电磁调速摆线针轮减速机系统

1、摆线针轮减速机摘要电磁调速-摆线针轮减速机系统是众多减速机机构中的一种。本文介绍的电磁调速摆线针轮减速机系统，是以电磁调速电机拖动摆线针轮减速机，再由电磁控制电路配合的系统。除具有摆线针轮减速机的优点外还可以实现一定范围内速度的无级可控和完全空载启动，最大程度降低了启动和停机时的机械冲击，提高了系统各部分的使用寿命。电磁调速电机和摆线针轮减速机都采用了直连机型，安装简单方便。本文只对系统各个部分的工作原理、特点进行分析介绍，然后对电气控制电路进行分析。最后介绍系统的维护和维修重点。关键词：电磁调速电机；摆线针轮减速机；控制器； 目 录绪论第一部分 系统组成及各组件原理.1、 系统组成.2、 电

2、磁调速电机.2.1、概述.2.2、基本原理.2.3、主要技术数据.2.4、特性.2.5、使用环境.3、 摆线针轮减速机原理、特点、使用范围(XWED85-595-3).3.1、摆线针轮减速机介绍.3.2、摆线针轮减速机特点.3.3、主要技术数据.3.4、摆线针轮减速机的使用范围.3.5、摆线针轮减速机的主要特点.4、 电磁调速控制器（JD1A）.4.1、主要技术数据.4.2、工作原理.5、 拖动电机控制电路.5.1、电路分析.5.2、三相异步电动机的自锁控制线路的控制原理.第二部分 系统维护1、安装使用2、摆线针轮减速机常规维护3、常见故障处理方法4 检修周期及检修内容5 检修方法与质量标准6

3、 试车与验收7 维护检修安全注意事项8、电磁调速电动机的日常维护9、电磁调速电动机的故障处理致谢参考文献绪论减速机在我国的发展已有近40年的历史，广泛应用与国民经济及国防工业的各个领域。已发展到五大类：即摆线减速机、无级变速器、齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、电动滚筒。目前，国内外动力齿轮传动正沿着小型化、高速化、标准化、低噪声的方向发展。摆线针轮行星齿轮传动是少齿差行星齿轮传动的一种形式。摆线针轮传动有以下优点：传动比大，结构紧凑，体积小，重量轻；在功率和传动比相同的条件下，体积和重量约为定轴式减速器的50%70%；多齿啮合承载能力高，抗过载和耐冲击能力强；振动、噪音小；传动效率高等。以下介绍的

4、电磁调速摆线针轮减速机系统，是针对焦化厂兰炭生产线的出料机构而设计的系统。因为具有摆线针轮减速机的优点外还可以实现一定范围内速度的无级可控，所以可以控制焦炉出焦速度，烘干速度等，达到控制产量的目的。主要的两部分机械设备都采用直连型机型，安装只需通过法兰直连就可以。以下主要分析介绍各部分组件的原理特性等，通过对原理特性的了解就可以更好的做好设备维护工作。 第一部分 系统组成及各组件原理1、 系统组成： 此系统用于年产5万吨兰炭的焦化炉。电磁调速电机采用3KW小功率电机，立式直连结构，平键轴伸。减速机为双级脚板式卧装普通电动机直联型摆线针轮减速机，输入轴为平键孔轴。两者通过法兰连接，安装方便。电磁

5、调速电机转速由电磁调速控制器控制。各部分选型为： a.电磁调速电机（YCT160-4B） b.摆线针轮减速机(WXED85-595-3) c.电磁调速控制器(JD1A-11) d.拖动电机控制电路2、电磁调速电动机（YCT160-4B) 2.1、概述：YCT系列电磁调速电动机（以下简称调速电动机）是一种控制简单的交流无级调速电动机，由交流三相异步电动机，涡流离合器（亦称电磁转差离合器）和测速发电机组成。通常与ZTK系列、ZLK系列（JZT3系列）、JDI系列控制器配合后组成一套交流调速驱动装置，装有测速负反馈自动调速系统。能在比较宽广的转速范围内，进行平滑的无级调速。电磁调速电动机结构简单，运

