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螺杆空壓機直接傳動和皮帶傳動的性能對比

發布時間 2014-10-31

           空壓螺杆空壓機直接傳動和皮帶傳動的性能對比

空壓機的傳動係統,一般可分為直接傳動和皮帶傳動,長期以來,兩種傳動方式孰優孰劣一直是業界爭論的焦點之一。螺杆式空壓機的直接傳動指的是馬達主軸經由連軸器和齒輪箱變速來驅動轉子,這實際上並不是真正意義上的直接傳動。真正意義上的直接傳動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沒有能量損耗的觀點是不對的。 
    另一種傳動方式為皮帶傳動,這種傳動方式允許通過不同直徑的皮帶輪來改變轉子的轉速。下麵所討論的皮帶傳動係統是指滿足下列條件的代表最新科技的自動化係統: 
   (1)每一運轉狀態之皮帶張力均達到優化值。  
   (2)通過避免過大的啟動張力,大大延長了皮帶之工作壽命,同時降低了馬達和轉子軸承的負荷。 
   (3)始終確保正確的皮帶輪連接。 
   (4)更換皮帶相當容易和快捷,且不須對原有設定作調整。 
   (5)整個皮帶驅動係統安全無故障運轉。  
    值得一提的是,主張直接齒輪傳動的製造商本身也有一部分產品采用皮帶傳動。  
    齒輪傳動與皮帶傳動的比較:  
    1.效率  
    優良的齒輪傳動效率可達98%-99%,優良的皮帶傳動設計在正常的工作條件下亦可達到99%的效率(參見Heinz Peeken教授發表於1991年12月《傳動技術》上的研究報告)。兩者的差異並不取決於傳動方式的選擇,而取決於製造商的設計與製造水平。  
    2.空載能耗  
    對於齒輪直接傳動方式,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。  
    對於皮帶傳動方式,理論上講空載壓力可以為零,因為轉子吸進的油足以潤滑轉子和軸承。一般為安全起見,壓力維持在0.5bar左右。  
    以一台160kw的齒輪傳動空壓機為例,每年工作8000小時,其中15%(即1200小時)的時間為空載,這台機器每年將比皮帶傳動的同功率空壓機多消耗28800kwh的電費(假定兩台機器的空載壓差為2bar,約15%的能耗差異),長期來講,這將是不小的花費。  
    3.失油  
    有經驗的實際使用者都知道,失油狀況下最先受害的將是齒輪箱。皮帶傳動係統完全不存在這種安全問題。  
    4.根據用戶要求設計工作壓力  
    通常用戶要求的工作壓力與製造商之標準機型的壓力並不完全一致。例如用戶使用要求壓力為10bar,依後處理設備狀況,配管長度及密封程度不同,要求空壓機的工作壓力可能為11或11.5bar。在這種情況下,一般會安裝一台額定壓力為13bar的空壓機並在現場將出口壓力設為所要求之工作壓力。此時排氣量會基本上保持不變,因為最終工作壓力雖然降低了但轉子的速度並未增加。  
    代表現代技術的皮帶傳動設計製造商隻需簡單地改變皮帶輪的直徑並可將工作壓力設計得與用戶要求完全一致,這樣用戶用同功率的馬達卻可獲得更多的風量。對於齒輪傳動,則沒有這麽方便。  
    5.已安裝空壓機之壓力改變  
    有時由於用戶生產工藝條件的改變,原來購買的空壓機之設計壓力可能太高或太低,希望能改變,但對於齒輪傳動的空壓機而言,這項工作會顯得非常困難和昂貴,而對於皮帶傳動式空壓機而言卻是輕而易舉的事,隻須更換皮帶輪即可。  
    6.安裝新軸承  
    當轉子軸承需要更換時,對於齒輪傳動的空壓機,齒輪箱和齒輪箱主軸軸承需同時大修,其費用讓用戶難以接受。對於皮帶傳動空壓機,根本不存在這種問題。  
    7.更換軸封  
    任何螺杆式空壓機均使用了一種環形軸封,到一定壽命均需更換。對於齒輪傳動式空壓機,必須先分離馬達、連軸器,才能接近軸封,使得這一工作耗時費力,從而增加維護費用。對於皮帶傳動式空壓機,隻需先卸下皮帶輪即可,容易得多。  
    8.馬達或轉子軸承損壞  
    對於齒輪傳動空壓機,當馬達或轉子軸承損壞時,往往會殃及相連重要部件造成直接和間接雙重損壞。對於皮帶傳動空壓機不存在這種狀況。  
    9.結構噪音  
    對於齒輪傳動空壓機,由於馬達與轉子剛性連接,壓縮室轉子的振動會傳遞到齒輪箱和馬達軸承,這不僅增加了馬達軸承的磨損,同時增加機器噪音。

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