如何优化皮带传动的效率？

皮带传动的造价便宜，是它在排灌泵站中得到广泛应用的主要原因。这种传动方式主要用于固定传动比的泵站。

对水泵选型不合理的泵站，如采用皮带传动来提高装置效率时，应注意如下问题：当直接传动改为皮带传动后，传动效率会有所下降，但装置效率是否能有所提高，还须进行具体的计算。现以12HB-40型混流泵为例（额定扬程H0=7m，额定流量Q0=217L/s，额定转速n0=980r/min，最高效率为84%）与J02-72-6型电动机（额定功率22kW，额定转速970r/min）相配套为例，当管路阻力参数S=14.56s2/m5时，按公式n=可以求出不同扬程Hsy时的最佳转速n。同时还可以分别求出不同扬程时的水泵效率、管路效率和动力机效率，从而确定出降速（皮带传动）和不降速（直接传动）时、不同扬程的装置效率。计算过程和结果见表6-9。根据表中的数据，可以绘出图6-14所示的降速和不降速时的装置效率与实际扬程之间的关系曲线。由图可见，在采用直接传动时，虽然在不同的工况下，传动效率均可保持100%，但随着扬程的降低，水泵效率和管路效率都会大幅度下降，因此，装置效率也随之明显降低，即由扬程为6.0m时的66.80%降低到扬程为2.0m时的27.16%。如果采用皮带传动，按水泵最高效率决定的最佳转速来降低水泵的转速，虽然传动效率从100%降到90%，但管路效率在各种工况下均能保持90%，水泵效率也能保持较高的水平。因此，装置效率随扬程变化不大，可以保持在55%以上。但最高效率也不过60.6%，反而低于直接传动时的装置效率。可见，在实际扬程偏离设计工况不多的情况下，采用皮带传动来降低水泵转速是不能达到节能目的的。为了使皮带传动的降速运行能获得良好的节能效果，应该求出降速和不降速的临界扬程。从图6-14可以看出，降速和不降速，装置效率曲线的交点所对应的实际扬程即为临界实际扬程H临。只有当实际扬程低于H临以后，采用皮带降速运行才有节能效果。

图6-14不同传动方式时的Hsy～ηsy曲线(www.xing528.com)

对于扬程变化较大的泵站，可以设置几个不同直径的皮带轮，在扬程变化时，进行更换。这时，需要确定不同直径的皮带轮所适应的扬程范围。为此也要绘出不同皮带轮（即不同转速）时的实际扬程与装置效率之间的关系曲线。图6-15是10Sh-19型水泵在直接传动（转速为1450r/min）、1号皮带轮（转速为1285r/min）及2号皮带轮（转速为1096r/min）时的Hsy～ηsy曲线。由此可以定出直接传动的扬程范围是11～16m（设最高扬程为16m），1号皮带轮的扬程范围为9.6～11m，2号皮带轮的扬程范围为6～9.6m。

图6-15　10Sh-19型水泵不同传动方式所对应的扬程范围

此外，皮带传动的效率与皮带类型和安装使用情况有关。常用的皮带类型有平皮带和三角皮带。在安装正确的情况下，平皮带最高效率可达98%，三角皮带也可达94%。但在安装不正确、打滑比较严重的情况下，平皮带效率可降到94%以下，三角皮带可降到90%，这样会造成较大的能量损失。为了减少打滑现象，使传动比准确，且又能提高传动效率，可以采用同步齿形传动带。这种传动带是以钢丝绳、玻璃纤维绳等组成的环形胶带作为强力层，工作面有齿，带轮也是齿形的。它是靠齿的啮合传动。因此，效率较高，而且轴压力小，结构紧凑，耐油耐磨性能好，但价格较高。