6、行可靠，适用维护方便（无整流子、无滑环），起动性能好，控制功率小，易于自控和遥控，调速比宽（1：10），调速精度较高。2.2、基本原理：YCT系列电磁调速异步电动机的无级调速是由电磁铁转差离合器来完成的，它有两个旋转部分，圆筒形电枢和爪形磁极，两者没有机械联接，电枢由拖动电机带动并与同步旋转，当激磁线圈通入直流电后，工作气隙中产生磁场，电枢切割磁力线产生感应电势并形成涡流，由涡流产生的磁场与磁极磁场相互作用，产生电磁力，使爪形磁极和电枢作同一方向旋转（但始终保持一定的转速差），从而输出转矩，输出轴转向与拖动电机方向一致，改变激磁电流的大小，可以方便地调节输出转速。2.3、主要技术数据：表2.3

7、类型：电磁调速电动机型号：TCT160-4B极数：无极变速额定功率：3KW额定电压：380（V）额定转速：125-1250（rpm）额定转矩：19.2（N）调速比：1:10转速变化率：2.5%拖动电机：Y100L2-4轴承：离合器 6206 6307拖动电机6306 6308 型号标称功率(kw)安装尺寸mm外形尺寸mmDEFGMNPRnSTAC/2ADHELYCTL132-4AYCTL132-4B1.11.52250618.521518025006155137165390555580YCTL160-4AYCTL160-4B2.232860824265230300061551611904256

8、70图2.3 安装尺寸及外形尺寸2.4、特性1）、自然机械特性：涡流离合器具有软自然机械特性，如图中在一定的激磁电流下，转速随转矩增加而下降，该机械特性类同卷绕特性，因此，在开环控制时，只要选择合理，可用于对张力要求不十分严的收卷机械。（见图2.4图一）2）、人工机械特性：YCT调速电动机配上ZTK、ZLK、JDI系列控制器后的机械特性如下图，当负载在额定转矩Mn的10%-100%范围内变动时，控制器能根据测速发电机的信号，自动调整激磁电流，使输出转速基本不变。本系列调速电动机的速度变化率小于3%。（见图2.4图二）图2.43）、由于输入轴与输出轴之间没有机械上的直接联系，因而基本上没有失控区

9、，在许多场合显示了它的优越性。4）、效率：YCT系列电磁调速电动机的传递效率与输出轴的转速成正比，所以用户在设计选用本产品时最好较长时间使用在高速或中速段，低速段在短时间内使用，这样比较经济。5）、适用于恒转矩或递减转矩负载上调速而不适用于恒功率负载上调速。2.5、使用环境1）、最高环境温度不超过40；2）、海拔高度不超过1000米；3）、相对湿度不大于85%；4）、少灰、无铁磁性物质尘埃、无腐蚀金属、破坏绝缘的气体和爆炸性气体。3、 摆线针轮减速机原理、特点、使用范围(XWED85-595-3) 3.1、摆线针轮减速机介绍：行星摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出

10、部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，（为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套）。当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助W输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。结构图见图 图 图

11、3.2、摆线针轮减速机特点：高速比和高效率单级传动，就能达到1：87的减速比，效率在90以上，如果采用多级传动，减速比更大。结构紧凑体积小由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其机型获得尽可能小的尺寸。运转平稳噪声低摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在最小程度。使用可靠、寿命长因主要零件采用高碳铬钢材料，经淬火处理（HRC5862）获得高强度，并且，部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长。设计合理，维修方便，容易分解安装，最少零件个数以及简单的润滑，使摆线针轮减速机深受用户的信赖。3.3、主要技术数据：输入功率：3KW变速比：1：5

