一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機械傳動技術領域，特別涉及一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法。本發(fā)明在不改變終端設備的工況及在相同的負載的情況下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加二級傳動；本發(fā)明不違背用能單位原有的生產(chǎn)工藝的流程設計，也不改變機械設備工況，在電動機(機械動力)傳動領域中，電動機(機械)動力通過中間媒介傳遞給終端設備(工作機)的傳動方式(齒輪傳動、皮帶式傳動、鏈條傳動)中，在不改變終端設備(工作機)的工況、相同的負載下，增加中間媒介傳遞的傳動級數(shù)，通過傳動過程中的傳動轉換，能提高中間媒介傳遞過程中的傳動效率，從而節(jié)約電能。
【專利說明】
一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及機械傳動技術領域，特別涉及一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)代社會是講求效率的節(jié)約型社會，時時處處都要講究提高效率。
[0003] 在機械傳動技術領域內，傳動是指機械之間的動力傳遞，也可以說將機械動力通 過中間媒介傳遞給終端設備，這種傳動方式包括鏈條傳動、摩擦傳動、液壓傳動、齒輪傳動 以及皮帶式傳動等。機械傳動效率就是輸出功率除以輸入功率，都小于1，1減去機械效率就 是機械功率的損耗，機械傳動發(fā)熱就是由于功率損耗產(chǎn)生的。比如，齒輪的傳動效率=(輸 出功率/輸入功率）X 100%。由于齒輪傳動時，存在齒面摩擦、振動和其它能量損失，因此就 有傳動效率指標對其進行衡量。根據(jù)計算公式:P = TXn + 9550功率P(kw);扭矩T(Nm);轉速 n(r/min)。因為，在齒輪傳動中，沒有速度損失，所以，效率就是：[輸出扭矩/(輸入扭矩X傳 動比）]X 100%。從上面的計算公式，也可以推導出來傳動效率。
[0004] 電動機的傳動效率是指直接傳遞到負載上的功率與電動機的有效輸出功率之間 的比值。比如，負載為風扇，電動機通過皮帶輪帶動負載。那么電動機的傳動效率就是皮帶 輪傳遞的效率。這個效率一般90-95%或以上，齒輪傳遞效率會更高，其中傳遞效率最高的 應該是滾動軸承。
[0005] 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)實生活電動機傳動中，執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與電動機的 機械特性相匹配。目前傳動裝置設計需要增、減速傳動的就增、減速傳動，可以滿足生產(chǎn)機 械一級增、減速傳動就一級增、減速傳動，決不會采用二級或者三級增、減速傳動，盡量簡化 機械傳動系統(tǒng)，縮短傳遞路線，采用最簡單的機構來滿足工作要求，以上設計都能很好的滿 足目前電動機傳動技術上的要求，但在提高傳動效率節(jié)約能源方面存在不足。而且傳動裝 置總設計的計算始終在這個框架內徘徊，沒有從電機動力通過中間媒介傳遞給終端設備工 作時電機的負載電流和負載功率發(fā)現(xiàn)問題來解決問題，是目前傳動裝置總設計的弊端和不 足。如果能研發(fā)一種在傳動技術中能取代原有生產(chǎn)機械所需耍的扭矩、安全系數(shù)和過載能 力，又能提高傳動過程中的傳動效率節(jié)約能源，可以解決目前傳動領域原動機傳動技術上 存在的不足。

【發(fā)明內容】

[0006] 為了克服上述所述的不足，本發(fā)明的目的是提供一種改變傳動模式節(jié)約電能的方 法，其在改變目前原動機傳動領域一級減速、增速傳動技術，在不違背用能單位原有的生產(chǎn) 工藝的流程設計，不改變機械設備工況下，通過改變傳動過程中的傳動摸式，能提高傳動效 率節(jié)約能源。
[0007] 本發(fā)明解決其技術問題的技術方案是：
[0008] -種改變傳動模式節(jié)約電能的方法，其中，包括如下步驟：
[0009] 步驟S1:在不改變終端設備的工況及在相同的負載的情況下，不改變中間媒介傳 遞的一級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加二級傳動，
[0010]中間媒介傳遞的一級傳動裝置的計算的扭矩公式為：
[0012] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0013] pe-----電機額定功率(kw)
[0014] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0015] igl------級傳動比
[0016] ig2-----二級傳動比
[0017] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0018] Π 2-----二級傳動的傳動效率。
[0019] 作為本發(fā)明的一種改進，還包括步驟S2:在不改變終端設備的工況及在相同的負 載的情況下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加三級傳 動，中間媒介傳遞的一級傳動裝置的計算的扭矩公式為：
[0021] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0022] pe-----電機額定功率(kw)
[0023] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0024] igl-----一級傳動比
[0025] ig2-----二級傳動比
[0026] ig3-----三級傳動比
[0027] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0028] Π 2-----二級傳動的傳動效率
[0029] ns-----三級傳動的傳動效率。
[0030] 作為本發(fā)明的進一步改進，還包括步驟S3:在不改變終端設備的工況及在相同的 負載情況下，不改變中間媒介傳遞的二級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加三級傳 動，中間媒介傳遞的二級傳動裝置的計算的扭矩公式為：
