聚合氯化铝（PAC）之搅拌减速器（五）
下图为污水处理上常见的搅拌设备，由电机、减速器、搅拌轴、桨叶等组成，桨叶常见的是平直叶式和斜叶式。
1. 为何减速
电动机的转速一般都比较快，有多快呢？
1）以三相异步电动机为例：其转子的转速永远低于其气隙旋转磁场的的转速，即不能像同步电机转子转速与气隙旋转磁场保持同步，因此称为异步电机。异步电机的转速由电机的“极数”决定的，极数反映出电动机的同步转速，又称旋转磁场的速度，也就是定子上产生的旋转磁场的速转度，用n表示，其单位是r/min。
n=60f/p
式中：n为转速，r/min；f为频率，Hz；p为磁极对数（如2极电机p=1）。三相交流电的频率为50Hz，因此2极同步转速是3000r/min，4极同步转速是1500r/min，6极同步转速是1000r/min，8极同步转速是750r/min。这几种速度都只是各种极数电机的同步转速，而非实际转速。
2）转差率：异步电机的定子旋转磁场转速（同步转速n）与转子转速（电机转速n电机）的差值与定子旋转磁场转速的比值。
S=(n-n电机)/n
转差率S是异步电动机的一个重要参数，其大小可反映异步电动机的各种运行情况和转速的高低。异步电动机负载越大，转速就越低，其转差率就越大；反之，负载越小，转速就越高，其转差率就越小。由于转差率的存在，电机的转速一般小于同步转速，比如2极电机转速就有2960、2940等转速。
3）搅拌设备的转速通常都比较低，所以说需要设置减速器来配合电机进行减速。如搅拌器转速100r/min，选择50Hz，4极电机的话，就需要将约1500r/min的转速给降下来，减速比（传动比）为1500:100=15:1，这个时候减速器（机）就该上场了。
2. 减速器（机）
手册推荐一般用于搅拌时，可选用机械效率较高的摆线针轮减速器或齿轮减速器，以摆线针轮减速器为例进行介绍。
1）概念
摆线针轮减速机是一种应用行星式传动原理，采用摆线针齿啮合的新颖传动装置。摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构。当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转一周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。简答来说，类似于电机转1圈，通过啮合减速机构的作用，输出端才转1/15圈，进而实现减速。
输入轴是减速机和电机连接的轴，输出轴是减速机和传动机构连接的轴。减速器既然可以减速，那么输入轴和输出轴转速肯定不同，转速快的是输入轴，慢的输出轴。减速器主要起到减速和增加扭矩的作用，通过公式P=F×v可以看出，功率一定情况下，转速变低，那就意味着转矩增大，所以输出轴就会粗一些。
减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×减速比×使用效率
2）分类
大概分成这么几种：卧式、立式、直连型、双轴型，传动级数有一级、二级、三级分类。卧式和立式就像水泵一样，很容易理解，安装方式上不同，构造上也稍有区别；直连型就是自带电机；双轴型就是不带电机。至于级数的区别，就更容易理解了，里面放一个啮合减速机构一级，串联两个啮合减速机构二级、串联三个啮合减速机构就是三级，级数越多，减速比就越大，当然体积就越大。比如一个啮合减速机构减速比为15:1，那么两个同规格的串联就能实现225:1的减速比。对于药剂混合搅拌而言，50-200r/min，必然选择立式安装的，可以采用直连型也可以采用双轴型的减速器，一级传动级数足够了。对于机械絮凝搅拌而言，可能会选择减速比较大的二级减速器，因为其转速比较低，比如5r/min。
3）举例说明
以上一节计算的100r/min搅拌设备来进行说明，两个叶片的斜叶式桨式搅拌器算下来电机功率约0.84kW，减速比为15:1，对着下图找了找，没有这种型号的减速机。于是改变下转速，88r/min，对应电机功率0.58kW，减速比17:1，找到一款X系列机型号为2的可以用，输入功率0.75kW，相差不大，可以拿来用。如果是136r/min，对应电机功率1.4kw，减速比11:1，刚好机型号为2的可以用，大概就是这么个选型过程。当然了，如果是厂家来选择，肯定是会大一些的，比较保守那种。
从上图来看，标准里的减速机功率大概都是一些固定值，比如0.55kW/0.75kW/1.5kW等。X系列和B系列其实仅是名称的区别，一个是机械部的命名字母，一个是化工部的命名字母，东西一样。同一转速比下不同的机型号，比如0/1/2/3…..等，它们的区别在于输出转轴的直径不同，对应的输出轴许用转矩也不同。
4）功率选择
如前所述，一般先通过计算得到搅拌桨叶所需要的的轴功率，然后再考虑工况系数及传动系数进而换算成电机功率，估算得到的电机功率还要与电机标准中所列出的功率相匹配。因此，需在电机标准功率系列中查取一个比估算功率稍大且最接近的标准功率作为最终确定的电机功率。电机标准中所给出的是电机的额定功率，即电机在最理想状况下能提供的最大功率。
因此，有时考虑到搅拌器启动时可能需要消耗较大的功率，或为了工程应用中更为可靠，可选择实际电机功率与估算功率并不是最接近，而是大一些。但实际电机功率不宜比估算功率大得太多，因为当选取的电机功率太大时，会使计算得到的搅拌轴径过大，从而在选择传动装置时产生一连串的问题，导致设备成本大大增加，电网功率因数偏低等不足。
3. 其它
一旦减速机及电机确定了，那么搅拌过程中的转速就是一个确定值。如果设计的转速是100r/min，那不好意思，固定了，就这么大了。如果你想调整转速，比如换成80r/min的，那就得靠变频器了，额外设置变频器来调速了。其实就我们设计而言，仅仅进行到电机功率估算这一步就算完事儿了，剩下的是设备厂家的事情了，不过你选择的功率可能不被厂家所认可，主要是没有那款产品，另外设计计算永远都是兜底的，最小不能低于这个数，所以厂家那边放大规格也不足为怪了。