专利名称：卧螺离心机用多功能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。属通用机械领域。
卧螺离心机是五十年代发展起来的一种新型分离机械，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同轴旋转，待分离物料进入转鼓中，在离心力作用下重相物沉降在转鼓壁上，轻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时，存在着一个差转速，为额定转速0.2～3‰，使螺旋转子产生一个轴的推力，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，目前国内外使用的是摆线针轮式差速器，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。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，那未固定速比的差速器就无能为力，在国外，法国和西德为了实现能在运转中进行无级调速，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速器，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“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自动控制，内外二轴的力矩变化是反映在差转速的变化上。由于螺旋转子封闭在转鼓内，对差转速采样很是困难，在国外，法国采用力矩传感仪，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，为全机械式结构，具有结构简单、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、减速系统以及自控报警系统组成。差速系统是由二个行星轮系组成，为旋转的差速系统。在差速系统中有二对2K－H，负号W－W啮合行星轮系，共用一个行星轮架，具有四个中心轮齿数都为30牙，行星轮12个都为14牙。每个行星轮系有6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。差速器外壳、输入皮带盘、中心轮装配在一起成一体。减速系统由一个双级蜗轮主要由一个双级蜗轮组成，减速箱由活动支座固定在离心机机架上。双级蜗轮由前级蜗轮蜗杆、末级蜗轮、蜗杆、首级蜗杆轴上装有调速电机输入皮带盘调速皮带盘上设置有摩擦式安全离合器，首级蜗轮轴减速箱体外端装有磁电转速报警仪接头，首级蜗杆另一端装有末级蜗杆、末级蜗轮装在中心轴上。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是卧螺离心机用多功能无级调速差速器结构示意图。
图2是本实用新型与卧螺离心机配套使用示意图。
图3是本实用新型电器控制原理图。
图中1、外转鼓连接法兰，2、差速器外壳，3、行星轮架，4、加油排气口螺塞，5、6、中心轮(第一对行星轮系)，7、主电机输入皮带盘，8、加油口螺塞，9、磁电转速报警仪接头，10、首级蜗杆，11、调速电机输入皮带盘，12、摩擦式安全离合器，13、首级蜗轮，14、减速箱体，15、活动支座，16、末级蜗杆，17、末级蜗轮，18、行星轮，19、20、中心轮(第二对行星轮系)，21、行星轮，22、连接螺旋转子的花键轴，23、中心轴，24、多功能无级调速差速器，25、连接螺旋转子的花键轴，26、出渣口，27、外转鼓，28、溢流口，29、磁电转速报警仪，30、同步警铃，31、蜂呜器，32、绿灯，33、黄灯，34、红灯。
RD熔断器，AK、自控系统开断开关，nK、第一转速警报触点开关，J1K、第一转速警报触点开关自锁触头，J2N1第二转速警报联锁触点，J1N1、第一转速警报联锁触点，J2N2、第二转速警报联锁触点，J1、第一转速警报继电器线圈，J主、主电机联锁常闭触头线圈，J调、调速电机联锁常闭触头线圈，J2、第二转速警报继电器线圈，J2K、第二转速警报触点、开关、自锁触头，n2K、第二转速警报触点开关。
参照附图，差速器由主电机通过输入皮带轮(7)带动动力分二路，一路经外壳(2)和离心机外转鼓连接法兰(1)，带动外转鼓旋转，另一路经安装在外壳上中心轮(6)带动差速器，经一系列速度合成后由花键轴(22)同轴带动螺旋轴子旋转。减速箱用可以无级调速的电机通过调速皮带盘(11)带动。只要从减速箱输入一转速就可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1，卧螺离心机用多功能无级调速差速器差速系统有二对行星轮系构成。在第一对行星轮系中由中心轮(5)、(6)、行星轮(18)、行星轮架(3)组成。中心轮(6)和差速器外壳(2)及输入皮带轮(7)成一整体，为输入轴中心轮(5)和减速箱(14)连接为静止状态，而行星轮架(3)为输出轴。第二对行星轮系中由中心轮(19)、(20)、行星轮(21)、行星轮架(3)组成。中心轮(20)通过花键轴(22)和螺旋转子相连为输出轴，中心轮(19)和末级蜗轮(17)同轴，为输入轴，而二对行星轮系共用一个行星轮架(3)，此时行星轮架(3)对第二对行星轮系来说也是输入轴。
减速系统有减速箱体(14)，通过活动支座(15)固定在离心机机架上，减速箱体上装有加油口螺塞(8)，减速箱体内装有双级蜗轮首级蜗轮蜗杆与末级蜗轮蜗杆。首级蜗杆(10)轴伸出减速箱体(14)，外端装有调速电机输入皮带盘(11)，采用皮带与调速电机相连，调速皮带盘上设置有摩擦式安全离合器(12)，首级蜗杆(10)与首级蜗轮(13)相啮合，首级蜗轮轴露出减速箱体外端装有磁电转速报警仪接头(9)，首级蜗轮轴另一端装有末级蜗杆(16)，末级蜗杆与末级蜗轮(17)相啮合，末级蜗轮装配在中心轴(23)上，中心轴另一端装配有中心轮(19)。