12、95表3.3安装尺寸：形式XWEDXWEBW尺寸 型号Z1MWHXH1EFPQSTN×GBCDLbcdiz重量(KG)X8558844053053442025015535380480M16904×222595901208333045674255图图3.4、摆线针轮减速机的使用范围：摆线针轮减速机是依照少齿差行星传动原理，摆线针齿啮合实现减速的一种机械。该机分卧式、立式、双轴型和直联型等装配方式，是冶金、矿山、建筑、化工、纺织、轻工业等行业的首选设备。3.5、摆线针轮减速机的主要特点：1）、减速比大，效率高：一级传动减速比为987，双级传动减速比为摩擦，1215133，多级组

13、合可达数万，且针齿啮合系套式滚动啮合表面无相对滑动，故一级减速效率达94%。2）、运转平稳，噪音低：在运转中同时接触的齿对数多，重合度大，运转平稳，过载能力强，振动和噪音低，各种规格的机型噪音小。3）、使用可靠，寿命长：因主要零件是采用高碳合金钢淬火处理（HRC58-62），再精磨而成，且摆线齿与针齿套啮合传递至针齿形成滚动磨擦付，磨擦系数小，使啮合区无相对滑动，磨损所以经久耐用。4）、结构紧凑，体积小：与同功率的其它减速机相比，重量体积小1/3以上，由于是行星传动，输入轴和输出轴在同一轴线上，以获得尽可能小的尺寸。极小，4、电磁调速控制器（JD1A）4.1、主要技术数据型号：JD1A-11电

14、源：AC 220V 50Hz1201200转/分。转速变化率2.5稳速精度1最大输出：直流 90V 电流 3.15A控制电机功率：0.55KW11KW测速发电机：三相中频 24V45V4.2、工作原理 1）、主电路见图4.1。V12可控硅作为半波整流电路，V1为续流二极管，在可控硅关断时使电磁离合器的线圈电流持续流通。并保证可控硅在每个半周期末了可靠关断。RV压敏电阻起过压保护。R1、C1用以吸收可控硅通断时的尖峰过过电压。Pn为转速表。 2）、控制电路由同步变压器T输出AC40V电压经二极管V4半波整流，电阻R3和稳压二极管V11进行限幅。限幅的作用（1）增大脉冲移相范围；（2）给单结晶触发

15、电路提供稳定的电压。电阻R2、R4、R5、R6、电容C2、三极管V9，单结晶管V10，脉冲变压器T2，组成移相触发电路，同步变压器T的另一组绕组输出AC15V电压经二极管V5-V8桥式整流。C4、C5、C3滤波。然后再由三端稳压器N（7812）输出稳定电压加在电位器RP1上作为给定电压Ug；反馈电压Uf是由测速发电机Fcs输出三相交流电压经二极管V15-V20、C6进行三通桥式整流滤波后加在电位器RP2上。Ug与Uf分别加在控制三极管V9的发射极和基极。而且电压极性相反（Uf是负反馈电压）。所以给定电压减去反馈电压后的差值通过三极管放大。由集电极输出对移相电容C2进行充电。充电的快慢也就是移相

16、角的大小。移相后的电压由脉冲变压器次级输出去控制可控硅的导通角。使滑差离合器的励磁电流大小得到控制。即滑差离合器输出的转速随着励磁电流变化而变化。从而实现控制负载转速的目的。二极管V13、V14是对三极管V9的发射极/基极回路进行正、反向过压保护。假设拖动电机D的负荷增大D转速Fcs电压+UfUgV9UebV91cC2充电速度加快T2输出脉冲信号前移V12导通角增大V12输出电压上升D转速趋于稳定。反之转速下降。从而起到了自动调速。使得转速基本趋于稳速。图4.1 图4.25、拖动电机控制电路图5序号名称符号规格型号数量备注1电源开关QSDZ47-63 20A12保险管FU120A33保险管FU