[0032] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0033] Pe-----電機額定功率(kw)
[0034] ne-----電機額定轉速(r/mim)
[0035] igl-----一級傳動比
[0036] ig2-----二級傳動比
[0037] ig3-----三級傳動比
[0038] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0039] Π 2-----二級傳動的傳動效率
[0040] Π 3-----三級傳動的傳動效率。
[0041]作為本發(fā)明的更進一步改進，還包括步驟S4:中間媒介傳遞的三級傳動轉換效率 大于二級傳動轉換效率，二級傳動轉換效率大于一級傳動轉換效率，中間媒介傳遞的三級 傳動裝置的計算的扭矩公式為：
[0043] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0044] pe-----電機額定功率(kw)
[0045] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0046] igl-----一級傳動比
[0047] ig2-----二級傳動比
[0048] ig3-----三級傳動比
[0049] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0050] Π 2-----二級傳動的傳動效率
[00511 Π 3-----三級傳動的傳動效率。
[0052]本發(fā)明不違背用能單位原有的生產(chǎn)工藝的流程設計，也不改變機械設備工況，在 電動機(機械動力)傳動領域中，電動機(機械)動力通過中間媒介傳遞給終端設備(工作機） 的傳動方式(齒輪傳動、皮帶式傳動、鏈條傳動）中，在不改變終端設備(工作機）的工況、相 同的負載下，增加中間媒介傳遞的傳動級數(shù)，通過傳動過程中的傳動轉換，能提高中間媒介 傳遞過程中的傳動效率，從而節(jié)約電能。
【具體實施方式】
[0053]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0054] 本發(fā)明的一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法包括如下步驟：
[0055] 步驟S1:在不改變終端設備的工況及在相同的負載的情況下，不改變中間媒介傳 遞的一級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加二級傳動，中間媒介傳遞的一級傳動裝 置的計算的扭矩公式為：
[0057] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0058] Pe-----電機額定功率(kw)
[0059] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0060] igl-----一級傳動比
[0061] ig2-----二級傳動比
[0062] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0063] Π 2-----二級傳動的傳動效率。
[0064] 進一步，還包括步驟S2:在不改變終端設備的工況及在相同的負載的情況下，不改 變中間媒介傳遞的一級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加三級傳動，中間媒介傳遞 的一級傳動裝置的計算的扭矩公式為：
[0066] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0067] Pe-----電機額定功率(kw)
[0068] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0069] igl-----一級傳動比
[0070] ig2-----二級傳動比
[0071] ig3-----三級傳動比
[0072] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0073] Π 2-----二級傳動的傳動效率
[0074] ns-----三級傳動的傳動效率。
[0075] 再進一步，還包括步驟S3:在不改變終端設備的工況及在相同的負載情況下，不改 變中間媒介傳遞的二級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加三級傳動，中間媒介傳遞 的二級傳動裝置的計算的扭矩公式為：
[0077] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0078] Pe-----電機額定功率(kw)
[0079] ne-----電機額定轉速(r/mim)
[0080] igl-----一級傳動比
[0081] ig2-----二級傳動比
[0082] ig3-----三級傳動比
[0083] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0084] Π 2-----二級傳動的傳動效率
[0085] ns-----三級傳動的傳動效率。
[0086]再更進一步，還包括步驟S4 :中間媒介傳遞的三級傳動轉換效率大于二級傳動轉 換效率，二級傳動轉換效率大于一級傳動轉換效率，中間媒介傳遞的三級傳動裝置的計算 的扭矩公式為：
[0088] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0089] pe-----電機額定功率(kw)
[0090] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0091] igl-----一級傳動比
[0092] ig2-----二級傳動比
[0093] ig3-----三級傳動比
[0094] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0095] Π 2-----二級傳動的傳動效率
[0096] ns-----三級傳動的傳動效率。
[0097] 本發(fā)明改變目前電機傳動領域的傳動模式，其中間媒介傳遞的一級、二級傳動模 式可以節(jié)約15%_40%的用電量，還可以加快高效電機推廣，進一步節(jié)約用電量。
[0098]本發(fā)明提供設計原理為：
