專利名稱：臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器，適于作食品、環(huán)保、選礦、化工、紡織、石化、城市污水處理等行業(yè)分離物料用的臥螺離心機(jī)專用差速。屬通用機(jī)械領(lǐng)域。
臥螺離心機(jī)是五十年代發(fā)展起來的一種新型分離機(jī)械，我國從七十年代開始生產(chǎn)，近年來國內(nèi)外都發(fā)展很快，廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)保、選礦、化工、紡織、石化、城市污水處理等行業(yè)中。臥螺離心機(jī)外轉(zhuǎn)鼓和螺旋轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)，待分離物料進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓中，在離心力作用下重相物沉降在轉(zhuǎn)鼓壁上，輕相物在中心處隨后通過溢流口排出，外轉(zhuǎn)鼓和螺旋轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，存在著一個(gè)差轉(zhuǎn)速，為額定轉(zhuǎn)速0.2～3‰，使螺旋轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)軸的推力，把沉渣推向出渣口排出。
臥螺離心機(jī)內(nèi)外二軸的轉(zhuǎn)速差由差速器提供，目前國內(nèi)外使用的是擺線針輪式差速器，它們能提供的差轉(zhuǎn)速在制造時(shí)已確定，只能提供一種差轉(zhuǎn)速，國外日本、美國以及我國都是這種結(jié)構(gòu)，而實(shí)際上各種物料性質(zhì)不同，在離心力作用下，沉降速度不同，要求排渣速度不同對(duì)差轉(zhuǎn)速快慢也不同對(duì)于固定速比的差速器只有更換不同速比差速器來實(shí)現(xiàn)。而同一種物料含渣量多少也不同，要求差轉(zhuǎn)速，也應(yīng)有所變化，那未固定速比的差速器就無能為力，在國外，法國和西德為了實(shí)現(xiàn)能在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，法國研究了摩擦式無級(jí)調(diào)速差速器，西德研制了液力式無級(jí)調(diào)速差速器，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修保養(yǎng)困難，價(jià)格昂貴。
當(dāng)離心機(jī)沉渣積聚過多，排渣不暢發(fā)生堵死時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力使內(nèi)外二軸轉(zhuǎn)速趨向一致，使差轉(zhuǎn)速為零，這過程稱“同步”，同步發(fā)生時(shí)固定速比的差速器，因速比不能改變，就會(huì)發(fā)生零件打壞，必須設(shè)置同步保護(hù)裝置。為了對(duì)離心機(jī)工況進(jìn)行自動(dòng)控制，內(nèi)外二軸的力矩變化是反映在差轉(zhuǎn)速的變化上。由于螺旋轉(zhuǎn)子封閉在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，對(duì)差轉(zhuǎn)速采樣很是困難，在國外，法國采用力矩傳感儀，西德采用液壓式力矩采樣，有的采用光電、磁電測(cè)出內(nèi)外二軸轉(zhuǎn)速，再輸入運(yùn)算電路得出差轉(zhuǎn)速。由于差轉(zhuǎn)速采樣困難，使離心機(jī)自控裝置復(fù)雜而昂貴。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述臥螺離心機(jī)差速器存在不足之處，設(shè)計(jì)一種新穎的臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器，為全機(jī)械式結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉，適用于任何型號(hào)，任何規(guī)格的臥螺離心機(jī)。
臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器是采取以下方式實(shí)現(xiàn)的主要結(jié)構(gòu)由差速系統(tǒng)、減速系統(tǒng)以及自控報(bào)警系統(tǒng)組成。差速系統(tǒng)是由二個(gè)行星輪系組成，為旋轉(zhuǎn)的差速系統(tǒng)。在差速系統(tǒng)中有二對(duì)2K－H，負(fù)號(hào)W－W嚙合行星輪系，共用一個(gè)行星輪架，具有四個(gè)中心輪齒數(shù)都為30牙，行星輪12個(gè)都為14牙。每個(gè)行星輪系有6個(gè)行星輪成三對(duì)均布排列，每個(gè)行星輪和中心輪嚙合，每對(duì)行星輪又互相嚙合組成嚙合機(jī)構(gòu)。差速器外殼、輸入皮帶盤、中心輪裝配在一起成一體。減速系統(tǒng)由一個(gè)雙級(jí)蝸輪主要由一個(gè)雙級(jí)蝸輪組成，減速箱由活動(dòng)支座固定在離心機(jī)機(jī)架上。雙級(jí)蝸輪由前級(jí)蝸輪蝸桿、末級(jí)蝸輪、蝸桿、首級(jí)蝸桿軸上裝有調(diào)速電機(jī)輸入皮帶盤調(diào)速皮帶盤上設(shè)置有摩擦式安全離合器，首級(jí)蝸輪軸減速箱體外端裝有磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀接頭，首級(jí)蝸桿另一端裝有末級(jí)蝸桿、末級(jí)蝸輪裝在中心軸上。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型與臥螺離心機(jī)配套使用示意圖。
圖3是本實(shí)用新型電器控制原理圖。
圖中1、外轉(zhuǎn)鼓連接法蘭，2、差速器外殼，3、行星輪架，4、加油排氣口螺塞，5、6、中心輪(第一對(duì)行星輪系)，7、主電機(jī)輸入皮帶盤，8、加油口螺塞，9、磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀接頭，10、首級(jí)蝸桿，11、調(diào)速電機(jī)輸入皮帶盤，12、摩擦式安全離合器，13、首級(jí)蝸輪，14、減速箱體，15、活動(dòng)支座，16、末級(jí)蝸桿，17、末級(jí)蝸輪，18、行星輪，19、20、中心輪(第二對(duì)行星輪系)，21、行星輪，22、連接螺旋轉(zhuǎn)子的花鍵軸，23、中心軸，24、多功能無級(jí)調(diào)速差速器，25、連接螺旋轉(zhuǎn)子的花鍵軸，26、出渣口，27、外轉(zhuǎn)鼓，28、溢流口，29、磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀，30、同步警鈴，31、蜂嗚器，32、綠燈，33、黃燈，34、紅燈。
RD熔斷器，AK、自控系統(tǒng)開斷開關(guān)，nK、第一轉(zhuǎn)速警報(bào)觸點(diǎn)開關(guān)，J1K、第一轉(zhuǎn)速警報(bào)觸點(diǎn)開關(guān)自鎖觸頭，J2N1第二轉(zhuǎn)速警報(bào)聯(lián)鎖觸點(diǎn)，J1N1、第一轉(zhuǎn)速警報(bào)聯(lián)鎖觸點(diǎn)，J2N2、第二轉(zhuǎn)速警報(bào)聯(lián)鎖觸點(diǎn)，J1、第一轉(zhuǎn)速警報(bào)繼電器線圈，J主、主電機(jī)聯(lián)鎖常閉觸頭線圈，J調(diào)、調(diào)速電機(jī)聯(lián)鎖常閉觸頭線圈，J2、第二轉(zhuǎn)速警報(bào)繼電器線圈，J2K、第二轉(zhuǎn)速警報(bào)觸點(diǎn)、開關(guān)、自鎖觸頭，n2K、第二轉(zhuǎn)速警報(bào)觸點(diǎn)開關(guān)。
