專利名稱：可編程增矩調(diào)速差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型可編程增矩調(diào)速差速器涉及的是一種適用于化工、石化、環(huán)保、選礦、食品、紡織等行業(yè)進(jìn)行物料分離、濃縮、分級(jí)用臥螺離心機(jī)的差速器。以及適用于需要精確調(diào)速和要求二軸精確同步的各種裝置(如自耗電極電爐的升降機(jī)構(gòu)等)。
臥螺離心機(jī)是本世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的新型分離機(jī)械，它具有應(yīng)用范圍廣，能自動(dòng)、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要濾網(wǎng)，單機(jī)生產(chǎn)能力大，分離質(zhì)量高費(fèi)用低，由于它有突出的優(yōu)點(diǎn)，受到各國(guó)普遍重視。臥螺離心機(jī)原理是外轉(zhuǎn)鼓和螺旋內(nèi)轉(zhuǎn)子同軸同向高速旋轉(zhuǎn)，物料進(jìn)入后，重相沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上，輕相在內(nèi)層，臥螺機(jī)內(nèi)外二軸都連接在差速器上，差速器使內(nèi)外二軸產(chǎn)生一個(gè)差轉(zhuǎn)速，使螺旋轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向推力，把沉渣推向排渣口排出，而輕相從溢流口排出。目前國(guó)內(nèi)外使用的差速器，它能提供的差轉(zhuǎn)速在制造時(shí)已決定，只能提供一種差轉(zhuǎn)速，而實(shí)際上各種物料性質(zhì)不同，其離心沉降速率不同，要求排渣速度也不同，對(duì)于固定速比的差速器只有更換不同速比的差速器，有付皮帶輪的差速器只有更換不同速比的付皮帶輪重新確定另一個(gè)固定速比。如果為了適應(yīng)物料濃度變化在運(yùn)轉(zhuǎn)中精確地調(diào)節(jié)差轉(zhuǎn)速，上述差速器就無能為力。目前在國(guó)外德國(guó)研制了液力式無級(jí)調(diào)速差速器，瑞典阿爾法公司采用電磁渦流制動(dòng)式無級(jí)調(diào)速差速器等方式。它們的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難。同時(shí)它們雖然具備了調(diào)速功能，但卻無法知道內(nèi)外二軸轉(zhuǎn)速差是多少，因此必須設(shè)置一套內(nèi)外二軸測(cè)速或測(cè)力矩采樣機(jī)構(gòu)，不然無法對(duì)離心機(jī)進(jìn)行控制。由于臥螺機(jī)內(nèi)外二軸是封閉的，必須對(duì)離心機(jī)本體進(jìn)行改造才可實(shí)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外測(cè)速測(cè)矩方式有光電、磁電、液壓、彈性元件等手段，其裝置復(fù)雜，采樣來的信息必須經(jīng)處理后才能進(jìn)行顯示，由于方法煩瑣，使臥螺機(jī)差轉(zhuǎn)速顯示非常復(fù)雜,如果要對(duì)臥螺機(jī)進(jìn)行自控,那末這套機(jī)構(gòu)就更為復(fù)雜了。
當(dāng)臥螺機(jī)沉渣積聚過多，排渣不暢而堵死時(shí)，產(chǎn)生的摩擦力使內(nèi)外二軸轉(zhuǎn)速趨向一致，這過程稱為“同步”，同步發(fā)生時(shí)差轉(zhuǎn)速為零，固定速比差速器因速比固定的結(jié)構(gòu)就發(fā)生超載破壞另件。而多種多樣調(diào)速型差速器，同步時(shí)產(chǎn)生的超載力矩也將直接施加于差速器內(nèi)部另件，都必須設(shè)置不同原理不同結(jié)構(gòu)的同步超載保護(hù)機(jī)構(gòu)。由于臥螺機(jī)是個(gè)同軸，同向、高速、大功率、內(nèi)外軸轉(zhuǎn)速差很低的傳動(dòng)軸系，在運(yùn)轉(zhuǎn)中存在著極大的封閉功率，其值為輸入功率的幾十倍，使傳動(dòng)件(亦即差速器)承受極大負(fù)荷，使差速器使用壽命受很大影響，很易損壞。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述臥螺離心機(jī)差速器及其系統(tǒng)存在的不足之處而設(shè)計(jì)的一種新穎的臥螺離心機(jī)適用的可編程增矩調(diào)速差速器，用一種新穎的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)使差速器自身不但能產(chǎn)生差速，并能調(diào)速，而且還具有多種功能，但結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，制造方便，成本低，適用于國(guó)內(nèi)外任何規(guī)格、任何型號(hào)的臥螺離心機(jī)。
