韩国永力(Ever-Power)· NMRV系列· 搅拌器和混合器驱动指南

用于搅拌器和混合器驱动的蜗轮蜗杆电机:
扭矩、转速和粘度选择指南

搅拌器和混合器对驱动装置提出了独特的要求:需要极高的启动扭矩来应对粘稠或沉淀的物料;需要低而稳定的运行速度(5 至 100 rpm);并且需要在搅拌器停止运转时保持叶轮静止不动,防止其漂移。韩国 Ever-Power NMRV 蜗轮减速电机在一个紧凑的直角单元中满足了所有这三项要求:高齿轮比通过机械优势提供高启动扭矩;低输出速度与叶轮转速相匹配;高齿轮比下的自锁功能可防止电机停止运转时叶轮漂移。本指南涵盖了工业搅拌器和混合器驱动装置的扭矩计算、粘度校正、齿轮比选择以及 NMRV 减速电机的规格。

高启动扭矩
5–100 转/分输出
自锁式固定
粘度修正
NMRV 030–090

5–100 转/分
典型叶轮转速范围
2–3倍
粘度服务系数
15:1–100:1
比率范围
S3 40%
批量负荷率
空心
直接轴安装选项

NMRV蜗轮蜗杆电机搅拌器驱动装置,低速高扭矩,韩国永力化工储罐船

韩国Ever-Power NMRV蜗轮减速电机,适用于搅拌器和混合器驱动——其15:1至100:1的高减速比范围,可实现14至96 rpm的低转速,并通过机械优势产生高输出扭矩。减速比高于40:1时,电机具有自锁功能,可在批次间电机停止时防止叶轮漂移,从而无需在中等粘度混合应用中使用单独的制动器或保持装置。

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。

与粘度相关的运行扭矩

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。

对沉降材料施加启动扭矩

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。

连续作业与间歇作业

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

罐式搅拌器尺寸选择示例——500升化学反应器
已知:
水箱容积:500 升(0.5 立方米)
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)
计算:
水的 P = Np × ρ × n³ × D⁵ = 1.8 × 1,050 × 0.75³ × 0.45⁵ = 41.9 W
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 3.0 2.5
腻子、橡胶化合物、面团 > 50,000 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

15:1 → 96 转/分
低粘度搅拌

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。

25:1 → 58 转/分
中等粘度混合

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。

40:1 → 36 转/分 ★
标准搅拌器系列

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。

60:1 → 24 转/分
高粘度混合

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。

100:1 → 14 转/分
非常缓慢的搅拌

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

S3 批次混合职责

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。

NMRV齿轮箱油温监测

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。

NMRV — 搅拌器驱动数据
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

NMRV蜗轮蜗杆搅拌器化学反应釜低速高扭矩韩国永动力

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。

NMRV蜗轮蜗杆电机食品搅拌机搅拌桨 韩国 Ever-Power 批次

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。

油漆和涂料搅拌机

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。

浆液和废水搅拌器

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。

粘合剂和树脂混合器

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。

混凝土和砂浆搅拌机

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。

韩国 Ever-Power NMRV 搅拌器齿轮箱加工

蜗轮蜗杆加工

韩国Ever-Power NMRV齿轮电机输出扭矩测试

扭矩输出测试

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韩国永动力全球齿轮电机出口搅拌器

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8. 常见问题

每次罐内装有冷物料时重新启动,我的搅拌电机都会因过载而跳闸。我该如何解决这个问题?

搅拌器冷启动过载跳闸几乎总是由于冷态物料的粘度比工作温度下高 3 到 10 倍,而电机仅根据工艺温度下的运行粘度进行选型所致。有三种解决方案:(1) 提高电机选型时应用的服务系数——对于冷态粘度显著更高的物料,使用 SF 2.0 到 3.0;(2) 添加软启动器,将电机启动电流限制在额定电流的 1.5 到 2.0 倍,同时通过较慢的电压斜坡产生足够的启动扭矩;(3) 提高齿轮比(例如从 40:1 提高到 60:1),使同一台电机通过机械优势产生更大的输出轴扭矩,同时保持电机启动电流在其额定范围内。方案 3 是最可靠的长期解决方案,因为它不依赖于可能意外更改的电气设置——更高的齿轮比意味着同一台电机始终提供更大的扭矩来搅动冷态物料。

我应该将齿轮电机垂直安装(电机在上)还是水平安装到我的搅拌罐上?

大多数罐顶式搅拌器采用垂直安装方式,电机位于顶部,输出轴向下指向罐内——这就是 VF(垂直、法兰、电机上方)安装方式。这也是韩国 Ever-Power NMRV 齿轮电机在搅拌器应用中最常见的安装方式。垂直 VF 安装要求齿轮箱的注油口、液位塞和排油塞位置必须设置为垂直安装模式,并且输出轴密封件必须是适用于垂直轴安装的双唇密封或机械密封,以防止油液沿输出轴渗漏到产品中。订购时务必指定安装方向——韩国 Ever-Power 提供的 NMRV 已预先配置好,以适应指定的安装方向,并具有正确的注油口和排油塞位置。对于水平罐侧安装(搅拌器轴进入水平容器侧面),必须单独指定 HW(水平、蜗杆输入水平)或其他水平安装方式。

我可以在 NMRV 搅拌器齿轮电机上使用变频器来调节不同产品的混合速度吗?

是的——对于需要根据不同配方调整叶轮转速的多产品容器而言,NMRV搅拌器齿轮电机的变频器(VFD)调速是一种绝佳的解决方案。变频器允许将叶轮转速设定在由齿轮比设定的基准转速的20%至100%范围内,无需更换齿轮即可实现5:1的转速范围。例如,对于40:1齿轮比的4极电机,基准输出转速为36 rpm;变频器频率范围为10至50 Hz,则输出转速可在7至36 rpm之间调节。在此转速范围内,齿轮箱效率基本保持不变(蜗轮蜗杆效率主要取决于齿轮比,而非转速),并且从电机额定扭矩的角度来看,输出扭矩在基准转速的约20%范围内保持恒定。对于低于 7 rpm 的极慢混合速度,选择更高的比率(60:1 或 100:1),而不是在低于 10 Hz 的 VFD 频率下运行 VFD,因为使用标准 IC411 电机时,在非常低的 VFD 频率下电机冷却不足——或者使用 YVF2 IC416 电机,以便在整个速度范围内进行 VFD 操作。

 

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您的搅拌器或混合器需要齿轮电机吗?

韩国 Ever-Power NMRV:减速比 15:1 至 100:1,实心和空心缸体,Y2 或 Y2EJ 制动电机,功率 0.06–22 kW,所有安装方向。可提供搅拌器尺寸选择支持。

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由 Cxm 编辑