螺桿式空壓機皮帶，直聯(lián)，齒輪三種傳動方式對比
摘要：一般地，按照傳動方式劃分，我們可以把壓縮機分為直接傳動和皮帶傳動。壓縮機的直接傳動指的是馬達主軸經(jīng)由連軸器和齒輪箱變速來驅動轉子，這實際上并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....
一般地，按照傳動方式劃分，我們可以把壓縮機分為直接傳動和皮帶傳動。壓縮機的直接傳動指的是馬達主軸經(jīng)由連軸器和齒輪箱變速來驅動轉子，這實際上并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。
但在實際應用中，為了更加直觀和方便的區(qū)分，業(yè)內一般分為直聯(lián)傳動壓縮機、皮帶傳動壓縮機和齒輪傳動壓縮機，還有一種比較少見的傳動方式稱為復合傳動壓縮機。
傳動方式對壓縮機的耗能、運行經(jīng)濟型、可靠性有顯著影響，機頭來源對機器的傳動方式有重要影響。以50Hz電制為基礎設計的機頭，核心轉速為同步3000轉/分鐘，主要壓縮機規(guī)格都可以采用無內外變速的直聯(lián)驅動。進口機頭基本是按60Hz電制設計，核心轉速為同步3600轉/分鐘，所以在我國50Hz供電條件下要么通過變速實現(xiàn)原設計目標，這種變速往往引起能耗、成本、耗材、可靠性的變化;要么偏離最佳工況讓機頭在邊緣條件下工作。
直聯(lián)傳動
直聯(lián)壓縮機通過彈性聯(lián)軸器將電動機動力傳遞給機頭，聯(lián)軸器除每隔3年更換一次彈性體外，沒有其他維護工作。采用新型的法蘭式彈性聯(lián)軸器，更換彈性體十分方便，無需拆卸機頭、管路和閥門。設備中間環(huán)節(jié)減少了，出故障的幾率降低(零件越少，故障率就相對降低)，減少了成本(購買成本、維修成本)，節(jié)約了資源;直接聯(lián)動，降低了中間傳動能量的損耗，效率較高。
皮帶傳動
螺桿壓縮機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。下面所討論的皮帶傳動系統(tǒng)是指滿足下列條件的代表最新科技的自動化系統(tǒng)：
每一運轉狀態(tài)之皮帶張力均達到優(yōu)化值;
通過避免過大的啟動張力，大大延長了皮帶之壽命，同時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;
整個皮帶驅動系統(tǒng)安全無故障運轉。
皮帶傳動兼有傳遞動力和改變轉速的作用，皮帶傳動依靠摩擦力傳遞動力，本身需要消耗一定的能量，約占傳遞功率的2%～3%。皮帶必須有一定的張力才能獲得足夠的摩擦力，皮帶張力使電機和機頭的軸承承受額外的徑向負荷，皮帶傳動壓縮機對電機和機頭的軸承要求更高。皮帶傳動壓縮機生產(chǎn)成本較低，一般僅用于小型壓縮機和經(jīng)濟型壓縮機。
皮帶張緊力不足時會造成皮帶打滑，傳遞動力不足，不僅會造成皮帶高溫磨損，還會造成壓縮機轉速降低減小排氣量。需要經(jīng)常檢查皮帶張緊情況，及時拉近皮帶或更換皮帶。皮帶必須成組更換。
一般壓縮機銷售員在與客戶宣傳推廣螺桿式壓縮機時，都會大力推薦直聯(lián)傳動型壓縮機，說直聯(lián)壓縮機的螺桿主機與電動機通過彈性聯(lián)軸器連成一個整體，傳動效率高;而皮帶傳動壓縮機在皮帶使用一段時間后，皮帶彈力，韌度下降，傳動效率沒有新機器高。
不可否認，從傳動原理上來說，確實如此，因為真正意義上的直聯(lián)傳動指的是馬達與轉子直接相連(同軸)且兩者速度一樣，但這種情況在現(xiàn)實應用中顯然極少存在。因此那種認為直接傳動沒有能量損耗的觀點是不對的。
而且再好的設備都有出故障的時候，在壓縮機使用一段時間以后，當出現(xiàn)問題時，比如，彈性聯(lián)軸器故障。換彈性聯(lián)軸器可不是一件輕松的活，拆機頭、卸電機，維修費用高不說，還耽誤生產(chǎn);如果是皮帶傳動壓縮機的皮帶壞了，只要換上一副新的皮帶，問題就解決，費用還不高，省時又省力。
另外一點是，直聯(lián)驅動相比皮帶傳動，一次性采購成本較高，這是目前很多中低端壓縮機產(chǎn)品價格之低無法承受的，因而對于低端市場，皮帶傳動更加受歡迎。
齒輪傳動
齒輪傳動同樣兼有傳遞動力和改變轉速的作用，齒輪傳動本身也需要消耗一定的能量，但是比皮帶傳動效率要高。齒輪傳動需要額外增加軸承，對機器的潤滑系統(tǒng)也有更高的要求。因為螺桿壓縮機的齒輪屬高速重載齒輪，對加工精度和材質的要求很高，生產(chǎn)成本較高。齒輪傳動主要有兩個優(yōu)點：第一產(chǎn)品變型較容易，通過改變齒輪傳動比改變機頭轉速，可以利用同一個機頭生產(chǎn)不同排氣量的機器。其次齒輪傳動壓縮機傳動環(huán)節(jié)沒有耗材和易損件。