可編程增矩調(diào)速差速器主要結(jié)構(gòu)由增速系統(tǒng)、差速系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)組成。其特征是增速系統(tǒng)由一個(gè)擺線針輪輪系組成，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的前針輪，一對(duì)與前針輪互相嚙合的前擺線輪，一個(gè)固定的前偏心軸，前支柱銷軸，以及銷軸簡(jiǎn)支式輸出機(jī)構(gòu)，包括前支承架、中間支承架；差速系統(tǒng)由一個(gè)擺線針輪輪系組成，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的后針輪，一對(duì)與后針輪互相嚙合的后擺線輪，一個(gè)可固定也可旋轉(zhuǎn)的后偏心軸，后柱銷軸，以及銷軸筒支式輸出機(jī)構(gòu)包括共用的中間支承架、后支承架，與通過支座外齒輪付和后偏心軸相連的牙嵌式電磁離合器；調(diào)速系統(tǒng)具有一、二級(jí)二個(gè)電磁調(diào)速器、輸入皮帶盤、測(cè)速齒輪、傳感器。二個(gè)電磁調(diào)速器串列排列，共用一個(gè)主電機(jī),一級(jí)電磁調(diào)速器通過皮帶和聯(lián)接盤相連，二級(jí)電磁調(diào)速器通過皮帶和輸入皮帶盤相連，一級(jí)電磁調(diào)速器用于外轉(zhuǎn)鼓調(diào)速，二級(jí)電磁調(diào)速器用于螺旋轉(zhuǎn)子調(diào)速。后偏心軸通過支座外齒輪付與測(cè)速齒輪相連，進(jìn)行差轉(zhuǎn)速顯示和自控報(bào)警。增速系統(tǒng)和差速系統(tǒng)的二個(gè)擺線針輪輪系速比一樣，兩個(gè)輪系的速比相乘的積為+1。
本實(shí)用新型裝置有以下優(yōu)點(diǎn)(一)允許裝置在同步狀態(tài)下長(zhǎng)期工作，不發(fā)生超載。這使它(1)省掉了傳統(tǒng)差速器必須放置的超載保護(hù)機(jī)構(gòu)，因?yàn)楸狙b置同步時(shí)不產(chǎn)生超載力矩，只使后偏必軸轉(zhuǎn)速為零，如果調(diào)速系統(tǒng)力矩能克服沉渣摩擦力，可阻止同步發(fā)生，若這個(gè)力矩大于擺線輪系強(qiáng)度時(shí)，也將發(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)的臥螺機(jī)，而是來自電磁調(diào)速器，而電磁調(diào)速器本身特性在一定激磁電流下有一個(gè)最大力矩和臨界滑差，當(dāng)負(fù)載超過最大力矩時(shí)，電磁調(diào)速器輸出軸轉(zhuǎn)速開始急劇下降，直至最后停車。由于電磁調(diào)速器自身具有限矩過載保護(hù)作用，所以也不用設(shè)置同步超載保護(hù)機(jī)構(gòu)。
(2)可使臥螺機(jī)能在沒有螺旋葉片擾動(dòng)下進(jìn)行離心沉降，然后再輸入差轉(zhuǎn)速排渣，再次同步離心沉降，再排渣，使臥螺機(jī)能和刮刀離心機(jī)，活塞推料離心機(jī)一樣實(shí)現(xiàn)斷續(xù)排渣，可用于難分離物料的分離，將擴(kuò)大臥螺機(jī)使用范圍。(二)不論臥螺離心機(jī)在何種轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，從調(diào)速系統(tǒng)輸入的轉(zhuǎn)速就是差轉(zhuǎn)速，差轉(zhuǎn)速變化和負(fù)載力矩變化成正比例，這使它能做到(1)使臥螺機(jī)在動(dòng)轉(zhuǎn)中可實(shí)行無級(jí)調(diào)速，而調(diào)速范圍從理論上來講可以是任意的。