[0099] ①不改變終端設備（工作機）的工況、相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級 減速、增速的傳動比i?，把傳動比分開增加二級傳動i g2[傳動比i? = (igiig2)]，中間媒介傳 遞的一級傳動的（機械動力）電機負載耗損電流II大于二級傳動ig2的（機械動力）電機負 載耗損電流II，電機負載電流與電機負載功率是成正比，經(jīng)過電機負載耗損功率公式計算， 自然得出中間媒介傳遞的二級傳動i g2的（機械動力）電機負載耗損輸入功率Pl小于一級傳 動i ?的(機械動力）電機負載耗損輸入功率Pl，所以中間媒介傳遞的二級傳動ig2的傳動效率 n2大于一級傳動?Σ的傳動效率ηι，
[0100] 那么中間媒介傳遞的一級傳動裝置設計計算的扭矩公式要修改，
[0102] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0103] Pe--電機額定功率(kw)
[0104] ne----電機額定轉速(r/min)
[0105] ?Σ--傳動比
[0106] η--機械傳動效率概略值查得效率，
[0108] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0109] pe-----電機額定功率(kw)
[0110] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0111] igi-----一級傳動比
[0112] ig2-----二級傳動比
[0113] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0114] η2-----二級傳動的傳動效率。
[0115] ②在不改變終端設備(工作機）的工況、相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一 級減速、增速的傳動比?Σ，把傳動比分開增加三級傳動ig3[傳動比?Σ= (igiig2ig3)]，中間媒 介傳遞的一級傳動is的（機械動力）電機負載耗損電流II大于三級傳動ig3的(機械動力）電 機負載耗損電流II，電機負載電流與電機負載功率是成正比，經(jīng)過電機負載耗損功率公式 計算，自然得出中間媒介傳遞的三級傳動i g3的(機械動力）電機負載耗損輸入功率Pl小于一 級傳動的(機械動力）電機負載耗損輸入功率Pl，所以中間媒介傳遞的三級傳動i g3傳動效 率Γ13大于一級傳動i Σ傳動效率m，
[0116] 那么，中間媒介傳遞的一級傳動裝置設計計算的扭矩公式要修改，
[0118] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0119] Pe-----電機額定功率(kw)
[0120] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0121] igl-----一級傳動比
[0122] ig2-----二級傳動比
[0123] ig3-----三級傳動比
[0124] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0125] n2-----二級傳動的傳動效率
[0126] n3-----三級傳動的傳動效率。
[0127] ③在不改變終端設備(工作機）的工況、相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的二 級減速、增速的傳動比（igiig2)，把傳動比分開增加三級傳動i g3 [傳動比（igiig2)= (igi ig2 ig3)]，中間媒介傳遞的二級傳動ig2的(機械動力）電機負載耗損電流Il大于三級傳動 ig3的(機械動力）電機負載耗損電流II，電機負載電流與電機負載功率是成正比，經(jīng)過電機 負載耗損功率公式計算，自然得出中間媒介傳遞的三級傳動i g3的(機械動力）電機負載耗損 輸入功率PL小于二級傳動ig2的(機械動力）電機負載耗損輸入功率P L，所以中間媒介傳遞的 三級傳動ig3的傳動效率Π 3大于二級傳動ig2的傳動效率Π 2也大于一級傳動?Σ的傳動效率ni，
[0128] 那么，中間媒介傳遞的二級傳動裝置設計計算的扭矩公式要修改，
[0130] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0131] pe-----電機額定功率(kw)
[0132] ne-----電機額定轉速(r/mim)
[0133] igl-----一級傳動比
[0134] ig2-----二級傳動比
[0135] ru-----機械傳動效率概略值查得效率
[0136] η2-----二級傳動的傳動效率。
[0138] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0139] pe-----電機額定功率(kw)
[0140] ne-----電機額定轉速(r/mim)
[0141] igl-----一級傳動比
[0142] ig2-----二級傳動比
[0143] ig3-----三級傳動比
[0144] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0145] n2-----二級傳動的傳動效率
[0146] n3-----三級傳動的傳動效率。
[0147] ④在①、②、③條中間媒介傳遞傳動技術中，中間媒介傳遞傳動效率(Π 3>Π 2>ηι)， 中間媒介傳遞的三級傳動轉換效率η3大于二級傳動轉換效率η2也大于一級傳動轉換效率 ηι，二級傳動轉換效率η2大于一級傳動轉換效率ηι。
[0148]那么，中間媒介傳遞的三級傳動裝置設計計算的扭矩公式都應修改為，
[0150] 式中：Tm--工作機的額定扭矩(N.m)
[0151] pe-----電機額定功率(kw)
[0152] ne-----電機額定轉速(r/min)
[0153] igl-----一級傳動比
[0154] ig2-----二級傳動比
[0155] ig3-----三級傳動比
[0156] ηι-----機械傳動效率概略值查得效率
[0157] n2-----大于η?的傳動效率
[0158] η3-----大于η2的傳動效率。
[0159] 本發(fā)明的應用進行舉列說明：
[0160] 例Α，改造前：
[0161 ] 1)-種懸臂式石材切割機額定轉速300r/min，配匹傳動電動機是30kw/8極，傳動， 1:2.4，V型皮帶轉動，這種石材切割機電機負載電流50A左右，通過公式可計算負載耗損功 率（