在齒輪壓縮機中還有一種較為特殊的傳動方式，其內部是含增速齒輪的直聯(lián)傳動壓縮機。外部用聯(lián)軸器傳遞動力，內部用齒輪改變轉速。
上面將壓縮機的直聯(lián)驅動與皮帶傳動進行了對比，可以發(fā)現(xiàn)，直聯(lián)驅動與皮帶傳動各有利弊。我們再將齒輪壓縮機與皮帶壓縮機從各方面進行比較。
a.效率
優(yōu)良的齒輪傳動效率可達98%-99%，優(yōu)良的皮帶傳動設計在正常的條件下亦可達到99%的效率。兩者的差異并不取決于傳動方式的選擇，而取決于制造商的設計與制造水平。不過齒輪方式保持較高的傳動效率較為容易，而皮帶傳動較難，平均效率在94%-98%。
b.空載能耗
對于齒輪直接傳動方式，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。
對于皮帶傳動方式，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。
以一臺160kW的齒輪傳動壓縮機為例，每年8000小時，其中15%(即1200小時)的時間為空載，這臺機器每年將比皮帶傳動的同功率壓縮機多消耗28800kWh的電費(假定兩臺機器的空載壓差為2bar，約15%的能耗差異)。長期來看，這將是不小的花費。
c.失油
有經(jīng)驗的使用者都知道，失油狀況下最先受害的將是齒輪箱。皮帶傳動系統(tǒng)完全不存在這種安全問題。
d.根據(jù)用戶要求設計壓力
通常用戶要求的壓力與制造商之標準機型的壓力并不完全一致。例如用戶使用要求壓力為10bar，依后處理設備狀況，配管長度及密封程度不同，要求壓縮機的壓力可能為11或11.5bar。在這種情況下，一般會安裝一臺額定壓力為13bar的壓縮機并在現(xiàn)場將出口壓力設為所要求之壓力。此時排氣量會基本上保持不變，因為最終壓力雖然降低了但轉子的速度并未增加。
皮帶傳動設計制造商只需簡單地改變皮帶輪的直徑便可將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。對于齒輪傳動，則沒有這么方便。
e.已安裝壓縮機之壓力改變
有時由于用戶生產(chǎn)工藝條件的改變，原來的壓縮機之設計壓力可能太高或太低，希望能改變，但對于齒輪傳動的壓縮機而言，這將會顯得非常困難和昂貴，而對于皮帶傳動式壓縮機而言卻是輕而易舉的事，只須更換皮帶輪即可。
f.安裝新軸承
當轉子軸承需要更換時，對于齒輪傳動的壓縮機，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。對于皮帶傳動壓縮機，則不存在這種問題。
g.更換軸封
螺桿式壓縮機均使用了一種環(huán)形軸封，到一定壽命均需更換。對于齒輪傳動式壓縮機，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，從而增加了維護費用。對于皮帶傳動式壓縮機，只需卸下皮帶輪即可，容易得多。
h.馬達或轉子軸承損壞
對于齒輪傳動壓縮機，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。對于皮帶傳動壓縮機不存在這種狀況。
i.結構噪音
對于齒輪傳動壓縮機，由于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，同時增加了機器噪音。
J.值得一提的是，主張直接齒輪傳動的制造商本身也有一部分產(chǎn)品采用皮帶傳動。皮帶傳動的其他劣勢已在上文與直聯(lián)傳動的對比中體現(xiàn)。
對于壓縮機的三種傳動方式：直聯(lián)、皮帶和齒輪，從原理上來說，效率不分上下，但由于機型不同、生產(chǎn)技術不同、用材不同、工況不同、保養(yǎng)不同……會造成效率的千差萬別，所以，只著眼于技術本身的爭論毫無意義，一切都要建立在應用的“人”的基礎之上。
而作為一名合格的壓縮機銷售人員，在給用戶推薦壓縮機時，應該把這些優(yōu)劣情況給客戶分解清楚，最終，讓客戶根據(jù)自己的情況來決定選擇什么樣的傳動方式。而不是為了抬高自己的產(chǎn)品，而歪曲事實，惡意詆毀其它的傳動方式和競爭對手的產(chǎn)品。
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