(2)自身具有差轉(zhuǎn)速指示功能，只是和測(cè)速儀器相連，就可在運(yùn)轉(zhuǎn)中直接顯示差轉(zhuǎn)速?？擅馊?duì)離心機(jī)本體進(jìn)行改造，及省掉復(fù)雜的內(nèi)外二軸測(cè)速，測(cè)矩機(jī)構(gòu)，以及運(yùn)算伺服電子裝置。
(3)電磁調(diào)速器具有恒轉(zhuǎn)矩輸出特性，運(yùn)行時(shí)臥螺機(jī)內(nèi)外二軸力矩變化立即反應(yīng)到差轉(zhuǎn)速波動(dòng)上，不需要力矩采樣機(jī)構(gòu)，就可進(jìn)行力矩采樣。亦就是說差速器本身就是自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)主要的傳感器，因而只需設(shè)置簡(jiǎn)單的電氣電路就可對(duì)臥螺機(jī)進(jìn)行精確的自動(dòng)控制，將使復(fù)雜煩瑣的臥螺機(jī)自控報(bào)警成為簡(jiǎn)單方便的事情。(三)調(diào)速系的電磁調(diào)速器由主電機(jī)拖動(dòng)，調(diào)速所耗功率很小，而調(diào)速器的調(diào)速精度很高，加上本實(shí)用新型的差速輸入軸降速幾十倍的功能，使其調(diào)速精度很高。(四)本實(shí)用新型的主要另件，都是用國(guó)標(biāo)通用另件、儀器、配件裝配而成，互換性好，質(zhì)量有保證，成本低，不必進(jìn)行技術(shù)改造就可上馬。(五)機(jī)械傳動(dòng)為擺線針輪輪系，體積小，傳動(dòng)效率高達(dá)98％，傳動(dòng)另件排列方式先進(jìn)，傳遞力矩可高達(dá)數(shù)百公斤一米至數(shù)千公斤一米,強(qiáng)度大，使用壽命長(zhǎng)。(六)本實(shí)用新型可對(duì)外轉(zhuǎn)鼓在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，其最高轉(zhuǎn)速受臥螺機(jī)主軸承極限轉(zhuǎn)速限制，可隨意改變臥螺機(jī)的分離因數(shù)，使臥螺機(jī)有很大的靈活性和適應(yīng)性。(七)本實(shí)用新型具有自動(dòng)增加力矩功能，而其結(jié)構(gòu)僅增加三個(gè)觸點(diǎn)和一個(gè)可變電阻，可代替了國(guó)外一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)電子控制裝置。
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是本實(shí)用新型與臥螺離心機(jī)配套使用示意圖。
圖2是臥螺離心機(jī)用可編程增矩調(diào)速差速器結(jié)構(gòu)示意圖。
參照附
圖1，臥螺離心機(jī)用可編程增矩調(diào)速差速器(1)與臥螺離心機(jī)配用，臥螺離心機(jī)具有外轉(zhuǎn)鼓(3)，外轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有螺旋轉(zhuǎn)子(4)，外轉(zhuǎn)鼓(3)前部裝有清液排出口(5)，后部裝有出渣口(2)，臥螺離心機(jī)外轉(zhuǎn)鼓(3)側(cè)面裝有主電機(jī)(6)，第一級(jí)電磁調(diào)速器(7)，第二級(jí)電磁調(diào)速器(8)，通過皮帶輪皮帶傳動(dòng)。參照附圖2臥螺離心機(jī)用可編程增矩調(diào)速差速器主要結(jié)構(gòu)由增速系統(tǒng)、差速系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)組成。增速系統(tǒng)由一個(gè)擺線針輪輪系組成，由與臥螺離心機(jī)外轉(zhuǎn)鼓園軸連接的前針輪(11)、前擺線輪(13)、銷軸簡(jiǎn)支式輸出機(jī)構(gòu)前支承架(10)，前柱銷軸(12)、前偏心軸(21)、輸出機(jī)構(gòu)中間支承架(14)組成。增速系統(tǒng)中的前針輪(11)和臥螺離心機(jī)外轉(zhuǎn)鼓(3)連接為輸入軸。差速系統(tǒng)由與臥螺離心機(jī)螺旋轉(zhuǎn)子(4)相連的后針輪(15)，后擺線輪(16)，輸出機(jī)構(gòu)后支承架(17)，后柱銷軸(20)，后偏心軸(18)構(gòu)成。