专利名称：卧螺离心机无级调速差速器的制作方法
技术领域：
本实用新型卧螺离心机用固定箱体式多功能无级调速差速器，适于作食品，环保选矿、化工、纺织、石化、城市污水处理等行业分离物料用的卧螺离心机专用差速器。
卧螺离心机是五十年代发展起来一种新型分离机械，我国从七十年代开始生产，近年来国内外都发展很快，广泛应用于食品、环保、选矿、化工、纺织、石化、城市污水处理等行业中。
卧螺离心机外转鼓和螺旋转子内轴旋转，待分离物料进入转鼓中，在离心力作用下重相物料沉降在转鼓壁上，静相物在中心处，随后通过溢流口排出，外转鼓和螺旋转子同轴旋转存在着一个转速差，为额定转速0.2％～3％，使螺旋转子产生一个轴向推力，把沉渣推向出渣口排出。
卧螺离心机内外二轴的转速差由差速器提供，目前国内外使用的摆线针轮式差速器，它们能提供的差转速在制造时已确定，只能提供一种差转速，国外，日本、美国以及我国都是这种结构，而实际上各种物料性质不同，在离心力作用下，沉降速度不同要求排渣速度不同，对差转速快慢要求也不同，对于固定速比的差速器只有更换不同速比差速器来实现了。
而同一种物料含渣量多少也不同，要求差转速也应有所变化，那末固定速比的差速器就无级调速，法国研究了摩擦式无级调速差速器，西德研制了液力式无级调速差器，但结构复杂，维修保养困难，价格昂贵。
当离心机沉渣积聚过多，排渣不畅，发生堵死时产生的摩擦阻力使内外二轴转速趋向一致，使差转速为零，这过程称为“同步”，同步发生时固定速比的差速器，因速比不能改变，就会发生零件打坏，必须设置同步保护装置。
为了对离心机工况进行控制，内外二轴的力矩变化是反映在差转速的变化上，由于螺旋转了封闭在转鼓内，对差转速采样很是困难，在国外，法国采用力矩传感器，西德采用液压式力矩采样，有的采用光电，磁电测出内外二轴转速，再输入运算电路得出差转速。由于差转速采样困难，使离心机自控装置复杂而昂贵。
本实用新型的目的是针对上述卧螺离心机差速器存在不足之处设计一种新颖的卧螺离心机用多功能无级调速差速器。它为全机械式结构，全部另件安装在一个箱体中，具有结构简单、紧凑、造价低廉。适用于任何型号，任何规格的卧螺离心机。
卧螺离心机用固定箱体式多功能无级调速差速器是采取以下方式实现的主要结构由差速系统，差速传动系统，调速减速系统以及自控报警系统组成。
差速系统由一个行星轮系组成，安装在箱体中，它有一个2K－H负号N－W啮合行星轮系，有一个行星轮架，二个齿数相等的中心轮，行星轮共有六个，齿数都相等，行星轮系由六个行星轮成三对均布排列，每个行星轮和中心轮啮合，每对行星轮又互相啮合组成啮合机构。
差速传动系统由输入皮带盘，四个齿数相等的齿轮，其中一个齿轮和外转鼓法兰同轴安装，亦即使外转鼓转速等于输入转速；二个齿数比为12的二个齿轮，其中一个大齿轮和行星轮架同轴安装，亦即使行星轮架减速输入转速成1／2，共同构成差速传动系统。
调速减速系统由四级齿轮减速组成，总减速比为100的减速机构，四级减速由二个双联齿轮，二个介轮，四个单体齿轮组成，它们的减速比分别为i1＝4i2＝2.5i3＝4i4＝2.5。在输入端装有限定力矩的安全离合器，在减速中端装有磁电转速报警仪接头，在输入端由联轴器和电磁转差离合器相连，而电磁转差离合器由主电机通过内侧皮带盘带动，调速动力由此输入。其中电磁转差离合器为YTC系列电磁调速异步电动机(又称滑差电机)，折除鼠笼型异步电动机，改为由皮带盘驱动，作为恒转矩无级调速用。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型与卧螺离心机配套使用示意图。
图2是卧螺离心机用固定箱体式多功能无级调速差速器结构示意图。
图3是本实用新型自控报警系统电气控制原理图。