参照附图3，本实用新型的自控报警系统是以减速箱输入转速即是差转速为基础的，在离心机工作时，调速电机输入的差转速扭矩和主电机作功的扭矩相互作用，将直接反映在差转速变化上，差转速变化经磁电转速报警仪接头(9)和自控系统相连。当差转速输出到达磁电转速报警仪后，仪器上显示出差转速的十倍数值，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，正带运行时把自控开关AK合上自控系统开始工作，第一转速警报点是根据各种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，具体数值在实际调试中决定。当第一转速警报发出信号时，黄灯(33)亮，绿灯(32)灭，蜂呜器(31)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发生同步或即将发生同步时发出信号，红灯(34)亮同步，警铃响(30)，同时通过继电器主电机联锁常闭触头线圈(J主)，调速电机联锁常闭触头线圈(J调)切断主电机和调速电机电源使电机全部停车。如果要实现离心机断续排渣，用简单的时间继电器控制电路就可实现。
卧螺离心机用多功能无级调速差速器有以下性能特点1、允许差速器在同步状态下长期工作。同步时减速箱来的扭矩进不到差速器内，如果带动减速箱的调速电机扭矩能克服沉渣的摩擦阻力，则可阻止同步发生。当调速电机输入扭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，而是来自调速电机，所以在调速皮带盘(11)上设置安全离合器(12)，以避免过大扭矩输入差速器。但是在调速电机没有起动时，允许离心机同步状态下运转，这种性能可使卧螺离心机在分离难分离物料时，首先在同步状态下进行沉降，此时螺旋叶片没有轴向推动引起的扰动，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，扩大了卧螺离心机的使用范围。
2、不论主电机在何种转速下运转，调速电机输入的减速后转速就是差转速。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，它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部份。
3、差转速控制精度高，由于离心机的差转速很小，因此减速箱速比必须高达几十到一百，这样就把调速电机因自身转速误差、外载、电压波动引起误差减小到百分之一，不必设置转速反馈系统，即可达到很高精度。同时在减速器末级输出前一级有一个差转速指示输出轴，它的转速为实际差转速的十倍，并接连在自控系统的磁电转速报警仪接头(9)上，和自控报警电路组成自控系统，并且在转速仪上显示出为实际差转速十倍的转速把差转速指示精度提高了十倍，实际上差转速可精确地控制到±0.5转／分。
4、调速电机为三相变极电机，采用变极和调压调速相结合的方法，实现无级调速。用调速电机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、调速电机输入功率所须很小，仅为主电机功率的0.118～1.77％。
6、本实用新型在结构上旋转式差速器和固定式减速箱内腔为贯通式，当老式旋转式差速器工作时，离心力把差速器内油液抛向四周，中央部位发生缺油将导致中心轴承烧毁，而本装置则根本杜绝这种现象，因为当旋转式差速器转动时，中央部位缺油时，固定式减速箱将会源源不断地把油补充进去。同时老式差速器除法国型外，其余都是悬臂式，而本装置由于有固定式减速箱通过活动支座(15)和离心机机架联接形成简支式，改善了内部零件受力状况，延长了使用寿命。
7、本装置传动效率高，在差速器中第一对行星传动效率为0.9875，第二对行星传动效率为0.9878，总传动效率高达0.975。在减速箱中，二级蜗杆总传动效率为0.78。
权利要求1.一种具有差速系统、减速系统以及自控报警系统组成的卧螺离心机用多功能无级调速差速器，其特征是差速系统是由二个行星轮系组成，二对啮合行星轮系共用一个行星轮架，具有四个中心轮，每个行星轮系有6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，差速器外壳输入皮带轮，中心轮装配在一起成一体；减速系统由一个双级蜗轮组成，具有首级蜗轮蜗杆，末级蜗轮蜗杆，减速箱由活动支座固定在离心机机架上。
2.根据权利要求1所述的卧螺离心机用多功能无级调速差速器，其特征是差速系统中第一对行星轮系由中心轮、行星轮、行星轮架组成，中心轮和差速器外壳及输入皮带盘轮成一整体，为输入轴中心轮和减速箱连接为静止状态，而行星轮架为输出轴；第二对行星轮系中也由中心轮、行星轮、行星轮架构成，中心轮通过花链轴和螺旋转子相连为输出轴，中心轮和末级蜗轮同轴，为输入轴。
3.根据权利要求1所述的卧螺离心机用多功能无级调速差速器，其特征是减速系统中首级蜗杆轴上装有调速电机输入皮带盘，调速皮带盘上设置有摩擦式安全离合器，首级蜗杆与首级蜗轮相啮合，首级蜗轮轴露出减速箱体外端装有磁电转速报警仪接头，首级蜗轮轴另一端装有末级蜗杆，末级蜗杆与末级蜗轮相啮合，末级蜗轮装配在中心轴上，中心轴另一端装配有中心轮。
专利摘要本实用新型卧螺离心机用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。属通用机械领域。主要结构由差速系统、减速系统以及自控报警系统组成。差速系统是由二个行星轮系组成，减速系统由一个双级蜗轮组成，该差速器具有差速、无级调速、同步超载保护自动控制报警等多种功能，结构简单、性能优越。
文档编号F16H3/44GK2088622SQ91213069
公开日1991年11月13日 申请日期1991年1月14日 优先权日1991年1月14日
发明者司马永根, 黄玉芳 申请人:司马永根, 黄玉芳