差速系統(tǒng)中的后針輪(15)和螺旋轉(zhuǎn)子(4)用花鍵連接為輸出軸，前偏心軸(21)為固定軸，后偏心軸(18)和電磁調(diào)速器用皮帶連接為調(diào)速軸，銷軸筒支式輸出機(jī)構(gòu)中間支架(14)為增速系統(tǒng)和差速系統(tǒng)共用，輸出機(jī)構(gòu)是增速系統(tǒng)的輸出軸，也是差速系統(tǒng)的輸入軸，兩個(gè)輪系是串連式結(jié)構(gòu)，增速系統(tǒng)和差速系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)的前針輪構(gòu)成的外殼所包容。由于增速系統(tǒng)和差速系統(tǒng)的輸出機(jī)構(gòu)為同軸結(jié)構(gòu)，共用一個(gè)中間支承(14)，其作用是使增速系統(tǒng)來的動(dòng)力傳遞到差速系統(tǒng)去，同時(shí)增速系和差速系二個(gè)輪系的速比是一樣的。這樣就形成當(dāng)前后偏心軸固定，動(dòng)力從前針輪傳到前擺線輪，再通過同軸的輪輸出機(jī)構(gòu)傳到后擺線輪，然后傳到后針輪輸出時(shí)，二個(gè)輪系的速比相乘積為+1。亦即增速系統(tǒng)傳遞的速比為(+a1/b1)，差速系統(tǒng)傳遞的速比為(+b2/a2)，由于a-1＝a2，b1＝b2，所以(+a1/b＝1)×(+b-2/a-2)＝+1，式中a-擺線輪齒數(shù)，b-針輪齒數(shù)。調(diào)速系統(tǒng)由第一、第二級(jí)二個(gè)電磁調(diào)速器(7)、(8)串列排列共用一個(gè)主電機(jī)(6)，一級(jí)電磁調(diào)速器(7)通過皮帶和輸入皮帶盤(24)相連，對(duì)外轉(zhuǎn)鼓(3)進(jìn)行拖動(dòng)并調(diào)速，二級(jí)電磁調(diào)速器(8)通過皮帶和輸入皮帶盤(24)相連，由主電機(jī)拖動(dòng)對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子(4)進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速和限矩保護(hù)。后偏心軸(18)通過支座外齒輪付和測(cè)速齒輪(22)相連，傳感器(23)裝在測(cè)速齒輪(22)側(cè)，進(jìn)行差轉(zhuǎn)速顯示和自控報(bào)警。
本實(shí)用新型工作原理及過程主電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)一、二級(jí)電磁調(diào)速器，一級(jí)電磁調(diào)速器通激磁電流帶動(dòng)外轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)同軸的前針輪(11)再帶動(dòng)前擺線輪(13)，旋轉(zhuǎn)，由于前偏心軸(21)為固定的，而且針輪齒數(shù)大于擺線輪齒數(shù)，所以輸入的轉(zhuǎn)速被增速，并且這個(gè)增速后轉(zhuǎn)速經(jīng)輸出機(jī)構(gòu)傳遞到差速系統(tǒng)去，帶動(dòng)后擺線輪(16)作等速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)后偏心軸(18)固定不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于擺線輪齒數(shù)少于針輪齒數(shù)，又因?yàn)樵鏊傧岛筒钏傧刀€(gè)輪系速比一樣，所以被增速的轉(zhuǎn)速仍被下降到原來輸入轉(zhuǎn)速，通過后針輪(15)輸出到螺旋轉(zhuǎn)子，使臥螺機(jī)以同步狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)主電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)也帶動(dòng)串列的二級(jí)電磁調(diào)速器(8)的輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)二級(jí)電磁調(diào)速器通入激磁電流時(shí)，電磁調(diào)速器輸出端帶動(dòng)輸入皮帶盤(24)旋轉(zhuǎn)，激磁電流越大轉(zhuǎn)速越高，用調(diào)節(jié)激磁電流大小來進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速。從后偏心軸(18)輸入的轉(zhuǎn)速和后擺線輪(16)的轉(zhuǎn)速，在差速系統(tǒng)里合成后，使后針輪(15)輸出的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，脫離同步狀態(tài)和前針輪(11)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)速差，從而從臥螺機(jī)內(nèi)外二軸也產(chǎn)生一個(gè)差轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到差速功能的目的。
