液偶离合器.doc

宁国水泥厂常用液力偶合器基本知识介绍 谷永红 宁国水泥厂液力偶合器使用面广、分布点多，广泛应用于皮带机、破碎机、提升机、拉链机、风机、堆取料机等多种传递扭矩场合。为加强液力偶合器的管理，安全使用、正确维护，特制定本办法。一、液力偶合器的结构与原理1.1 结构液力偶合器又称液力联轴器，是一种靠液体动能传递扭矩的传动元件。我厂大部分使用的是YOX系列限矩型液力偶合器，其主要结构由输入轴、输出轴、泵轮、涡轮、外壳、易熔塞等构件组成。输入轴一端与电机相连，另一端与泵轮相连。输出轴一端与涡轮相连，另一端与工作机相连。泵轮与涡轮对称布置，都是具有径向直叶片的叶轮，叶轮腔的最大直径称为有效直径，是规格大小的标志。外壳与泵轮固连成密封腔，供工作介质在其中做螺旋环流运动以传递扭矩。显然，如果两轮转速相同，则液流循环停止，就不能传递扭矩；因而两轮间有转速差存在。相对滑动率为34。又因液偶不能补偿电动机轴与从动轴的错位，故一般仍须采用弹性联轴器来补偿。1.2原理当电机通过输入轴带动偶合器泵轮旋转时，泵轮工作腔内的工作液体受离心力的作用由半径较小的泵轮入口处被加速加压抛向半径较大的泵轮出口处，同时液体的动量矩产生增量，即泵轮将输入的机械能转化成了液体动能。当携带液体动能的工作液体从泵轮出口冲向对面的涡轮时，液流便沿涡轮叶片所形成的流道做向心流动，同时释放液体动能转化成机械能，驱动涡轮并动带负载旋转做功。于是，输入与输出在没有直接机械连接的情况下，仅靠液体动能便柔性地连接起来了。泵轮和涡轮内均有径向叶片，但一般叶片数目不相等，以免各片相互对挤时造成工作的不均匀性。二、功能与用途2.1功能2.1.1具有柔性传动自动适应功能；2.1.2具有减缓冲击和隔离扭振功能；2.1.3具有使电机轻载起动功能：由于偶合器的泵轮力矩与其转速的平方成正比，故当电机起动瞬间泵轮因转速低而力矩甚微。电机近似于带泵轮空载起动，所以起动时间短，起动电流小，起动过程平稳、顺利。2.1.4具有节电功能：由于偶合器能有效地解决电机起动困难，故不必象过去那样“大马拉小马”了。与刚性传动相比至少可降低一个电机机座号，加上可以降低起动电流和持续时间、降低对电网的冲击，因此可以节电。2.1.5具有过载保护功能：由于偶合器传动无机械直接连接，故当外载荷超过一定限度后，泵轮力矩便不再上升，此时电机照常运转，输出减速直至停转，损失的功率转化成热量使偶合器升温，当温升达到一定限度后（通常为125），偶合器上的易熔塞中的易熔合金便熔化。工作液体从小孔喷出，从而输出与输入被切断，保护电机、工作机不受损坏，故可有效地降低机器故障率，降低维护费用和停工时间，延长电机和工作机的使用寿命。2.1.6具有协调多机驱动功能：通过调机整偶合器的充油度和利用偶合器的自适性，能够使多机驱动系统中各电机负荷基本均衡，并可达到同步驱动的要求。2.1.7在特定条件下具有制动功能：在偶合器散热条件良好并不致于引起过热喷液的前提下，偶合器可以达到输出为O。此时它具有制动功能，称为堵转型液力偶合器。2.1.8除轴承和油封外，无任何机械磨擦，使用寿命长，故障率低，不需特殊维护保护保养。2.2用途YOX系列限矩型液力偶合器适用于一切需要解决起动困难、过载保护、隔离冲击扭振，协调多机驱动的机械设备上。三、选型与匹配3.1型号标志按GB5837-86液力偶合器型式和基本参数标准结合我厂有关规定，液力偶合器的型以其型式、结构特征及叶轮有效直径表示。