[0162] 式中；pl--電機耗損功率(kw.h)
[0164] Ue--額定電壓（380V)，
[0165] II 電機耗損電流(50A)，
[0166] cos?e--30kw/8極電機功率因數(shù)(0.8)
[0167] 30kw/8 電機耗損功率 26kw · h，pL= 1 · 732 X 380v X 50A X 0 · 8 = 26kw · h。
[0168] 2)有電機的負載耗損功率也可以計算出電機負載扭矩TL
[0170] 式中：TL-石材切割機負載扭矩.N.m
[0171] Pl_電動機負載耗損功率:26kw.h
[0172] ne-電機額定轉速 n = 730r/min，
[0173] ?Σ_傳動比：2.4
[0174] ri-V帶傳動效率(機械手冊查得0 · 95)
[0175] TL = 9550X26kw.h + 730X2.4X0.95 = 776N.m。
[0176] 改造后：
[0177] 1)利用授權的實用新型專利（專利號:ZL200720062998.3減速器)技術應用在懸臂 式石材切割機上，在不違背用能單位原有的生產(chǎn)工藝的流程設計，不改變機械設備工況下， 傳動電機改為，型號：J〇2-62-4、17kw/4極、額定轉速n = 1460r/min，減速傳動裝置傳動比 6.83，再增加一級增速V帶傳動傳動比：0.71，達到懸臂式石材切割機相同轉速301r/min (1460 + 6.83 + 0.71 = 301r/min)。在相同負載工況下，當30kw/8極電動機負載耗損電流50A 時，17kw/4極電動機負載耗損電流只有30A，于是可以計算出電機負載耗損功率；
[0178] 公式:/^ = 7^%々<：〇8〇)2
[0179] 式中:PL_電動機負載耗損功率(kw.h)
[0180] 萬-1.732
[0181] Ue-額定電壓：（380V)
[0182] IL-負載耗損電流:30A
[0183] COS(De-17kw/4極電機功率因數(shù)，（0.88)
[0184] PL=1.732X380X30X0.88=17kw.h。
[0185] 2)小結：
[0186] 改造前后在相同的負載工況下一級減速傳動與二級增速傳動各項數(shù)據(jù)對比。
[0187] ①一級減速傳動負載耗損電流50A，二級增速傳動負載耗損電流只需要30A，所以 在不改變終端設備(工作機)的工況、相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速 的傳動比i?，把傳動比分開增加一級傳動i g2[傳動比i? = (igiig2)]，中間媒介傳遞的一級傳 動的(機械動力）電機負載耗損電流(Il = 50A)大于二級傳動ig2的(機械動力）電機負載耗 損電流（Il = 30A)。
[0188] ②一級減速傳動負載耗損功率26kw.h，電機負載電流與電機負載功率成正比，那 么二級增速傳動負載耗損功率只需要17kw.h。所以在不改變終端設備(工作機）的工況、相 同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速的傳動比iz，把傳動比分開增加一級傳 動i g 2 [傳動比i Σ = (i g 1 i g 2)]，中間媒介傳遞的一級傳動i Σ的（機械動力）電機負載耗損電流 (Il = 50A)大于二級傳動ig2的(機械動力）電機負載耗損電流(Il = 30A)，電機負載電流與電 機負載功率是成正比，經(jīng)過電機負載耗損功率公式計算，自然得出中間媒介傳遞的二級傳 動i g 2的（機械動力）電機負載耗損輸入功率(P L = 17 k w. h)小于一級傳動i Σ的（機械動力）電 機負載耗損輸入功率(PL = 26kw.h)，所以中間媒介傳遞的二級傳動ig2的傳動效率[Π2 = 1.53(26kw. h + 17kw. h = 1.53)]大于一級傳動iσ的傳動效率[ηι = 0. 95(V帶傳動效率、機械 手冊查得0.95)]，節(jié)約用電量34%(l-17kw.h + 26kw.h = 34%)。③石材切割機一級減速傳 動在工作中需要負載扭矩776N.m時這個力矩是不可少的，改造后按照目前傳動裝置設計計 算負載扭矩。
[0190] 式中：TL-石材切割機負載扭矩.N.m
[0191] Pl_電動機負載耗損功率:17kw.h
[0192] ne-電機額定轉速 1460r/min，
[0193] iglHfa&:6.83
[0194] 。2_傳動比：0.71
[0195] m-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0196] I12-V帶傳動效率(機械手冊查得0 · 95)
[0197] Tl = 9550 X17kw.h+1460X6.83X0.71X0.94 X0.95 = 481N.m。
[0198] 通過計算負載扭矩小了不能承受石材切割機正常工作，只有提高輸入功率，不是 節(jié)能而是耗能，傳動效率也小了。其實是目前中間媒介傳遞的一級、二級傳動裝置總設計計 算始終在這個框架內徘徊，沒有從電機動力通過中間媒介傳遞給終端設備工作時從電機的 負載電流和負載功率發(fā)現(xiàn)問題，通過計算來解決問題，是目前中間媒介傳遞的一級、二級傳 動裝置總設計的弊端和不足。小結②中計算出中間媒介傳遞轉換的二級增速傳動的傳動效 率提高了 1.53 (26kw. h +17kw. h = 1.53倍），利用修改的扭矩公式計算：
[0200] 式中：TL-石材切割機負載扭矩.N.m
[0201] Pl_電動機負載耗損功率:17kw.h
[0202] ne-電機額定轉速 1460r/min，
[0203] 。1-傳動比:6.83
[0204] ig2-傳動比：〇.71
[0205] ni-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0206] 112-傳動過程中傳動轉換提高的傳動效率(1.53)
[0207] TL = 9550X17kw.h+1460X6.83X0.71X0.94 X1.53 = 776N.m。
[0208] 節(jié)能改造后通過中間媒介傳遞過程中傳動轉換，就節(jié)約了電能提高了傳動效率， 滿足了石材切割機工作要求同樣達到了負載扭矩776N.m。
[0209] 例B，改造前：
[0210] 1)-種高架橋式石材切割機額定轉速300r/min，配匹傳動電動機是30kw/8極，V型 皮帶轉動傳動1:2.4,石材切割機電機負載55A左右，通過公式可計算負載耗損功率。公式：
[0211] 式中；PL--電機耗損功率(kw.h)
