在空壓機的傳動(dòng)系統中,一般可分為直接傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng),長(cháng)期以來(lái),兩種傳動(dòng)方式孰優(yōu)孰劣一直是業(yè)界爭論的焦點(diǎn)之一。螺桿式空壓機的直接傳動(dòng)指的是馬達主軸經(jīng)由連軸器和齒輪箱變速來(lái)驅動(dòng)轉子,這實(shí)際上并不是真正意義上的直接傳動(dòng)。真正意義上的直接傳動(dòng)指的是馬達與轉子直接相連(同軸)且兩者速度一樣。這種情況顯然是極少的。因此那種認為直接傳動(dòng)沒(méi)有能量損耗的觀(guān)點(diǎn)是不對的。
另一種傳動(dòng)方式為皮帶傳動(dòng),這種傳動(dòng)方式允許通過(guò)不同直徑的皮帶輪來(lái)改變轉子的轉速。下面所討論的皮帶傳動(dòng)系統是指滿(mǎn)足下列條件的代表最新科技的自動(dòng)化系統:
每一運轉狀態(tài)之皮帶張力均達到優(yōu)化值。
通過(guò)避免過(guò)大的啟動(dòng)張力,大大延長(cháng)了皮帶之工作壽命,同時(shí)降低了馬達和轉子軸承的負荷。
始終確保正確的皮帶輪連接。
更換皮帶相當容易和快捷,且不須對原有設定作調整。
整個(gè)皮帶驅動(dòng)系統安全無(wú)故障運轉。
值得一提的是,主張直接齒輪傳動(dòng)的制造商本身也有一部分產(chǎn)品采用皮帶傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)與皮帶傳動(dòng)的比較:
1.效率 優(yōu)良的齒輪傳動(dòng)效率可達98%-99%,優(yōu)良的皮帶傳動(dòng)設計在正常的工作條件下亦可達到99%的效率(參見(jiàn)Heinz Peeken教授發(fā)表于1991年12月《傳動(dòng)技術(shù)》上的研究報告)。兩者的差異并不取決于傳動(dòng)方式的選擇,而取決于制造商的設計與制造水平。
2.空載能耗 對于齒輪直接傳動(dòng)方式,空載壓力一般要維持在2.5bar以上,有的甚至高達4bar,以確保齒輪箱的潤滑。
對于皮帶傳動(dòng)方式,理論上講空載壓力可以為零,因為轉子吸進(jìn)的油足以潤滑轉子和軸承。一般為安全起見(jiàn),壓力維持在0.5bar左右。
以一臺160kw的齒輪傳動(dòng)空壓機為例,每年工作8000小時(shí),其中15%(即1200小時(shí))的時(shí)間為空載,這臺機器每年將比皮帶傳動(dòng)的同功率空壓機多消耗28800kwh的電費(假定兩臺機器的空載壓差為2bar,約15%的能耗差異),長(cháng)期來(lái)講,這將是不小的花費。
3.失油 有經(jīng)驗的實(shí)際使用者都知道,失油狀況下最先受害的將是齒輪箱。皮帶傳動(dòng)系統完全不存在這種安全問(wèn)題。
4.根據用戶(hù)要求設計工作壓力 通常用戶(hù)要求的工作壓力與制造商之標準機型的壓力并不完全一致。例如用戶(hù)使用要求壓力為10bar,依后處理設備狀況,配管長(cháng)度及密封程度不同,要求空壓機的工作壓力可能為11或11.5bar。在這種情況下,一般會(huì )安裝一臺額定壓力為13bar的空壓機并在現場(chǎng)將出口壓力設為所要求之工作壓力。此時(shí)排氣量會(huì )基本上保持不變,因為最終工作壓力雖然降低了但轉子的速度并未增加。
代表現代技術(shù)的皮帶傳動(dòng)設計制造商只需簡(jiǎn)單地改變皮帶輪的直徑并可將工作壓力設計得與用戶(hù)要求完全一致,這樣用戶(hù)用同功率的馬達卻可獲得更多的風(fēng)量。對于齒輪傳動(dòng),則沒(méi)有這么方便。
5.已安裝空壓機之壓力改變 有時(shí)由于用戶(hù)生產(chǎn)工藝條件的改變,原來(lái)購買(mǎi)的空壓機之設計壓力可能太高或太低,希望能改變,但對于齒輪傳動(dòng)的空壓機而言,這項工作會(huì )顯得非常困難和昂貴,而對于皮帶傳動(dòng)式空壓機而言卻是輕而易舉的事,只須更換皮帶輪即可。
6.安裝新軸承 當轉子軸承需要更換時(shí),對于齒輪傳動(dòng)的空壓機,齒輪箱和齒輪箱主軸軸承需同時(shí)大修,其費用讓用戶(hù)難以接受。對于皮帶傳動(dòng)空壓機,根本不存在這種問(wèn)題。
7.更換軸封 任何螺桿式空壓機均使用了一種環(huán)形軸封,到一定壽命均需更換。對于齒輪傳動(dòng)式空壓機,必須先分離馬達、連軸器,才能接近軸封,使得這一工作耗時(shí)費力,從而增加維護費用。對于皮帶傳動(dòng)式空壓機,只需先卸下皮帶輪即可,容易得多。
8.馬達或轉子軸承損壞 對于齒輪傳動(dòng)空壓機,當馬達或轉子軸承損壞時(shí),往往會(huì )殃及相連重要部件造成直接和間接雙重損壞。對于皮帶傳動(dòng)空壓機不存在這種狀況。
9.結構噪音 對于齒輪傳動(dòng)空壓機,由于馬達與轉子剛性連接,壓縮室轉子的振動(dòng)會(huì )傳遞到齒輪箱和馬達軸承,這不僅增加了馬達軸承的磨損,同時(shí)增加機器噪音。
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