參照附圖，差速器由主電機(jī)通過輸入皮帶輪(7)帶動(dòng)動(dòng)力分二路，一路經(jīng)外殼(2)和離心機(jī)外轉(zhuǎn)鼓連接法蘭(1)，帶動(dòng)外轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)，另一路經(jīng)安裝在外殼上中心輪(6)帶動(dòng)差速器，經(jīng)一系列速度合成后由花鍵軸(22)同軸帶動(dòng)螺旋軸子旋轉(zhuǎn)。減速箱用可以無級(jí)調(diào)速的電機(jī)通過調(diào)速皮帶盤(11)帶動(dòng)。只要從減速箱輸入一轉(zhuǎn)速就可使離心機(jī)內(nèi)外二軸產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)速差達(dá)到差速功能的目的。
參照附
圖1，臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器差速系統(tǒng)有二對(duì)行星輪系構(gòu)成。在第一對(duì)行星輪系中由中心輪(5)、(6)、行星輪(18)、行星輪架(3)組成。中心輪(6)和差速器外殼(2)及輸入皮帶輪(7)成一整體，為輸入軸中心輪(5)和減速箱(14)連接為靜止?fàn)顟B(tài)，而行星輪架(3)為輸出軸。第二對(duì)行星輪系中由中心輪(19)、(20)、行星輪(21)、行星輪架(3)組成。中心輪(20)通過花鍵軸(22)和螺旋轉(zhuǎn)子相連為輸出軸，中心輪(19)和末級(jí)蝸輪(17)同軸，為輸入軸，而二對(duì)行星輪系共用一個(gè)行星輪架(3)，此時(shí)行星輪架(3)對(duì)第二對(duì)行星輪系來說也是輸入軸。
減速系統(tǒng)有減速箱體(14)，通過活動(dòng)支座(15)固定在離心機(jī)機(jī)架上，減速箱體上裝有加油口螺塞(8)，減速箱體內(nèi)裝有雙級(jí)蝸輪首級(jí)蝸輪蝸桿與末級(jí)蝸輪蝸桿。首級(jí)蝸桿(10)軸伸出減速箱體(14)，外端裝有調(diào)速電機(jī)輸入皮帶盤(11)，采用皮帶與調(diào)速電機(jī)相連，調(diào)速皮帶盤上設(shè)置有摩擦式安全離合器(12)，首級(jí)蝸桿(10)與首級(jí)蝸輪(13)相嚙合，首級(jí)蝸輪軸露出減速箱體外端裝有磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀接頭(9)，首級(jí)蝸輪軸另一端裝有末級(jí)蝸桿(16)，末級(jí)蝸桿與末級(jí)蝸輪(17)相嚙合，末級(jí)蝸輪裝配在中心軸(23)上，中心軸另一端裝配有中心輪(19)。
參照附圖3，本實(shí)用新型的自控報(bào)警系統(tǒng)是以減速箱輸入轉(zhuǎn)速即是差轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)的，在離心機(jī)工作時(shí)，調(diào)速電機(jī)輸入的差轉(zhuǎn)速扭矩和主電機(jī)作功的扭矩相互作用，將直接反映在差轉(zhuǎn)速變化上，差轉(zhuǎn)速變化經(jīng)磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀接頭(9)和自控系統(tǒng)相連。當(dāng)差轉(zhuǎn)速輸出到達(dá)磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀后，儀器上顯示出差轉(zhuǎn)速的十倍數(shù)值，操作人員可根據(jù)顯示數(shù)值進(jìn)行差轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。同時(shí)儀器上還有二個(gè)轉(zhuǎn)速警報(bào)輸出，起動(dòng)時(shí)自控電路斷開，正帶運(yùn)行時(shí)把自控開關(guān)AK合上自控系統(tǒng)開始工作，第一轉(zhuǎn)速警報(bào)點(diǎn)是根據(jù)各種不同物料最佳工況的差轉(zhuǎn)速低百分之幾到百分之十幾的位置，具體數(shù)值在實(shí)際調(diào)試中決定。當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)速警報(bào)發(fā)出信號(hào)時(shí)，黃燈(33)亮，綠燈(32)滅，蜂嗚器(31)響，即表示分離效果已偏離最佳分離點(diǎn)了。第二轉(zhuǎn)速警報(bào)點(diǎn)是離心機(jī)發(fā)生同步或即將發(fā)生同步時(shí)發(fā)出信號(hào)，紅燈(34)亮同步，警鈴響(30)，同時(shí)通過繼電器主電機(jī)聯(lián)鎖常閉觸頭線圈(J主)，調(diào)速電機(jī)聯(lián)鎖常閉觸頭線圈(J調(diào))切斷主電機(jī)和調(diào)速電機(jī)電源使電機(jī)全部停車。如果要實(shí)現(xiàn)離心機(jī)斷續(xù)排渣，用簡單的時(shí)間繼電器控制電路就可實(shí)現(xiàn)。
臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器有以下性能特點(diǎn)1、允許差速器在同步狀態(tài)下長期工作。同步時(shí)減速箱來的扭矩進(jìn)不到差速器內(nèi)，如果帶動(dòng)減速箱的調(diào)速電機(jī)扭矩能克服沉渣的摩擦阻力，則可阻止同步發(fā)生。當(dāng)調(diào)速電機(jī)輸入扭矩大于嚙合付強(qiáng)度時(shí)，將發(fā)生破壞事故，但這時(shí)破壞的動(dòng)力源不是來自同步狀態(tài)的離心機(jī)，而是來自調(diào)速電機(jī)，所以在調(diào)速皮帶盤(11)上設(shè)置安全離合器(12)，以避免過大扭矩輸入差速器。但是在調(diào)速電機(jī)沒有起動(dòng)時(shí)，允許離心機(jī)同步狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，這種性能可使臥螺離心機(jī)在分離難分離物料時(shí)，首先在同步狀態(tài)下進(jìn)行沉降，此時(shí)螺旋葉片沒有軸向推動(dòng)引起的擾動(dòng)，有利于沉降，然后再輸入差轉(zhuǎn)速排渣，再沉降，再排渣，實(shí)現(xiàn)斷續(xù)排渣，擴(kuò)大了臥螺離心機(jī)的使用范圍。
2、不論主電機(jī)在何種轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)速電機(jī)輸入的減速后轉(zhuǎn)速就是差轉(zhuǎn)速。它使離心機(jī)內(nèi)外二軸在工作時(shí)力矩變化可直接通過轉(zhuǎn)速反映出來，它可省掉一個(gè)復(fù)雜而昂貴的差速采樣裝置使差速器本身成為自控系統(tǒng)一個(gè)重要部份。
3、差轉(zhuǎn)速控制精度高，由于離心機(jī)的差轉(zhuǎn)速很小，因此減速箱速比必須高達(dá)幾十到一百，這樣就把調(diào)速電機(jī)因自身轉(zhuǎn)速誤差、外載、電壓波動(dòng)引起誤差減小到百分之一，不必設(shè)置轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)，即可達(dá)到很高精度。同時(shí)在減速器末級(jí)輸出前一級(jí)有一個(gè)差轉(zhuǎn)速指示輸出軸，它的轉(zhuǎn)速為實(shí)際差轉(zhuǎn)速的十倍，并接連在自控系統(tǒng)的磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀接頭(9)上，和自控報(bào)警電路組成自控系統(tǒng)，并且在轉(zhuǎn)速儀上顯示出為實(shí)際差轉(zhuǎn)速十倍的轉(zhuǎn)速把差轉(zhuǎn)速指示精度提高了十倍，實(shí)際上差轉(zhuǎn)速可精確地控制到±0.5轉(zhuǎn)／分。
4、調(diào)速電機(jī)為三相變極電機(jī)，采用變極和調(diào)壓調(diào)速相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。用調(diào)速電機(jī)可對(duì)離心機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，對(duì)臥螺離心機(jī)取得最佳工況創(chuàng)造了條件。
5、調(diào)速電機(jī)輸入功率所須很小，僅為主電機(jī)功率的0.118～1.77％。