附
图1中1、卧螺离心机用固定箱体式多功能无级调速器；2、螺旋转子；3、出渣口；4、外转鼓；5、逆流口。附图2中6、内侧皮带盘；7、输入皮带盘；8、差速传动小齿输；9、未级减速双联齿输；10、差速传动齿轮－B；11、调速减速齿轮－F；12、差转速输出接头盒；13、转速感应齿轮；14、SZNB－5磁电转速传感器；15、SZMB－4磁电转速传感器；16、调速减速齿轮－G；17、传动皮带；18、调速皮带轮输入轴；19、端盖；20、电枢；21、机架；22、磁极输出轴；23、励磁绕组；24、测速发电机；25、联轴器；26、第一轴外套轴；27、调速减速齿轮－E；28、第一轴；29、安全离合器主动盘；30、安全离合器盒；31、安全离合器被动盘；32、介轮轴；33、小介轮；34、第二轴；35、大介轮；36、首级减速双联齿轮；37、第三轴；38、差速传动齿轮－C；39、差速传动齿轮－D；40、法兰套轴；41、连接螺旋转子的花键轴；42、外转鼓连接法兰；43、中心轮；44、行星轮架；45、行星轮；46、箱体；47、中心轮；48、行星轮；49、差速传动大齿轮；50、调速减速齿轮－B；51、差速轴；52、差速传动齿轮－A；53、输入轴；附图3中54、红灯；55、黄灯；56、绿灯；57、蜂鸣器；58、警铃；59、SZNA－101A磁电转速指示报警仪。
RD、熔断器；AK、自控系统开断开关；BK、第一转速警报触点开关；J1K、第一转速警报触点开关自锁触点；J2N2、第二转速警报联锁触点；J1N、第一转速警报联锁触点；J1、第一转速警报继电器线圈；J主、主电机联锁常闭触点继电器线圈；J2、第二转速警报继电器线圈；J2K、第二转速警报触点开关自锁触点；N2K、第二转速警报触点开关。
参照附图2差速系统由中心轮〈43〉、〈47〉，行星轮〈45〉、〈48〉，行星轮架〈44〉以及和中心轮同轴安装的连接螺旋转子的花键轴〈41〉、差速轴〈51〉和行星轮架同轴安装的差速传动大齿轮〈49〉构成。一个中心轮〈43〉和连接螺旋转子的花键轴〈41〉成一整体为轮出轴，另一个中心轮〈47〉和差速轴〈51〉成一整体，为输入轴，行星轮架〈44〉和差速传动大齿轮〈49〉成一整体，也为输入轴。
差速传动系统由输入皮带盘〈7〉输入轴〈53〉，差速传动齿轮－B〈10〉，差速传动齿轮－A〈52〉，差速传动齿轮－C〈38〉，差速传动小齿轮〈8〉和法兰套轴〈40〉同轴安装的差速传动齿轮－D〈39〉，外转鼓连接法兰〈42〉共同构成。其中输入皮带盘〈7〉和输入轴〈53〉同轴，四个齿数相同齿轮，〈10〉〈52〉〈38〉〈39〉互相啮合，最未一个传动齿轮〈39〉和外转鼓法兰〈42〉同轴安装，为输出轴，二个齿数为12的齿轮啮合，其中一个大齿轮，即差速传动大齿轮〈49〉和行星轮架〈44〉同轴安装，也为输出轴，小齿轮为差速传动小齿轮〈8〉。调速减速系统由电磁转差离合器、调速皮带轮轴〈18〉、端盖〈19〉、电枢〈20〉、机架〈21〉、磁极输出轴〈22〉、励磁绕组〈23〉、测速发电机〈24〉、联轴器〈25〉、第一轴〈28〉、第一轴外套轴〈26〉、安全离合器主被动盘〈29〉〈31〉、调速减速齿轮－E〈27〉、调速减速齿轮－F〈11〉、调速减速齿轮－G〈16〉、调速减速齿轮－H〈50〉、大小介轮〈33〉〈35〉、首未级双联齿轮〈9〉〈36〉，以及装置在第二轴〈34〉上的转速感应齿轮〈13〉、磁电转速感应齿轮〈14〉〈15〉共同构成。调速减速器中第一轴(轴入轴)〈28〉上装有电磁转差离合器，这个电磁转差离合器是YCT系列电磁调速异步电动机，改用皮带盘由主电机驱动，作为恒转矩调速用，第一轴〈28〉另一端装有安全离合器，四级减速机构由一个活装在轴上的双联齿轮〈9〉〈36〉，二个活装在轴上的介轮〈33〉〈35〉，四个固装在轴上的单体齿轮，互相啮合构成，在第二级减速轴〈34〉上装有磁电转速报警仪接头，末级减速齿轮和差速轴〈51〉成一个整体，差速轴另一端装有中心轴〈47〉。