17、22A24交流接触器KMCJT1-20A15热继电器FR16按钮开关SBLA19-112SB1SB27电机M 3Y100L2-4(YCT160-4B)18电缆3×4m219电缆5×1.5m25.1、电路分析如图5所示，三相异步电动机的自锁控制线路的主电路和点动控制的主电路大致相同，但在控制电路中又串接了一个停止按钮SB1，在启动按钮SB2的两端并接了接触器KM的一对常开辅助触头。接触器自锁正转控制线路不但能使电动机连续运转，而且还有一个重要的特点，就是具有欠压和失压（或零压）保护作用。它主要由按钮开关SB（起停电动机使用）、交流接触器KM（用做接通和切断电动机的电源以及失压

18、和欠压保护等）、热继电器（用做电动机的过载保护）等组成。欠压保护：“欠压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。“欠压保护”是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源电压停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。因为当线路电压下降时，电动机的转矩随之减小，电动机的转速也随之降低，从而使电动机的工作电流增大，影响电动机的正常运行，电压下降严重时还会引起“堵转”（即电动机接通电源但不转动）的现象，以致损坏电动机。采用接触器自锁正转控制线路就可避免电动机欠压运行，这是因为当线路电压下降到一定值（一般指低于额定电压85%以下）时，接触器线圈两端的电压也同样下降到一定值，从而使接触器线圈磁通减弱

19、，产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，动铁心被迫释放，带动主触头、自锁触头同时断开，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转，达到欠压保护的目的。 失压（或零压）保护：失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某中原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源。当重新供电时，保证电动机不能自行启动，避免造成设备和人身伤亡事故。采用接触器自锁控制线路，由于接触器自锁触头和主触头在电源断电时已经断开，使控制电路和主电路都不能接通。所以在电源恢复供电时，电动机就不能自行启动运转，保证了人身和设备的安全。5.2、三相异步电动机的自锁控制线路的控制原理当按下启动按钮SB2后，电源U1相通

20、过热继电器FR动断接点、停止按钮SB1的动断接点、启动按钮SB2动合接点及交流接触器KM的线圈接通电源V1相，使交流接触器线圈带电而动作，其主触头闭合使电动机转动。同时，交流接触器KM的常开辅助触头短接了启动按钮SB2的动合接点，保持交流接触器线圈始终处于带电状态，这就是所谓的自锁（自保）。与启动按钮SB2并联起自锁作用的常开辅助触头称为自锁触头（或自保触头）。第二部分 系统维护 1、安装使用1.1 本减速机系统适用于24小时连续工作制，并允许正反向运转1.2 本减速机系统的输出轴转向与输入轴转向相同。1.3 本减速机系统无自锁作用，如有“倒运转”需要时，可调换电源相序或改电机控制电路为正反转

21、控制电路来实现“倒运转”。1.4 本减速机的输入和输出轴不能承受较大的轴向力和径向力，在有较大轴向力和径向力的使用场合下必须采取是当时措施。1.5 脚板式卧装型摆线针轮减速机要安装在没有震动，十分坚固的水平基础上，在必须进行倾斜安装的适用场合，减速机轴心现代倾斜度不得超过15°。1.6 采用油脂润滑的摆线针轮减速机安装角度自由。1.7 如果要采用除脚板式卧装，法兰式立装以外的其他结构安装形成，必须采取相应的润滑和密封措施来保证润滑充足和防止漏油。1.8 在震动较大或驱动一停止频繁的适用场合，机座与基础出用底脚螺栓进行联接之外，还需要定位销（自备）进行坚固。1.9 减速机与调速电机通过