3.2选型原则限矩型液力偶合器有多种结构型式，采用时应根据主机功能要求和安装连接需要选型：3.2.1 YOX型-卧式直线传动偶合器：输出与输入在异端。当动力机-偶合器-工作机成卧式直线布置时应选择此种偶合器。3.2.2 YOXR型-卧式平行传动偶合器：输出与输入在同一端，输出端常为皮带轮、三角带轮、同步带轮及链轮结构。当动力机与工作机成卧式平行布置时应选用此种偶合器。3.2.3 YOXC型-垂直直线传动偶合器：输出与输入在上下端。当动力机与工作机成上下垂直直线布置时应选用此种偶合器。3.2.4 YOXCR型-垂直传动偶合器：输出与输入在同一端，输出端结构与卧式平等传动相同。当动力机与工作机立式平行布置时应选用此种偶合器。*注意：以上两种垂直安装偶合器均有方向性，订货时应注明偶合器是在电机上坐装还是在电机下吊装。3.2.5 YOXD型-双腔偶合器：工作腔内有两个泵轮和两个涡轮，传递功率近似等于同规格单腔偶合器的1倍。常用在轴向尺寸无限制而径向尺寸要求尽量小的场合。3.2.6 YOXZ型-带制动轮式偶合器：输出端带制动轮，主机关电源闭后，可制动负载惯性运动，同时需要传动和制动功能时，应选用此种偶合器。3.2.7 YOXB型-带闭锁离合器式偶合器：在额定转速下，可实现无转差、无效率损失的机械传动。当输出转速必须保证稳定或要求高效率时，应选用此种偶合器。3.2.8 YOXG型-高速型偶合器：此种偶合器采用钢制冲压焊接外壳与高强铝合金铸造叶轮复合结构，可以适应在高速工况（3000r.p.m）运转。3.2.9 YOXS型-水介质偶合器：该偶合器结构特殊，可用清水作传动介质，适合于煤矿井下等易燃易爆场合选用。3.2.10 YOXE型-易拆卸式偶合器：为适应拆卸方便需要，该偶合器在结构上采用了输入与输出两个联轴节，可以在不移动电机或减速机的情况下，将偶合器拆下来，缺点是轴向尺寸过长。3.2.11 堵转型偶合器：专门用一提供某些特定场合制动功能的偶合器。如程式起重设备的电缆涨紧装置，压滤机滤布涨紧装置等均用此种偶合器。3.3匹配原则3.3.1常规匹配：按本说明书提供的（技术参数表）及充液量-传递功率对照表选择合适型号及充液量即可。3.3.2特殊匹配：a）多机驱动：偶合器规格型号的选择与常规匹配相同，充液量通过调试确定。b)双速电机驱动：因偶合器传递功率大小与其转速的立方成正比，故当双速电机驱动时，低速工况与高速工况偶合器的功率比可达3.3.758倍，选型时应特别注意。1）对4/6极、6/8极电机可以匹配偶合器，对4/8极、2/4极电机不推荐配用偶合器；2）选择偶合器规格应以低速工况各项参数为主；3）高速工况无过载保护功能，选用时应予以注意。c)O速制动工况：1）计算偶合器规格，D=式中：工作机需用制动力矩，O速工况时偶合器泵轮力矩系数，4，泵轮转速，工作液体密度，g重力加速，K经验裕度系数。2)进行偶合器发热计算，如发热过大应选择大规格低充液度偶合器或改革腔型。3）充液度由试验确定。e)慢起动工况：各种塔式、桥式、门式起重机的行走、回转机构选用偶合器时，应重视主机对缓慢柔和起动的严格要求，通常采用加大转差率（常取i=0.900.93）以降低过载系数的办法来解决。故用于各式起重机慢起动的偶合器，其规格应比正常匹配低一至二级。f)频繁起动工况：频繁起动工况易使偶合器发热喷液，为避免此种现象产生，匹配时应选择大规格低充液度偶合器，或选用较高熔点易熔塞。四、使用与维护4.1安装与拆卸4.1.1偶合器通常用铝合金制造，所以不论安装和拆卸都不允许用锤敲打。