本实用新型工作原理及过程参照附图2差速器由主电机通过输入皮带盘〈7〉带动，动力分二路；一路经输入轴〈53〉带动差速传动齿轮－A、B、C、D通过法兰套轴〈40〉带动外转鼓连接法兰〈42〉以及连接在上面的外转鼓旋转，由于A、B、C、D四齿轮齿数相等，所以外转鼓转速等于输入转速，同时，输入轴的动力又经过差速传动小齿轮〈8〉带动和行星轮架〈44〉同轴安装的差速传动大齿轮〈49〉旋转，由于二者速比为12，所以行星轮架以输入转速的一半转速转动，如果差速轴〈51〉没有转速输入，那未连接螺旋转子的花键轴〈41〉在差速系统行星轮系速度合成下，以和外转鼓相同转速旋转。
另一路动力经内侧皮带盘〈6〉经传动皮带〈17〉带动调速皮带轮输入轴〈18〉和电枢〈20〉旋转，当励磁绕组〈23〉没有电流时，电枢空转，有电流通入时产生磁场带动磁极输出轴〈22〉旋转，电流越大滑差越小，转速越高，用调节励磁电流大小来进行无级调速，磁极输出轴〈22〉又经联轴器〈25〉安全离合器主被动盘〈29〉〈31〉和第一轴外套轴〈26〉输入到调速齿轮－E〈27〉，并经过大小介轮〈33〉〈31〉，首末级双联齿轮〈9〉〈36〉和调速齿轮－F、G、H〈11〉〈16〉〈50〉使差速轴〈51〉以百分之一输入转速旋转。从差速轴输入的转速在差速系统行星轮系速度合成后，使连接螺旋转子的花键轴〈41〉和外转鼓连接法兰产生一个差速，从而使离心机内外二轴产生一个转速差，达到差速功能的目的。
参照附图3本实用新型自控报警系统是以调速减速系统输入的转速即是差转速为基础的。
在离心机工作时，内外二轴力矩变化将直接反映在差转速变化上，差转速以十倍实际转速经磁电转速传感器〈14〉〈15〉输出和自控报警系统相连。
当差转速输出到达磁电转速报警仪〈59〉后，仪器显示出差转速十倍数值，操作人员可根据显示数值进行差转速调节，同时仪器上还有二个转速警报输出，起动时自控电路断开，正常进行时把自控开关〈AK〉合上，自控报警系统开始工作，第一转速警报点是根据不同物料最佳工况的差转速低百分之几到百分之十几的位置，具体数值的实际调试中决定，当第一转速警报发出信号时，黄灯〈55〉亮，绿灯〈56〉灭，蜂鸣器〈57〉响，即表示分离效果已偏离最佳分离点了。第二转速警报点是离心机同步或即将发生同步时发出信号，同步时红灯〈54〉亮警铃〈58〉响，同时通过主电机联锁常闭触点线圈〈J主〉切断主电机电源全部停车。如果是实现断续排渣，只是断续输入调速减速系统力矩，即可实现。
本实用新型装置有以下性能特点1、允许差速器在同步状态下长期工作，同步时调速减速系统来的扭矩进不到差速系统内，如果调速减速系统的力矩能克服沉渣的摩擦阻力，则可阻止同步发生，当这个力矩大于啮合付强度时，将发生破坏事故，但这时破坏的动力源不是来自同步状态的离心机，而是来自调速减速系统，所以在第一轴〈28〉上设置安全离合器〈29〉〈30〉〈31〉，以避免过大力矩输入差速系统，但是在电磁转差离合器空转时，调速减速系统没有力矩输出，允许离心机在同步状态下运转，这种性能可使卧螺离心机在螺旋叶片没有轴向推力引起扰动有利于沉降，然后再输入差转速排渣，再沉降再排渣，实现断续排渣，扩大卧螺离心机使用范围。
2、不论主电机在何种转速下运转，电磁转差离合器输入的经减速后的转速就是差转速，它使离心机内外二轴在工作时力矩变化可直接通过转速反映出来，可省掉一个复杂而昂贵的差速采样装置，使差速器本身成为自控系统一个重要组成部分。