[0212] ^/3--1.732，
[0213] Ue--額定電壓（380V)，
[0214] IL--電機耗損電流(55A)，
[0215] cos?e--30kw/8極電機功率因數(shù)(0.8)
[0216] 30kw/8電機耗損功率 29kw · h，pL= 1 · 732 X 380v X 55A X 0 · 8 = 29kw · h。
[0217] 2)有電機的負載耗損功率也可以計算出電機負載扭矩TL
[0219] 式中：TL-橋式石材切割機負載扭矩.N.m
[0220] PL-電動機負載耗損功率:29kw.h
[0221] ne-電機額定轉速 n = 730r/min，
[0222] ?Σ_傳動比：2.4
[0223] n-V帶傳動效率(機械手冊查得0.95)
[0224] Tl = 9550 X 29kw ·h + 730 X 2 · 4 X 0 · 95 = 865N·m。
[0225] 改造后：
[0226] 1)利用授權的實用新型專利（專利號:ZL200720062998.3減速器)技術應用在橋式 石材切割機上，在不違背用能單位原有的生產(chǎn)工藝的流程設計，不改變機械設備工況下，傳 動電機改為Y2-180L-4、22kw電機傳動裝置，傳動裝置傳動比3.18，V帶傳動比1.54,達到懸 臂式石材切割機相同轉速300r/min( 1470 + 3.18 +1.54 = 300r/min)。
[0227] 2)在相同負載工況下，當30kw/8極電動機負載耗損電流55A時，22kw/4極電動機負 載耗損電流只有36A，于是可以計算出電機負載耗損功率；
[0229] 式中:PL-電動機負載耗損功率(kw.h)
[0230] V3 -1.732
[0231] Ue-額定電壓：（380V)
[0232] IL-負載耗損電流:36A
[0233] COS(De-22kw/4極電機功率因數(shù)，（0.85)
[0234] PL= 1.732 X 380 X 36 X 0.85 = 20kw.h。
[0235] 3)小結：
[0236] 改造前后在相同的負載工況下一級減速傳動與二級減速傳動各項數(shù)據(jù)對比。
[0237] ①一級減速傳動負載耗損電流55A，二級減速傳動負載耗損電流只需要36A，所以 在不改變終端設備(工作機)的工況、相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速 的傳動比i?，把傳動比分開增加一級傳動i g2[傳動比i? = (igiig2)]，中間媒介傳遞的一級傳 動i ? (機械動力）電機負載耗損電流(II = 55A)大于二級傳動ig2的(機械動力）電機負載耗損 電流（Il = 36A)。
[0238] ②一級減速傳動負載耗損功率29kw.h，電機負載電流與電機負載功率是成正比， 那么二級減速傳動負載耗損功率只需要20kw.h。所以在不改變終端設備(工作機）的工況、 相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速的傳動比iz，把傳動比分開增加一級 傳動i g 2 [傳動比i ? = (i g 1 i g 2)]，中間媒介傳遞的一級傳動i ? (機械動力）電機負載耗損電流 (Il = 55A)大于二級傳動ig2的(機械動力）電機負載耗損電流(Il = 36A)，電機負載電流與電 機負載功率是成正比，經(jīng)過電機負載耗損功率公式計算，自然得出中間媒介傳遞的二級傳 動i g2 (機械動力）電機負載耗損輸入功率(Pl = 20kw · h)小于一級傳動i ?的（機械動力）電機 負載耗損輸入功率(Pl = 29kw. h)，所以中間媒介傳遞的二級傳動ig2的傳動效率[取=1.45 (29kw. h + 20kw. h = 1.45)]大于一級傳動i ?的傳動效率[m = 0. 95 (V帶傳動效率、機械手冊 查得 0.95)]，節(jié)約用電量 31%(l-20kw.h + 29kw.h = 31%)。
[0239] ③石材切割機一級減速傳動在工作中需要負載扭矩865N.m時這個力矩是不可少 的，改造后按照目前傳動裝置設計計算負載扭矩。
[0241] 式中：TL-橋式石材切割機負載扭矩.N.m
[0242] PL-電動機負載耗損功率:20kw.h
[0243] ne-電機額定轉速 1470r/min，
[0244] igl-傳動比：3.18
[0245] ig2_傳動比：1.54
[0246] m-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0247] ri2-V帶傳動效率(機械手冊查得0.95)
[0248] Tl = 9550 X 20kw.h+1470X3.18 XI .54X0.94 X0.95 = 568N.m。
[0249] 通過計算負載扭矩小了不能承受石材切割機正常工作，只有提高輸入功率，不是 節(jié)能而是耗能，傳動效率也小了。其實是目前中間媒介傳遞的一級、二級傳動裝置總設計計 算始終在這個框架內徘徊，沒有從電機動力通過中間媒介傳遞給終端設備工作時電機的負 載電流和負載功率發(fā)現(xiàn)問題，通過計算來解決問題，是目前中間媒介傳遞的一級、二級傳動 裝置總設計的弊端和不足。小結②中計算出中間媒介傳遞的二級傳動的傳動效率n 2提高了 1.45(29kw.h + 20kw.h = l .45倍），利用修改的扭矩公式計算，
[0251] 式中：TL-橋式石材切割機負載扭矩.N.m
[0252] PL-電動機負載耗損功率:20kw.h
[0253] ne-電機額定轉速 1470r/min，
[0254] igl-傳動比：3.18
[0255] ig2_傳動比：1.54
[0256] m-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0257] 112-傳動過程中傳動轉換提高的傳動效率(1.45)
[0258] Tl = 9550 X 20kw · h +1470 X 3 · 18 X 1 · 54 X 0 · 94 X 1 · 45 = 867N · m。
[0259] 節(jié)能改造后通過中間媒介傳遞過程中傳動轉換就節(jié)約了電能提高了傳動效率，滿 足了石材切割機工作要求同樣達到了負載扭矩867N.m。
[0260] ④石材切割機改造后在額定負載下運行能力和安全系數(shù)。修改前額定扭矩公式計 算
[0261] 式中:Tm-工作機(設備)額定扭矩.N.m
[0262] Pe-電動機額定功率:30kw.h
