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          螺桿泵無級變速驅動裝置分類解析

          螺桿泵無級變速驅動裝置是一種使用壽命較長的一種裝置,在油井中運用優越為廣泛。螺桿泵無級變速驅動裝置可以分為三種:可控硅一轉差離合器式變速驅動裝置、直流電動機式變速驅動裝置和摩擦式無級變速驅動裝置。

            1.可控硅一轉差離合器式變速驅動裝置

            目前國產的噴油泵試驗臺大多采用可控硅一轉差離合器式變速驅動裝置。該裝置的基本調速原理是:利用改變可控硅導通角來改變勵磁線圈中的電流,從而使轉差離合器的轉速發生變化。其中可控硅導通角的大小取決于觸發電路的脈沖頻率,當改變觸發脈沖的頻率時便可改變可控硅的導通角??煽毓璧膶ń堑母淖兪峭ㄟ^調整觸發電路中的可調電位器(調速手輪)來實現的。

            該試驗臺的動力經電動機輸出后,經三角皮帶帶動主軸旋轉。其主要部分是電磁調整異步電動機,它是一種交流無級變速電動機,由交流電動機和電磁轉差離合器組成,使用時與控制電路結合即可實現調速。

            電磁轉差離合器的工作原理是:當電源接通后,電動機帶動轉差離合器的齒極旋轉,而轉差離合器的動力輸出軸和齒極的內外電樞相連。當套在導磁套上的勵磁線圈有電流通過時,在內外電樞間便產生磁力線,旋轉的齒極因切割磁力線而產生渦流,齒極內渦流產生的磁場和內外電樞之間的磁場相互作用產生轉矩,并使內外電樞(即輸出軸)以低于齒極的轉速跟著同向旋轉。二者的轉速差越大,轉矩越大。當輸出軸的負荷一定時,輸出軸的轉速由勵磁線圈的電流大小來決定。電流越大,轉速越高;反之,電流越小,轉速越低。因此只要控制勵磁電流的大小,便可進行調速。

            2.直流電動機式變速驅動裝置

            采用直流電動機的變速驅動裝置其速度的調節是通過改變磁通量來實現的。通過改變勵磁電路中的電阻值的大小可改變電動機中的磁通量。增加電阻值,則勵磁電流減小,磁通量也減小;但由于旋轉部分的轉動慣量,轉速乃還來不及立即改變,于是反電動勢減小,電樞電流將增大。通常I的增大所產生的影響總是超出磁通量減小所產生的影響,所以電磁轉矩增大,從而使電動機的轉速升高。但隨著轉速的升高,反電動勢也增加,因而電流和轉矩又將減小,直到和反抗轉矩相等時為止,此時電動機的轉速不再升高,并穩定在某一較高的轉速上。反之,當電阻值減小時,勵磁電流增大,磁通量也增大,從而將使轉速降低,這種調速裝置的優點是耗電量小,調速均勻。但采用直流電動機必須有整流設備,因而設備投資也較大。

            3.摩擦式無級變速驅動裝置

            某些試驗臺上采用摩擦式無級變速機構,如日本PE型噴油泵試驗臺,我國生產的RS-Q820型噴油泵試驗臺等。它是一種具有可變V形皮帶盤的摩擦式無級變速器,一般由三相交流電動機驅動。

            其變速原理如下:該試驗臺為二級三角皮帶無級變速傳動機構,皮帶輪由兩個可以相互靠近或分開盼錐形盤組合而成,以此改變皮帶輪的傳動直徑,從而改變傳動比,達到無級變速的目的。

            當需要調速時,首先搖轉手輪,它通過一對螺旋齒輪和鏈條帶動調速絲桿轉動,使調速螺母隨之移動,并帶動調速桿移動,使下軸上左端錐形輪在軸上來回移動,改變有效傳動直徑。通過第一級皮帶傳遞至中間軸的皮帶輪,使中間軸皮帶輪的直徑發生相應的改變,再通過第二級皮帶傳動帶動上軸上的皮帶輪,使右端錐形輪移動,并使彈簧產生壓縮或放松,以改變上軸皮帶輪的直徑,從而改變整個系統的傳動比。限速螺母7的作用是用來限制調速范圍的。應該指出,這種調速機構只有在運轉時才能進行調速。此外,其結構較復雜,由于經常變速,皮帶易于磨損。

            除了上述幾種變速機構外,還有液壓變速機構,它是由三角皮帶經液壓變速器帶動被測試被遮住,呈高的噴油泵。液壓變速器為內傳動無級變速,其輸出軸可正反旋轉,它可保證平穩地變速。如國得由BG2和BSY108型噴油泵試驗臺,采用的就是這種變速機構。

            為了能精確地控制轉速,試驗臺電動機的功率應大于驅動噴油泵所需的優越大功率。一般試驗臺電動機功率在2.5~llkW之間。

            此外,由于噴油泵在每一轉中的轉矩變化較大,因此大多試驗臺的驅動機構中都采用轉盤(飛輪)來使噴油泵凸輪軸在噴射期內保持相對均勻的角速度,并使試驗臺可用較小的電動機驅動。


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