6、本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)式差速器和固定式減速箱內(nèi)腔為貫通式，當(dāng)老式旋轉(zhuǎn)式差速器工作時(shí)，離心力把差速器內(nèi)油液拋向四周，中央部位發(fā)生缺油將導(dǎo)致中心軸承燒毀，而本裝置則根本杜絕這種現(xiàn)象，因?yàn)楫?dāng)旋轉(zhuǎn)式差速器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中央部位缺油時(shí)，固定式減速箱將會(huì)源源不斷地把油補(bǔ)充進(jìn)去。同時(shí)老式差速器除法國型外，其余都是懸臂式，而本裝置由于有固定式減速箱通過活動(dòng)支座(15)和離心機(jī)機(jī)架聯(lián)接形成簡支式，改善了內(nèi)部零件受力狀況，延長了使用壽命。
7、本裝置傳動(dòng)效率高，在差速器中第一對(duì)行星傳動(dòng)效率為0.9875，第二對(duì)行星傳動(dòng)效率為0.9878，總傳動(dòng)效率高達(dá)0.975。在減速箱中，二級(jí)蝸桿總傳動(dòng)效率為0.78。
權(quán)利要求1.一種具有差速系統(tǒng)、減速系統(tǒng)以及自控報(bào)警系統(tǒng)組成的臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器，其特征是差速系統(tǒng)是由二個(gè)行星輪系組成，二對(duì)嚙合行星輪系共用一個(gè)行星輪架，具有四個(gè)中心輪，每個(gè)行星輪系有6個(gè)行星輪，成三對(duì)均布排列，每個(gè)行星輪和中心輪嚙合，每對(duì)行星輪又互相嚙合，差速器外殼輸入皮帶輪，中心輪裝配在一起成一體；減速系統(tǒng)由一個(gè)雙級(jí)蝸輪組成，具有首級(jí)蝸輪蝸桿，末級(jí)蝸輪蝸桿，減速箱由活動(dòng)支座固定在離心機(jī)機(jī)架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器，其特征是差速系統(tǒng)中第一對(duì)行星輪系由中心輪、行星輪、行星輪架組成，中心輪和差速器外殼及輸入皮帶盤輪成一整體，為輸入軸中心輪和減速箱連接為靜止?fàn)顟B(tài)，而行星輪架為輸出軸；第二對(duì)行星輪系中也由中心輪、行星輪、行星輪架構(gòu)成，中心輪通過花鏈軸和螺旋轉(zhuǎn)子相連為輸出軸，中心輪和末級(jí)蝸輪同軸，為輸入軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器，其特征是減速系統(tǒng)中首級(jí)蝸桿軸上裝有調(diào)速電機(jī)輸入皮帶盤，調(diào)速皮帶盤上設(shè)置有摩擦式安全離合器，首級(jí)蝸桿與首級(jí)蝸輪相嚙合，首級(jí)蝸輪軸露出減速箱體外端裝有磁電轉(zhuǎn)速報(bào)警儀接頭，首級(jí)蝸輪軸另一端裝有末級(jí)蝸桿，末級(jí)蝸桿與末級(jí)蝸輪相嚙合，末級(jí)蝸輪裝配在中心軸上，中心軸另一端裝配有中心輪。
專利摘要本實(shí)用新型臥螺離心機(jī)用多功能無級(jí)調(diào)速差速器，適于作食品、環(huán)保、選礦、化工、紡織、石化、城市污水處理等行業(yè)分離物料用的臥螺離心機(jī)專用差速。屬通用機(jī)械領(lǐng)域。主要結(jié)構(gòu)由差速系統(tǒng)、減速系統(tǒng)以及自控報(bào)警系統(tǒng)組成。差速系統(tǒng)是由二個(gè)行星輪系組成，減速系統(tǒng)由一個(gè)雙級(jí)蝸輪組成，該差速器具有差速、無級(jí)調(diào)速、同步超載保護(hù)自動(dòng)控制報(bào)警等多種功能，結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越。
文檔編號(hào)F16H3/44GK2088622SQ91213069
公開日1991年11月13日 申請(qǐng)日期1991年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月14日
發(fā)明者司馬永根, 黃玉芳 申請(qǐng)人:司馬永根, 黃玉芳