22、法兰直连时，必须保证输入输出轴同心对接并可靠牢固。平键孔轴对接长度应大于50mm。2、摆线针轮减速机常规维护2.1 摆线针轮减速机在使用前必须注入润滑油，出厂时的摆线针轮减速机为了便于装卸和运输，一般都不装润滑油。注：3号以下摆线针轮减速机以加入油脂。2.2 卧式摆线针轮减速机在正常情况下采用油池润滑，油面高度保持在视油窗的中部即可，在工作条件恶劣，环境温度处于高温时可采用循环润滑。       2.3 摆线针轮减速机在常温下一般选用40#或50#机械油润滑，为了提高减速机的性能、延长摆线针轮减速机的使用寿命，建议采用70#或90#极

23、压齿轮油。2.4 当摆线针轮减速机在工作条件恶劣，启动-停止频繁，或者高温-低温的场合里工作时，应重新考虑润滑油。 2.5 立式安装行星摆线针轮减速机要严防油泵断油，以避免减速机的部件损坏。2.6 加油时可旋开机座上部的通气帽即可加油。放油时旋开机座下部的放油塞，即可放出污油。该减速机出厂时内部无润滑油。2.7 摆线针轮减速机加注润滑油时，油位高度不应超过油标上限，也不应低于油标下限。在运转过程中，应经常观察油位高度，及时补充相同牌号的润滑油。2.8 摆线针轮减速机润滑油脂的装入量为减速机容积的1/31/2，油脂不宜加的过多，否则会产生搅拌热。2.9 摆线针轮减速机润滑油更换制度：第一次加油运

24、转100小时应更换新油，更换时应将内部污油冲干净。以后每天连续工作10小时以上，每隔3个月更换一次。每天间断工作10小时以下，每隔6个月更换一次。如果工作条件恶劣可适当缩短换油时间，实践证明减速机的经常清洗和换油（如3-6个月）对于延长减速机的使用寿命有着重要作用。在使用过程中应经常补充润滑油。2.10 摆线针轮减速机油脂更换制度：每隔6个月更换一次。2.11 已经长期没有使用的摆线针轮减速机重新开动前，必须更换润滑油或油脂。2.12 不允许注入不清洁或者带腐蚀性的润滑油。3、常见故障处理方法 3.1、常见故障处理方法见表1。表1现象原因处理方法现象原因处理方法 密封环漏油1.油液面过高2.密

25、封环损坏1.放油至标准液面2.换密封环减速机震幅过大1.联接轴不同心2.地脚或连接件松动3.零件损坏1.调整使其同心2.紧固连接件 温度过高1.转矩臂轴承损坏2.缺油1.更换轴承2.加油3.更换零部件 电机过热输出轴扭力过载查零部件是否有传动过载卡阻现象有异常响声1.各部轴承损坏2.针齿销套轮磨损1.更换轴承2.更换新件 3.2 遇有下列情况之一应紧急停车处理： a.突然发生异常响声； b.突然振动过大； c.电机电流超过额定值、电机温升超过规定值； d.输出轴联接器销扭断、变形； e.操作规程规定的其它紧急停车。4 检修周期及检修内容4.1 检修周期 检修周期见表2表2检修类别小修中修大修检

26、修周期（月）3-612244.2 检修内容 中修.1 清洗疏通油路，检查油泵，更换润滑油、脂。.2 开盖检查各零、部件运行情况，测量间隙。修复或更换易损件。.3 检查紧固或更换各部位紧固件。.4 检查更换轴承及密封件。.5 检查、修理或更换针齿套、针齿销、销套、销轴。.6 调整联轴器，更换易损件。 大修.1 包括中修项目。.2 检查修理或更换摆线齿轮、针齿壳。.3 检查或更换轴、紧固环、偏心套等部件。.4 涂防腐油漆。.5 润滑系统修理或更换易损件。5 检修方法与质量标准5.1 拆卸顺序简述 松开联接螺栓，将电机和机齿壳分开。 取出全部销套。 取下轴用弹性挡圈后取出轴头的轴承及档圈。 取出上面