[0263] ne-電機額定轉速 n = 730r/min，
[0264] ?Σ_傳動比：2.4
[0265] n-V帶傳動效率(機械手冊查得0 · 95)
[0266] Tm=9550 X 30kw.h + 730 X 2.4 X 0.95 = 895N.m。
[0267] 修改后額定扭矩公式計算：
[0268] 式中：Tm-工作機(設備)額定扭矩.N.m
[0269] pe-電機額定功率:22kw
[0270] ne-電機額定轉速 1470r/min，
[0271] igH#a&:3.18
[0272] 。2-傳動比：1.54
[0273] m-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0274] 112-傳動過程中傳動轉換提高的傳動效率(1.45)
[0275] Tl = 9550 X22kw.h+1470X3.18 XI .54X0.94 X1.45 = 954N.m。
[0276] 選擇22kw/4極電機傳動裝置專利技術大于30kw/8極電機在額定負載下運行能力 和安全系數(shù)。
[0277] 例C，改造前：
[0278] 1)上海華工機械有限公司生產(chǎn)的，型號："PEX，350 X 750"顎式破碎機，（下面簡稱： 37顎破機)配匹電動機30kw/8極，37顎破機偏心軸轉速n = 300r/min，V帶傳動傳動比1:2.4， 生產(chǎn)時37顎破機負載耗損電流50A左右，于是可以計算出電機耗損功率。公式：
[0279] 式中:PL-電動機負載耗損功率(kw.h)
[0280] #-1.732
[0281] Ue-額定電壓：（380V)
[0282] IL-負載耗損電流：（50A)
[0283] cos Φe-30kw/8極電機功率因數(shù)：（0 · 8)
[0284] PL= 1.732X380 X50X0.8 = 26kw.h
[0285] 2)有電機的負載耗損功率也可以計算出電機負載扭矩TL，
[0287] 式中：TL-顎破機負載扭矩.N.m
[0288] PL-電動機負載耗損功率26(kw.h)
[0289] ne-電機額定轉速 n = 730r/min，
[0290] ?Σ_-級減速傳動比：2.4，
[0291] n-V帶傳動效率(機械手冊查得0 · 95)
[0292] Tl = 9550 X 28kw ·h + 730 X 2 · 4 X 0 · 95 = 775N·m。
[0293] 改造后：
[0294] 1)授權的實用新型專利（專利號：ZL200820137698.1，石材切割動力裝置)技術用 在37顎破機上，在不違背用能單位原有的生產(chǎn)工藝的流程設計，不改變機械設備工況下，傳 動電動機改為22kw/4極傳動裝置，當30kw/8極電機負載耗損電流50A時，22kw/4極電動機傳 動裝置負載耗損電流只有32A左右，于是可以計算出電機負載耗損功率。公式：
[0295] 式中：PL-電動機負載耗損功率(kw.h)
[0296] V3-1.732
[0297] Ue-額定電壓（380V)
[0298] IL-負載耗損電流(32A)
[0299] COS(De-22kw/4 極電機功率因數(shù)(0.85)
[0300] PL=1.732X380X32X0.85 = 18kw.h。
[0301] 2)小結：
[0302] 改造前后在相同的負載工況下一級減速傳動與二級減速傳動各項數(shù)據(jù)對比。
[0303]①一級減速傳動負載耗損電流50A，二級減速傳動負載耗損電流只需要32A，所以 在不改變終端設備(工作機)的工況、相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速 的傳動比i?，把傳動比分開增加一級傳動i g2[傳動比i? = (igiig2)]，中間媒介傳遞的一級傳 動iE的(機械動力）電機負載耗損電流(Il = 50A)大于二級傳動ig2的(機械動力）電機負載耗 損電流(Il = 32A)。
[0304] ②一級減速傳動負載耗損功率26kw.h，電機負載電流與電機負載功率是成正比， 那么二級傳動負載耗損功率只需要ISkw.h。所以在不改變終端設備(工作機)的工況、相同 的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速的傳動比iz，把傳動比分開增加一級傳動 ig2[傳動比iz = (igiig2)]，中間媒介傳遞的一級傳動?Σ的(機械動力）電機負載耗損電流(II = 50A)大于二級傳動ig2的（機械動力）電機負載耗損電流(Il = 32A)，電機負載電流與電機 負載功率是成正比，經(jīng)過電機負載耗損功率公式計算，自然得出中間媒介傳遞的二級傳動 ig2的（機械動力）電機負載耗損輸入功率(Pl = 18kw. h)小于一級傳動i ?的（機械動力）電機 負載耗損輸入功率(Pl = 26kw. h)，所以中間媒介傳遞的二級傳動ig2傳動效率[取=1.44 (26kw. h +18kw. h = 1.44)]大于一級傳動i ?的傳動效率[ηι = 0. 95 (V帶傳動效率、機械手冊 查得 0.95)]，節(jié)約用電量 31%(l-18kw.h + 26kw.h = 31%)。
[0305] ③37顎破機一級減速傳動在工作中需要負載扭矩775N.m時這個力矩是不可少的， 改造后按照目前傳動裝置設計計算負載扭矩。
[0307] 式中：TL-顎破機負載扭矩.N.m
[0308] PL-電動機負載耗損功率：18kw.h
[0309] ne-電機額定轉速 1470r/min，
[0310] igl-傳動比：3.18
[0311] ig2-傳動比：1.54
[0312] ru-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0313] n2-V帶傳動效率(機械手冊查得0 · 95)
[0314] Tl = 9550 X 18kw.h+1470X3.18 X 1.54X0.94X0.95 = 511N.m。
[0315] 通過計算負載扭矩小了不能承受37顎破機正常工作，只有提高輸入功率，不是節(jié) 能而是耗能，傳動效率也小了。其實是目前一級、二級傳動裝置總設計計算始終在這個框架 內徘徊，沒有從電機動力通過中間媒介傳遞給終端設備工作時，從電機的負載電流和負載 功率發(fā)現(xiàn)問題，通過計算來解決問題，是目前中間媒介傳遞的一級、二級傳動裝置總設計的 弊端和不足。小結②中計算出中間媒介傳遞的二級傳動i g2的傳動效率Π 2提高了 1.44 (26kw.h + 18kw.h = l .44倍），利用修改的扭矩公式計算，
