電動機額定轉速，故在電動機出口端大多需設置變速器。按變速能力，變速器可分為減速機和無級變速器兩大類。

按傳動和結構特點來劃分，減速機可分為擺線針輪減速機、齒輪減速機、蝸輪蝸桿減速機、皮帶減速機四種。應根據工藝要求和操作環境，選配合適的變速器。所選用的變速器除應滿足功率和輸出轉速的要求外，還應運轉可靠，維修方便，并具有較高的機械效率和較低的噪聲。

2.1擺線針輪減速機

擺線針輪減速機應用行星傳動原理，采用擺線針齒嚙合，是一種設計先進、結構新穎的減速機構，允許正、反向運轉。它廣泛應用于石油化工、輕工食品、制藥、紡織印染、冶金礦山、污水處理及工程機械等各種傳動機械的減速裝置。

行星齒輪減速機的zui大特點是傳動效率高，傳動比范圍廣，傳動功率可從10W到50000kW，體積和重量比普通齒輪減速機、蝸桿減速機小得多。但其結構較復雜，制造精度要求較高。

2.2齒輪減速機

齒輪減速機包括圓柱齒輪減速機和圓錐齒輪減速機兩種，其中圓柱齒輪減速機在所有減速機中應用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。

齒輪減速機的主要特點是效率高，工作耐久，維護簡便口按其減速齒輪的級數可分為單級、兩級、三級甚至多級；按其軸在空間的相互配置可分為立式和臥式；按其運動簡圖的特點可分為展開式、同軸式和分流式等。

為了避免減速機外廓尺寸過大，一般當傳動比在8以下時，可采用單級齒輪減速機，大于8時，選用兩級或兩級以上齒輪減速機。

2.3蝸輪蝸桿減速機

蝸輪蝸桿減速機采用蝸輪蝸桿傳動，主要用于傳動比較大的場合，具有傳動結構緊湊，輪廓尺寸小，工作平穩等優點，但效率較低，因而單級蝸桿減速機應用較多，兩級蝸桿減速機則較少應用。單級蝸桿減速機傳動比的范圍一般為10-70。

2.4皮帶減速機

皮帶減速機具有效率高、壽命長、結構緊湊、傳動平穩、拆卸方便等特點，允許正反方向運轉，在大型發酵裝置中應用較多。

2.5機械無級變速器

在相當多的攪拌操作中，由于工藝條件要求攪拌軸變速運轉或攪拌工藝處于試驗研究階段使攪拌軸轉速未定，往往需要選用無級變速器。

機械無級變速器大多利用主功構件與從動構件接觸處的摩擦(牽引)力傳動來傳遞運動和扭矩，并通過改變主、從動件的相對位置以改變接觸處的土作半徑來實現無級變速。

無級變速器的主要功能是根據生產實際需要隨時調整工作轉速，從而獲得zui合適的轉速，即其傳動比可在設計預定的范圍內無級地進行改變，以簡化變速傳動結構、提高生產效率和產品質量、合理利用動能，同時可實現遙控及自動控制功能，減輕操作人員的勞動強度。

無級變速器具有以下特點：

①結構簡單。大多數行星摩擦式無級變速器由6-8個關鍵傳動元件組成，傳動元件數目較少，結構緊湊。外形尺寸小，整機制造相對較容易。

②變速范圍較大。可簡化傳動結構，傳動平穩、噪聲極低。

③驅動功率較大，承載能力較強。

④輸出機械特性*。一般情況下，無級變速器低轉速時恒扭矩輸出特性較強，高轉速時可達到恒功率輸出。

⑤傳動效率高，機構壽命長。正常使用壽命可達10年以上。

由于上述特點，再加上其屬于降速型傳動，因而在攪拌設備上應用較多。

值得注意的是：機械無級變速器與齒輪傳動相比，超負載能力較差，而且工作過程中有滑動、丟轉等現象。因此，在啟動扭矩大、啟動次數多、負荷變動大、有沖擊負荷和急剎車等使用條件下，會降低變速器的使用壽命。考慮到這些因素，可在額定功率或扭矩的基礎上再乘以一個系數，即采用比原規格稍大的、有一定裕量的無級變速器，或者設置保護裝置，并在結構上盡量避免變速器受到苛刻的負荷條件。