1. 搅拌器和搅拌机的负载特性
搅拌器和搅拌机驱动装置与输送机驱动装置有两个重要的区别:维持搅拌速度所需的扭矩很大程度上取决于物料的粘度;从静止状态启动,对已沉淀或冷却的物料进行搅拌的启动扭矩可能是运行扭矩的数倍。在选择齿轮电机时必须考虑这两个因素,以防止电机过载和齿轮箱输出扭矩过大。
对于圆柱形水箱中的涡轮或桨叶轮,湍流状态下的运行功率近似与叶轮直径的立方和转速的平方成正比,而粘性(层流)状态下的运行功率则与叶轮直径的三次方和转速成正比。实际上,叶轮的功率数 (Np) 和流体的雷诺数决定了具体的功率关系。设计时,当产品粘度高于 1000 cP 时,应在水当量功率的基础上加 1.5 至 3.0 的粘度修正系数。
当一台装有物料的搅拌机停止运转后重新启动时,物料可能已经沉淀、冷却或部分凝固在叶轮叶片周围。克服这种静摩擦力并启动叶轮旋转所需的启动扭矩可能是稳态运行扭矩的3到8倍。NMRV蜗轮蜗杆电机提供的启动扭矩等于电机堵转扭矩乘以齿轮比,通常为额定电机扭矩乘以齿轮比的2.0到2.8倍——与直接驱动装置相比,这提供了显著的启动力优势。
有些搅拌机连续运行(例如油漆研磨机、浆料罐、废水处理曝气机),而另一些则以间歇循环方式运行(例如制药制粒机、食品搅拌机、化学反应器)。连续运行的搅拌机要求 NMRV 齿轮电机额定扭矩为 S1 级连续运行。间歇式搅拌机具有固定的搅拌周期,之后会有卸料和重新装料的间歇,则可使用 S3 级电机,并配备合适的 CDF 值,这样在相同的平均功率需求下,可以选择更小的电机机座号。
2. 搅拌器扭矩计算
水箱直径:0.80米
叶轮类型:4叶扁平桨叶
叶轮直径:D = 0.45 米 (D/T = 0.56)
产品粘度:800 cP(水 = 1 cP)
产品密度:1,050 kg/m³
目标叶轮转速:n = 45 rpm = 0.75 转/秒
功率数(Np):1.8(扁平桨叶,湍流)
雷诺数检验:Re = ρ×n×D²÷μ = 1050×0.75×0.2025÷0.8 = 199(过渡)
粘度修正系数:Kv = 2.0(适用于 800 cP)
实际电机功率 = 41.9 × 2.0 ÷ 0.75 (有效) = 111.7 瓦
批量启动时的服务系数为 1.5:111.7 × 1.5 = 167.6 瓦
→ 选择 NMRV 040,20:1 传动比,YS 180 W 四极放大器
输出转速 = 1,380 ÷ 20 = 69 rpm(可通过变频器降至 45 rpm 或接受 69 rpm)
对于粘度高于 5,000 cP 的高粘度产品(例如膏体、浓稠乳霜、粘合剂),请使用层流功率公式:P = Kp × μ × n² × D³,其中 Kp 为特定叶轮类型的层流功率系数。对于高粘度物料的批次重启,应应用粘度修正系数 2.5 至 4.0 以及运行系数 2.0。如需针对粘度高于 5,000 cP 的高粘度应用进行搅拌器齿轮电机选型方面的帮助,请联系韩国 Ever-Power 公司。
3. 齿轮电机尺寸设计的粘度修正系数
| 产品类型 | 粘度(cP) | 流动状态 | 粘度因子 Kv | 启动服务因素 |
|---|---|---|---|---|
| 水、稀溶剂 | 1-100 | 湍流 | 1.0 | 1.2 |
| 轻质油、糖浆、乳胶 | 100–1,000 | 过渡 | 1.5 | 1.5 |
| 油漆、树脂、浆料 | 1,000–5,000 | 过渡/层流 | 2.0 | 1.8 |
| 浓稠的膏体、凝胶、粘合剂 | 5,000–50,000 | 层 | 3.0 | 2.5 |
| 腻子、橡胶化合物、面团 | > 50,000 | 层 | 4.0+ | 3.0+ |
将粘度修正系数 Kv 和服务系数 SF 相乘应用:总设计功率 = 计算的水当量功率 × Kv × SF。对于 NMRV 齿轮箱,验证所得输出扭矩(电机额定扭矩 × 齿轮比 × 齿轮箱效率)是否超过所选尺寸下 NMRV 的额定输出扭矩。如果所需的输出扭矩超过所需齿轮比下的 NMRV 额定值,则应选择更大尺寸的 NMRV,而不是选择更高功率的电机——NMRV 输出轴扭矩额定值是高粘度搅拌器驱动装置的约束条件。
4. 齿轮比和叶轮转速选择
水处理、发酵、化学反应混合。更高的叶轮转速可实现湍流混合。不具备自锁功能;标准Y2电机即可满足要求。
油漆、糖浆、粘合剂混合。接近自锁范围;加装Y2EJ制动电机,可在批次间实现牢固锁定。
适用于大多数化工、食品和制药行业的搅拌器应用。自锁装置可防止叶轮漂移。最常用的NMRV搅拌器比。
适用于稠膏、树脂、凝胶的混合。具有极强的自锁性。高输出扭矩,适用于高粘度物料。低速运转时,叶轮可采用闸板式或锚式设计。