[0317] 式中：TL-顎破機負載扭矩.N.m [0318] PL-電動機負載耗損功率：18kw.h [0319] ne-電機額定轉速 1470r/min，
[0320] ^-傳動比^·…
[0321] ig2-傳動比：1.54
[0322] ru-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0323] Π 2-傳動過程中傳動轉換提高的傳動效率(1.44)
[0324] Tl = 9550 X 18kw.h+1470 X3 · 18 X 1 ·54 X0 ·94 X 1.44 = 775N.m。
[0325] 節(jié)能改造后通過中間媒介傳遞過程中傳動轉換就節(jié)約了電能提高了傳動效率，滿 足了37顎破機工作要求同樣達到了負載扭矩775N.m。
[0326] ④37顎破機改造后在額定負載下運行能力和安全系數(shù)。改造前額定扭矩公式計 算
[0327] 式中：Tm-工作機(設備)額定扭矩.N.m
[0328] Pe-電動機額定功率:30kw.h
[0329] ne-電機額定轉速 n = 730r/min，
[0330] ?Σ_傳動比：2.4
[0331] n-V帶傳動效率(機械手冊查得0 · 95)
[0332] Tm=9550 X30kw.h + 730X2.4X0.95 = 895N.m。
[0333] 修改后額定扭矩公式計算，公式
[0334] 式中：Tm-工作機(設備)額定扭矩.N.m
[0335] pe-電機額定功率:22kw
[0336] ne-電機額定轉速 1470r/min，
[0337] ^-傳動比^·…
[0338] ie2-傳動比：1.54
[0339] m-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0340]叱-傳動過程中傳動轉換提高的傳動效率（1.45)
[0341] Tl = 9550 X22kw.h+1470X3.18 XI .54X0.94 X1.45 = 954N.m。
[0342] 選擇22kw/4極電機傳動裝置專利技術大于30kw/8極電機在額定負載下運行能力 和安全系數(shù)。
[0343] 例D，改造前：
[0344] 1)有色金屬濕法冶煉，稀土分離萃取的Nd/Sm-Dy/Ho稀土料液槽攪拌機，配制電動 機2.2kw/8極傳動2個攪拌機，攪拌機額定轉速n = 246r/min，V帶傳動傳動比1:2.88，電動機 負載耗損電流在3.2A左右，于是可以計算出電動機負載耗損功率。公式：巧
[0345] 式中：PL-電動機負載功率(kw.h)
[0346] ^3-1.732
[0347] Ue_ 額定電壓 380V
[0348] IL-負載耗損電流(3.2A)
[0349] COS(De-2.2kw/8 極電機的功率因數(shù)(0.79)
[0350] PL= 1.732X380X3.2X0.79= 1.66kw · h
[0351] 2)有電機的負載耗損功率也可以計算出負載扭矩TL，
[0353] 式中：TL-攪拌機負載扭矩Nm
[0354] PL-電動機負載耗損功率（1.66kw.h)
[0355] ne-電動機額定轉速(710r/min)
[0356] ?Σ_ 傳動比（2.88)
[0357] ni-V帶傳動效率(機械手冊查得0.95)
[0358] Tl = 9550 XI .66 + 710 X 2.88 X0.95 = 61Nm
[0359] 改造后：
[0360] 1)授權的實用新型專利(專利號:ZL200920184874.1，在有色金屬攪拌分離萃取中 應用的動力裝置)技術應用在稀土分離萃取攪拌機生產(chǎn)上，在不違背用能單位原有的生產(chǎn) 工藝的流程設計，不改變機械設備工況下，電動機改為1.5kw/4極傳動裝置，當2.2kw/8極電 機負載耗損電流3.2A時，1.5kw/4極電動機負載耗損電流只有2.2A，于是可以計算出電機負 載耗損功率。
[0362] 式中：PL-電動機負載耗損功率(kw.h)
[0363] V3-1.732
[0364] Ue_ 額定電壓 380V
[0365] IL-負載耗損電流2.2A
[0366] COS(De-1.5kw/4 極電機的功率因數(shù)(0.79)
[0367] PL= 1.732X380X2.2X0.79= 1 · 14kw · h
[Ο·] 2)小結：
[0369]改造前后在相同的負載工況下一級減速傳動與二級減速傳動各項數(shù)據(jù)對比。
[0370]①一級減速傳動負載耗損電流3.2A，二級減速傳動負載耗損電流只需要2.2A，所 以在不改變工作機(機械設備）的工況、相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增 速的傳動比i ?，把傳動比分開增加一級傳動ig2 [傳動比is = (igiig2)]，中間媒介傳遞的一級 傳動?Σ的電機負載耗損電流(Il = 3.2A)大于二級傳動ig2的電機負載耗損電流(Il = 2.2A)。
[0371] ②一級減速傳動負載耗損功率1.66kw.h，電機負載電流與電機負載功率是成正 比，那么二級傳動負載耗損功率只需要1.14kw.h。所以在不改變工作機(機械設備）的工況、 相同的負載下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、增速的傳動比iz，把傳動比分開增加一級 傳動ig2[傳動比?Σ= (iglig2)]，中間媒介傳遞的一級傳動?Σ的電機負載耗損電流（Il = 3.2A)大于二級傳動ig2的電機負載耗損電流(Il = 2.2A)，電機負載電流與電機負載功率是 成正比，經(jīng)過電機負載耗損功率公式計算，自然得出中間媒介傳遞的二級傳動ig2電機負載 耗損輸入功率(Pl = 1.14kw. h)小于一級傳動i?的電機負載耗損輸入功率(PL = 1.66)，所以 中間媒介傳遞的二級傳動i g2的傳動效率[Π 2 = 1.46 (1.66kw. h + 1.14kw. h = 1.46)]大于一 級傳動12的傳動效率[111 = 0.95(￥帶傳動效率、機械手冊查得0.95)]，節(jié)約用電量31%(1-1.14kw.h-i-1.66kw.h = 31 % ) 〇
[0372] ③攪拌機一級減速傳動在工作中需要負載扭矩61N.m時這個力矩是不可少的，改 造后按照目前傳動裝置設計計算負載扭矩。
[0374] 式中：TL-電動機負載扭矩.N.m
[0375] PL-電動機負載耗損功率：1.14kw.h
[0376] ne-電機額定轉速 1400r/min，