3、差转速控制精度高，由于离心机差转速很小，因此调速减速系统必须有高达几十到一百的减速比，这样把电磁转差离合器因自身的转速误差，外载、电压被动引起的误差减小到百分之一，可达很高精度，同时调速减速系统在第二轴有一个差转速输出，它的转速为实际差转速十倍，并接连在自控系统的磁电转速报警仪〈59〉的接头上，和自控报警电路组成自控系统，并目在转速仪上显示出实际差转速十倍的转速，把差转速指示精度提高了十倍。
4、调速减速系统用主电机经传动皮带带动电磁转差离合器作为无级调速动力，省掉一个三相异步电动机，使电气部分成本降低，结构紧凑，并可对离心机在运转中进行无级调速，对卧螺离心机取得最佳工况创造了条件。
5、调速用的电磁转差离合器所需输入功率很小，仅为主电机功率的0.18％～2.7％。
6、本实用新型在结构上为箱体式，当老式旋转式差速器工作时，离心力把差速器油液机向四周，中央部应发生缺油将导致中心轴承烧毁，而本装置则根本杜绝了这种现象。同时老式差速器是悬臂式，使离心机主轴承受力状况恶化，本装置为箱体式，使离心机主轴承避免承受径向拉力，改变主轴承受力状况，延长了主轴承使用寿命。
7、本装置传动效率高，外转鼓输出传动效率为0.96，内转子输出传动效率为0.94，调速减速系统输出传动效率为0.88，本装置属于分流传动型式，其总传动效率为0.94～0.95之间。
权利要求1.一种具有差速系统，差速传动系统，调速减速系统，以及自控报警系统组成的卧螺离心机用固定箱体多功能无级调速差速器，其特征是差速系统由一个行星轮系组成，具有二个中心轮，六个行星轮成三对均布排列，每个行星轮和中心轮啮合，每对行星轮又互相啮合；差速传动系统由输入轴、输入皮带盘与六个齿轮组成其中一个齿轮和外转鼓法兰同轴安装，一个齿轮和行星轮架同轴安装；调速减速系统由四级齿轮减速组成，总减速比为一百的减速机构。
2.根据权利要求1所述卧螺离心机用固定箱体多功能无级调速差速器，其特征是差速系统的行星轮系，由中心轮，行星轮，行星轮架组成，一个中心轮和连接螺旋转子的花键轴成一整体，为输出轴，另一个中心轮和差速轴成一整体为输入轴，行星轮架和差速传动大齿轮成一整体，也为输入轴。
3.根据权利要求1所述卧螺离心机用固定箱体多功能无级调速差速器，其特征是差速传动系统中输入皮带盘和输入轴同轴，四个齿数相同齿轮互相啮合，最末一个传动齿轮和外转鼓法兰同轴安装，为输出轴，二个齿数为12的齿轮互相啮合，其中一个大齿轮即差速传动大齿轮(49)和行星轮架同轴安装，也为输出轴。
4.根据权利要求1所述卧螺离心机用固定箱体多功能无级调速差速器，其特征是调速减速系统中第一轴(输入轴)上装有电磁转差离合器，这个电磁转差离合器是YCT系列电磁调速异步电动机，拆除鼠标型转子异步电动机，改用皮带盘由主电机驱动，作为恒转矩调速用；第一轴另一端装有安全离合器，四级减速机构由二个活装在轴上的双联齿轮；二个活装在轴上的介轮，四个固装在轴上的单体齿轮，互相啮合构成，在第二级减速轴上装有磁电转速报警仪接头，末级减速齿轮和差速轴成一个整体，差速轴另一端装有中心轮。
专利摘要本实用新型卧螺离心机用固定箱体多功能无级调速差速器，适于作食品、环保、选矿、化工纺织、石化、城市污水处理等行业分离物料用的卧螺离心机专用差速器。主要结构由差速系统，差速传动系统、调速减速系统以及自控报警系统组成。差速系统由一个行星轮系组成差速传动系统由六个齿轮构成，调速减速系统由四级齿轮减速机构组成。该差速器具有差速、无级调速、同步超载保护、自动控制报警多种功能，结构简单、性能优越。
文档编号B04B9/00GK2142756SQ91220130
公开日1993年9月29日 申请日期1991年7月30日 优先权日1991年7月30日
发明者司马永根 申请人:司马永根