27、的一爿摆线轮及间隔环。 取出转臂轴承(偏心套)。 取出下面摆线轮。5.2 机座 机座与针齿壳接合面应平整光滑，保证装配严密。 壳体不应有裂纹和砂眼。5.3 针齿壳 检查针齿销孔磨损情况，针齿销孔直径的使用极限。 针齿销孔磨损超差时，一般可用扩孔镶套法修复。 针齿销孔圆心对针齿壳中心径向跳动应符合表3规定。 针齿销孔均匀分布，两相邻孔距最大误差符合规定。 表3 mm针齿销孔公称直径径向跳动1010200.0300.037 针齿壳两端面的针齿销孔同轴度为公0.03mm，针齿销孔轴线对针齿壳两端面垂直度为0.015mm。5.4 摆线齿轮 摆线齿轮啮合面粗糙度为，无毛刺、伤痕、裂纹等缺陷。 摆线齿轮内

28、孔与轴承配合间隙应符合表4规定，当间隙超过使用极限规定时，应予更换。 摆线齿轮啮合面磨损超过规定即应更换。 摆线齿轮轴向间隙为0.2-0.25mm。 拆摆线齿轮时应注意标记，装配时必须按标记进行组装。 表4 mm摆线轮内孔直径间隙使用极限4060121.50.050.050.080.500.13 5.5 输出轴 轴与轴颈不得有裂纹、毛刺，划痕等缺陷。 滚动轴承配合的轴颈表面粗糙度为配合公差为H7/k6。5.6 橡胶密封圈 橡胶密封圈应无裂纹、老化等缺陷，内外因密封面平滑光洁。每次拆装应更换。5.7 针齿套与针齿销 针齿套、针齿销不得有裂纹、毛刺、划痕等缺陷。5.8 销轴与销套 销轴与销套应无裂

29、纹、毛刺、划痕等缺陷。 5.8.2 销轴与销套的圆度和圆校度应符合表5规定。 表5 mm直径允差使用极限.直径允差使用极限10101818300.0090.0120.0140.0140.0180.021305050600.0170.0200.0260.0305.9 滚动轴承 应转动自如，无杂音，滚珠和滚校及内外圈的表面应无麻点，锈痕及分层现象。 轴承的拆卸和安装须用专用工具，严禁直接敲打。 轴承与轴承座之间不允许放置垫片。5.10 联轴器 拆卸联铀器必须使用专用工具，严荣直接敲打。 弹性柱销联轴器的找正应符合规定。 5.11 润滑系统 泵缸与校塞径向间隙为0.03-0.05mm。 止回钢球与阀

30、座配合严密，止回作用良好，滚子在销轴上应转动自如。 保持油路畅通。 组装后应立即加入润滑油。6 试车与验收 行星摆线针轮减速机属附属设备，它的试车与验收一般同主机同时进行。6.1 试车前的准备工作 检查润滑油位及油质应符合要求。 检查机体、零部件完整齐全，各联接件、紧固件不得有松动现象。 各密封处、接合处不得有渗油现象。 盘车无异常响声。6.2 试车 空负荷试车.1 油路畅通，油泵工作正常。.2 在额定转速下进行正，反向空载试验；时间不少于半个时。.3 运转平稳正常，不得有冲击，振动和不正常的响声。 负荷试车.1 在额定负载和额定转速下，最高油温不超过85电机宜联型最高油温不超过80。.2 减速机运转平稳正常，不得有冲击、振动和不正常的响声。.3 负荷试车不少于八小时。6.3 验收 检修质量符合本规程要求，检修记录齐全准确，负荷运转合格后按规定进行验收交付生产。7 维护检修安全注意事项7.1 维护安全注意事项 严禁违章开停车和违章操作。 严禁使用不合格或变质润滑油。 严禁在运行中松动或紧固联接件。 临时处理故障，必须办理“安全检修任务书”，采取可靠的安全措施， 凡属转动外露部分，必须有安全防护装置。 设备运行中，