搅拌设备的结构之电机与减速机

1 电动机

搅拌设备的搅拌轴通常由电动机驱动。由于搅拌设备的转速一般都比较低，因而电动机绝大多数情况下都是与变速器组合在一起使用的，有时也采用变频器直接调速。为此，选用电动机时，应特别考虑与变速器匹配问题。

通常应根据搅拌轴功率和搅拌设备周围的工作环境等因素选择电动机的型号，并遵循以下基本原则：

①根据搅拌设备的负载性质和工艺条件对电动机的启动、制动、运转、调速等要求，选择电动机类型。

②根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，合理选择电动机容量，并确定冷却通风方式。同时选定的电动机型号和额定功率应满足搅拌设备开车时启动功率增大的要求。

③根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯和腐蚀及易燃易爆气体等，考虑必要的防护方式和电动机的结构型式，确定电动机的防爆等级和防护等级。对于气体或蒸汽爆炸危险环境，应根据爆炸危险环境的分区等级和爆炸危险区域内气体或蒸汽的级别、组别和电动机的使用条件，选择防爆电动机的结构型式和相应的级别、组别；对于粉尘爆炸危险环境，则根据爆炸危险环境的分区等级和电动机的使用条件，选择防爆、防护电动机的结构型式和相应的防爆、防护等级；对于火灾危险环境，则根据火灾危险环境的分区等级和电动机的使用条件，选择防护电动机的结构型式和相应的防护等级。化学腐蚀环境时，应根据腐蚀环境的分类选择相适应的电动机。

④根据企业电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级。

⑤根据搅拌设备的zui高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的性能要求，以及机械减速的复杂程度，选择电动机的额定转速。

除此之外，选择电动机还必须符合节能要求，并综合考虑运行可靠性、供货情况、备品备件通用性、安装检修难易程度、产品价格、运行和维修费用等因素。

2 变速器

变速器是用于原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，其主要功能是降低转速，并相应增大扭矩。由于搅拌轴运转速度大多在30-600rpm范围内，小于电动机额定转速，故在电动机出口端大多需设置变速器。按变速能力，变速器可分为减速机和无级变速器两大类。

按传动和结构特点来划分，减速机可分为摆线针轮减速机、齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、皮带减速机四种。应根据工艺要求和操作环境，选配合适的变速器。所选用的变速器除应满足功率和输出转速的要求外，还应运转可靠，维修方便，并具有较高的机械效率和较低的噪声。

2.1摆线针轮减速机

摆线针轮减速机应用行星传动原理，采用摆线针齿啮合，是一种设计先进、结构新颖的减速机构，允许正、反向运转。它广泛应用于石油化工、轻工食品、制药、纺织印染、冶金矿山、污水处理及工程机械等各种传动机械的减速装置。

行星齿轮减速机的zui大特点是传动效率高，传动比范围广，传动功率可从10W到50000kW，体积和重量比普通齿轮减速机、蜗杆减速机小得多。但其结构较复杂，制造精度要求较高。

2.2齿轮减速机

齿轮减速机包括圆柱齿轮减速机和圆锥齿轮减速机两种，其中圆柱齿轮减速机在所有减速机中应用zui广，它传递功率的范围可从很小至4000kW，圆周速度也可从很低60-70m/s；而圆锥齿轮减速机的输人轴和输出轴位置成90o配置，因而适用于输入、输出轴相互垂直的场合。

齿轮减速机的主要特点是效率高，工作耐久，维护简便口按其减速齿轮的级数可分为单级、两级、三级甚至多级；按其轴在空间的相互配置可分为立式和卧式；按其运动简图的特点可分为展开式、同轴式和分流式等。

为了避免减速机外廓尺寸过大，一般当传动比在8以下时，可采用单级齿轮减速机，大于8时，选用两级或两级以上齿轮减速机。

2.3蜗轮蜗杆减速机

蜗轮蜗杆减速机采用蜗轮蜗杆传动，主要用于传动比较大的场合，具有传动结构紧凑，轮廓尺寸小，工作平稳等优点，但效率较低，因而单级蜗杆减速机应用较多，两级蜗杆减速机则较少应用。单级蜗杆减速机传动比的范围一般为10-70。

2.4皮带减速机

皮带减速机具有效率高、寿命长、结构紧凑、传动平稳、拆卸方便等特点，允许正反方向运转，在大型发酵装置中应用较多。

2.5机械无级变速器

在相当多的搅拌操作中，由于工艺条件要求搅拌轴变速运转或搅拌工艺处于试验研究阶段使搅拌轴转速未定，往往需要选用无级变速器。

机械无级变速器大多利用主功构件与从动构件接触处的摩擦(牵引)力传动来传递运动和扭矩，并通过改变主、从动件的相对位置以改变接触处的土作半径来实现无级变速。

无级变速器的主要功能是根据生产实际需要随时调整工作转速，从而获得zui合适的转速，即其传动比可在设计预定的范围内无级地进行改变，以简化变速传动结构、提高生产效率和产品质量、合理利用动能，同时可实现遥控及自动控制功能，减轻操作人员的劳动强度。

无级变速器具有以下特点：

①结构简单。大多数行星摩擦式无级变速器由6-8个关键传动元件组成，传动元件数目较少，结构紧凑。外形尺寸小，整机制造相对较容易。

②变速范围较大。可简化传动结构，传动平稳、噪声极低。

③驱动功率较大，承载能力较强。

④输出机械特性优越。一般情况下，无级变速器低转速时恒扭矩输出特性较强，高转速时可达到恒功率输出。

⑤传动效率高，机构寿命长。正常使用寿命可达10年以上。

由于上述特点，再加上其属于降速型传动，因而在搅拌设备上应用较多。

值得注意的是：机械无级变速器与齿轮传动相比，超负载能力较差，而且工作过程中有滑动、丢转等现象。因此，在启动扭矩大、启动次数多、负荷变动大、有冲击负荷和急刹车等使用条件下，会降低变速器的使用寿命。考虑到这些因素，可在额定功率或扭矩的基础上再乘以一个系数，即采用比原规格稍大的、有一定裕量的无级变速器，或者设置保护装置，并在结构上尽量避免变速器受到苛刻的负荷条件。