[0377] igl-傳動比：2.07
[0378] ig2_傳動比：2.84
[0379] ru-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0380] n2-V帶傳動效率(機械手冊查得0.95)
[0381] Tl = 9550 X 1 · 14kw ·h +1400 X 2 · 07 X 2 · 84 X 0 · 94 X 0 · 95 = 40 · 8N·m。
[0382] 通過計算負載扭矩小了不能承受攪拌機正常工作，只有提高輸入功率。不是節(jié)能 而是耗能，傳動效率也小了，其實是目前中間媒介傳遞的一級、二級傳動裝置總設計計算始 終在這個框架內徘徊，沒有經(jīng)電機動力通過中間媒介傳遞給終端設備工作時，從電機的負 載電流和負載功率發(fā)現(xiàn)問題，通過計算來解決問題，是目前中間媒介傳遞的一級、二級傳動 裝置總設計的弊端和不足。小結②中計算出中間媒介傳遞的二級傳動的傳動效率n 2提高了 1.46(1.66kw.h + l. 14kw.h = l .46倍），利用修改扭矩公式計算，
[0384] 式中：TL-電動機負載扭矩.N.m
[0385] PL-電動機負載耗損功率：1.14kw.h
[0386] ne-電機額定轉速 1400r/min，
[0387] igl-傳動比：2.07
[0388] ig2_傳動比：2.84
[0389] ru-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0390] 112-傳動過程中傳動轉換提高的傳動效率(1.46)
[0391] TL = 9550X1.14kw.h+1400X2.07X2.84X0.94 X1.46 = 62N.m。
[0392] 節(jié)能改造后通過中間媒介傳遞過程中傳動轉換就節(jié)約了電能提高了傳動效率，滿 足了攪拌機工作要求同樣達到了負載扭矩62N.m。④攪拌機改造后在額定負載下運行能力 和安全系數(shù)。改造前額定扭矩公式計算，
[0394] 式中：Tm-工作機(設備)額定扭矩.N.m
[0395] Pe-電動機額定功率:2.2kw.h
[0396] ne-電機額定轉速n = 710r/min，
[0397] ?Σ_傳動比：2.88
[0398] n-V帶傳動效率(機械手冊查得0 · 95)
[0399] TM=9550X2.2kw.h + 710X2.88X0.95 = 81N.m。
[0400] 改造后額定扭矩公式計算，公式：
[0401 ] 式中:Tm-工作機(設備)額定扭矩.N. m
[0402] pe-電機額定功率:1.5kw
[0403] ne-電機額定轉速 1400r/min，
[0404] igl-傳動比：2.07
[0405] ig2_傳動比：2.84
[0406] ηι-齒輪、軸承傳動效率(機械手冊查得共0.94)
[0407] 112-傳動過程中傳動轉換提高的傳動效率(1.46)
[0408] TL = 9550X1.5kw.h+1400 X 2.07 X 2.84X0.94 X1.46 = 82N.m。
[0409] 選擇1.5kw/4極電機傳動裝置專利技術大于2.2kw/8極電機在額定負載下運行能 力和安全系數(shù)。
[0410] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟S1:在不改變終端設備的工況及在相同的負載的情況下，不改變中間媒介傳遞的 一級減速、增速的傳動比，把傳動比分開，增加二級傳動，中間媒介傳遞的一級傳動裝置的 計算的扭矩公式為：式中:Tm----工作機的額定扭矩(N.m) Pe-----電機額定功率化w) ne-----電機額定轉速(r/min) igi-----一級傳動比 ig2-----二級傳動比 m-----機械傳動效率概略值查得效率 Π 2-----二級傳動的傳動效率。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法，其特征在于，還包括步驟 S2:在不改變終端設備的工況及在相同的負載的情況下，不改變中間媒介傳遞的一級減速、 增速的傳動比，把傳動比分開，增加 Ξ級傳動，中間媒介傳遞的一級傳動裝置的計算的扭矩 公式為：式中:Tm----工作機的額定扭矩(N.m) Pe-----電機額定功率化w) He-----電機額定轉速(r/min) igi------級傳動比 ig2-----二級傳動比 ig3--三級傳動比 m-----機械傳動效率概略值查得效率 Π 2-----二級傳動的傳動效率 Π 3--Ξ級傳動的傳動效率。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法，其特征在于，還包括步驟 S3:在不改變終端設備的工況及在相同的負載情況下，不改變中間媒介傳遞的二級減速、增 速的傳動比，把傳動比分開，增加 Ξ級傳動，中間媒介傳遞的二級傳動裝置的計算的扭矩公 式為：式中:Tm----工作機的額定扭矩(N.m) Pe-----電機額定功率化w) ne-----電機額定轉速(r/mim) igi-----一級傳動比 ig2-----二級傳動比 ig3-----Ξ級傳動比 m-----機械傳動效率概略值查得效率 Π 2-----二級傳動的傳動效率 Π 3-----Ξ級傳動的傳動效率。4.根據(jù)權利要求3所述的一種改變傳動模式節(jié)約電能的方法，其特征在于，還包括步驟 S4:中間媒介傳遞的Ξ級傳動轉換效率大于二級傳動轉換效率，二級傳動轉換效率大于一 級傳動轉換效率，中間媒介傳遞的Ξ級傳動裝置的計算的扭矩公式為：式中:Tm----工作機的額定扭矩(N.m) Pe-----電機額定功率化w) He-----電機額定轉速(r/min) igi------級傳動比 ig2-----二級傳動比 ig3--三級傳動比 m-----機械傳動效率概略值查得效率 Π 2-----二級傳動的傳動效率 Π 3--Ξ級傳動的傳動效率。
【文檔編號】G06F19/00GK106096241SQ201610387623
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610387623.8, CN 106096241 A, CN 106096241A, CN 201610387623, CN-A-106096241, CN106096241 A, CN106096241A, CN201610387623, CN201610387623.8
【發(fā)明人】穆詩智
【申請人】穆詩智