權(quán)利要求1.一種可編程增矩調(diào)速差速器，具有增速系統(tǒng)，差速系統(tǒng)，調(diào)速系統(tǒng)，其特征是增速系統(tǒng)由一個(gè)擺線針輪輪系組成，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的前針輪，一對(duì)與前針輪互相嚙合的前擺線輪，一個(gè)固定的前偏心軸，前柱銷軸，以及銷軸筒支式輸出機(jī)構(gòu)(包括前支承架，中間支承架)；差速系統(tǒng)也由一個(gè)擺線針輪輪系組成，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的后針輪，一對(duì)與后針輪互相嚙合的后擺線輪，一個(gè)后偏心軸、后柱銷軸以及銷軸簡(jiǎn)支式輸出機(jī)構(gòu)(包括共用的中間支承架、后支承架)，與通過支座外齒輪付和后偏心軸相連的牙嵌式電磁離合器；調(diào)速系統(tǒng)具有二個(gè)電磁調(diào)速器，輸入皮帶盤、測(cè)速齒輪、傳感器，二個(gè)電磁調(diào)速器串列排列共用一個(gè)主電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程增矩調(diào)速差速器，其特征是增速系和差速系二個(gè)輪系的速比是一樣的，二個(gè)輪系的速比相乘的積為+1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥螺離心機(jī)可編程增矩調(diào)速差速器，其特征是增速系統(tǒng)中的前針輪和臥螺離心機(jī)外轉(zhuǎn)鼓連接為輸入軸，差速系統(tǒng)中的后針輪和螺旋轉(zhuǎn)子用花鍵連接為輸出軸，前偏心軸為固定軸，后偏心軸和電磁調(diào)速器用皮帶連接為調(diào)速軸，銷軸簡(jiǎn)支式輸出機(jī)構(gòu)中間支架為增速系統(tǒng)和差速系統(tǒng)共用，輸出機(jī)構(gòu)是增速系統(tǒng)的輸出軸，也是差速系統(tǒng)的輸入軸，兩個(gè)輪系是串連式結(jié)構(gòu)，增速系統(tǒng)和差速系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)的前針輪構(gòu)成的外殼所包容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程增矩調(diào)速差速器，其特征是調(diào)速系統(tǒng)由二個(gè)電磁調(diào)速器串列排列共用一個(gè)主電機(jī)，一級(jí)電磁調(diào)速器通過皮帶和聯(lián)接盤相連，二級(jí)電磁調(diào)速器通過皮帶和輸入皮帶盤相連，后偏心軸通過支座外齒輪付和測(cè)速齒輪相連。
專利摘要本實(shí)用新型可編程增矩調(diào)速差速器涉及的是一種適用于化工、石化、環(huán)保、選礦、食品、紡織等行業(yè)進(jìn)行物料分離濃縮分級(jí)用臥螺離心機(jī)的差速器。其結(jié)構(gòu)有增速系統(tǒng)由一個(gè)擺線針輪輪系組成，具有前針輪、前擺線輪、前偏心軸、前柱銷軸、輸出機(jī)構(gòu)；差速系統(tǒng)也由一個(gè)擺線針輪輪系組成，具有后針輪、后擺線輪、后偏心軸、后柱銷軸以及輸出機(jī)構(gòu)，調(diào)速系統(tǒng)具有二個(gè)電磁調(diào)速器、輸入皮帶盤、測(cè)速齒輪、傳感器。
文檔編號(hào)F16H35/00GK2267354SQ95240290
公開日1997年11月12日 申請(qǐng)日期1995年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月8日
發(fā)明者黃鑫泰 申請(qǐng)人:黃鑫泰