适用于高粘度或大直径闸板叶轮。标准 NMRV 单级最大传动比。输出扭矩最大,但效率较低 (50–60%)。
5. 批次搅拌机驱动器的热负荷额定值
一台间歇式搅拌机,在设定的搅拌周期后停止进行卸料和重新装料,其运行工况为S3间歇周期工况。如果搅拌周期为30分钟,卸料/重新装料时间为15分钟,则其循环损耗因子(CDF)为30/45 = 67%。对于此应用,Y2电机和NMRV齿轮箱必须额定工况为S3,CDF为67%。许多间歇式搅拌循环的休息时间比例高于此值,因此可以选择S3 40%或S3 25%工况,从而在相同额定搅拌功率下使用更小的电机机座号。务必根据间歇式搅拌工艺参数计算实际的CDF,而不是假设为S1连续工况。
高粘度搅拌器驱动的NMRV齿轮箱在高传动比下会产生较高的蜗轮啮合功率损耗(高传动比下蜗轮齿轮箱效率为60至75%),这会导致齿轮箱油产生大量热量。对于传动比为40:1至100:1的高粘度连续运行搅拌器,应在调试期间和高粘度工况下监测齿轮箱壳体温度。如果壳体温度超过70°C,则应在NMRV壳体上加装外部冷却风扇,或使用合成齿轮油(PAO),其在高温下的粘度稳定性优于矿物油。
6. NMRV搅拌器驱动齿轮电机规格
韩国Ever-Power NMRV系列蜗轮蜗杆减速电机适用于搅拌器和混合器应用,提供两种输出轴选择:一种是实心输出轴,可通过柔性联轴器与搅拌器连接;另一种是空心输出轴,无需单独的联轴器即可直接安装在搅拌器轴上。空心输出轴选项尤其适用于安装在罐盖上的搅拌器,因为在这种情况下,减速电机必须直接安装在搅拌器轴短轴上。所有NMRV型号均可接受Y2标准电机或Y2EJ制动电机输入,无需对齿轮箱进行任何改动。完整的减速电机系列产品请参见[此处]。 齿轮电机产品部对于粘度高于 2,000 cP 的高粘度搅拌器尺寸,请联系我们。 韩国永力 完整的搅拌器驱动装置规格说明。
| 变速箱尺寸 | NMRV 030–090 |
| 比率范围 | 15:1 至 100:1 |
| 叶轮转速 | 转速:14–96 转/分(4 极电机) |
| 电机选项 | Y2 或 Y2EJ 制动电机 |
| 电机功率 | 0.06–22千瓦 |
| 自锁 | 是的,比例为 40:1 及以上。 |
| 输出轴 | 实心或空心孔 |
| 安装 | 任意方向(请注明) |
7. 搅拌器和混合器的应用
化学反应器和搅拌器
用于反应、溶解和结晶过程的化学工艺反应器搅拌器。NMRV 050–090,齿轮比为 40:1 至 60:1,电机功率为 Y2 0.37 至 7.5 kW。产品粘度范围从接近水的粘度到数千 cP,具体取决于反应进程。对于处理易燃溶剂(1 区或 2 区)的反应器,电机必须为 YB2 Ex d IIB T4 型,而 NMRV 齿轮箱可以使用标准型,因为它没有内部电气元件。齿轮箱密封件的规格必须与溶剂环境相匹配。 |
食品和饮料混合器
工业食品搅拌机,适用于酱料、果酱、巧克力、面团和奶油制品,转速为 10 至 60 rpm。NMRV 050–075 型号,减速比为 20:1 至 100:1,配备 Y2 或 BXG 型号,功率为 0.25 至 2.2 kW,具体取决于食品接触区域的分类。对于需要冲洗的区域,请指定使用 BXG 不锈钢电机和 NMRV 变速箱,并采用食品级润滑油。减速比为 40:1 及以上时,自锁功能可在批次循环之间,在电机断电的情况下将搅拌桨保持在指定位置。 |
涂料生产用分散器、调拌机和色浆混合罐。NMRV 050–075,压缩比 30:1 至 60:1,Y2 功率 0.37 至 2.2 kW。涂料粘度 500 至 10,000 cP — 应用 Kv 值 1.8 至 3.0。许多涂料混合应用在 2 区涂料储存区域也需要使用 Ex d 电机。
沉淀池搅拌器、浆液储存池搅拌器和废水处理曝气池搅拌器。NMRV 075–090,搅拌比 15:1 至 30:1,适用于低粘度浆液的高速湍流混合。Y2 型,功率 0.55 至 4.0 kW。防护等级 IP55,适用于废水处理厂的户外安装。
高粘度粘合剂、环氧树脂和灌封胶以 10 至 40 rpm 的转速混合。NMRV 075–090,混合比为 40:1 至 100:1,Y2 功率为 0.55 至 2.2 kW。启动扭矩要求极高;批量重启时,请指定 2.0 的服务系数。粘度高于 20,000 cP 时,Kv 值为 3.0 至 4.0。
小型混凝土搅拌机、砂浆搅拌站和瓷砖粘合剂配制搅拌机。NMRV 075–090,减速比 20:1 至 40:1,Y2 功率 0.75 至 4.0 kW。骨料磨损严重——齿轮箱轴封必须采用重型毛毡或迷宫式密封,以防止砂砾进入。防护等级 IP55,适用于室外搅拌现场安装。




8. 常见问题
由 Cxm 编辑