偶合器输入轴孔与电机轴的配合、偶合器输出轴孔与减速机轴的配合，推荐使用间隙配合，间隙量0.010.03为佳。4.1.2直线连接的偶合器应特别注意检验校正电机轴与减速机轴的同轴度。无弹性联轴节的偶合器，同轴度允差0.03。有弹性联轴节的偶合器，同轴度允差见下表： 规格允差mm转速r.p.m2003203404507500.50.5至12000.40.5至15000.30.4至30000.20.34.1.3皮带轮式偶合器通常悬臂安装在电机轴上，用拉紧螺栓固定，拉紧螺栓应与电机转向相反。安装时应首先打开偶合器后密封盖（无后密封盖的偶合器例外），然后再拉紧螺栓旋紧到电机轴特制的螺孔中，最后再将后密封盖装配好，并检验密封性。4.1.4对重量大、轴向长度长的偶合器，为防止电机轴负载过重和振动，在带轮异端设计了支撑轴承座。安装时应认真找好支撑轴承与电机轴的同轴度，允差0.05。4.1.5垂直吊装的偶合器，拉紧螺栓应有可靠的防松措施，安装时要特别检验其可靠度。4.1.6本厂设计的偶合器均带有拆卸用螺孔，拆卸时应将后密封盖打开，拆下拉紧螺栓或螺堵，用特制的螺杆将偶合器从电机轴上顶下。4.1.7为防止意外，安装偶合器时应设坚固的防护罩，防护罩应有利于通风散热。4.2充液与检查4.2.1工作液液体的作用：工作液体是偶合器传递扭矩的介质，充液多少偶合器传递扭矩大小和过载保护作用均有较大影响。基本规律是：在规定充液范围内，充液越多，偶合器传递扭矩越大，反之亦然。在外载荷一定时，充液量越多，效率越高，但同时偶合器起动力矩和过载系数也越大；反之，充液量降低，效率降低，起动力矩和过载系数也随之降低。4.2.2工作液的种类：限矩型偶合器工作液目前有三种：油介质、水介质和难燃液介质。本厂生产的偶合器除特殊标定外，均为油介质偶合器，必须使用下面规定的合格工作油。4.2.3工作油种类和品质选择：推荐使用的工作液性能参数见下表。我们推荐使用的工作油必须具有低粘度、大密度、高闪点、低凝点、耐老化、腐蚀性小、流动性好等优点。符合以上性要求，能满足偶合器正常使用工况要求的工作油还有：液压油、冷冻机油、马达油等。4.2.4充液量范围：一定规格偶合器有其特定的传递功率范围，称为功率带，此功率带与偶合器的充液量相对应。偶合器充液量范围为总容积的5080%。充液度超过80%，会使偶合器运转时腔内升压、液力损失增大，容易渗漏和发热。充液度低于50%、可能使轴承得不到润滑，加速轴承磨损，并产生噪声。4.2.5充油顺序：a)拧下注油塞；b)按充液量传递功率表查出所需充液量，用80100目滤网过滤工作油，按量注入偶合器内；c)拧上注油塞进行试车，检验充油度是否合适，若不合适就适当增减；d)充油量试验好以后，拧下注油塞，慢慢转动偶合器，直到油刚刚从注油孔溢出为止，测了此时注油孔离地基高度，或测出此时注油孔对垂直中心线所偏过的角度（可用偶合器周边的螺孔数计算），作为以后检查油位的标记；e)最后拧上注油塞，即可开车。4.2.6充油量检查：偶合器工作一段时间后应检查油量是否耗损，易熔塞熔化喷液后也需重新注油，这时就必须检查充油量是否准确。检查方法如下：a)拧下注油塞；b)慢慢转动偶合器到原来标记的高度或角度，若无油溢出，则说明油量不够，补充到刚刚溢出为止；c)拧上注油塞。4.2.7垂直安装偶合器可用特制油位计检查充油量。4.2.8多电机驱动时充油量调整：a)用电流表与电机串联起来，测出每台电机的负载电流大小，若电流大小不等，则可适当调整偶合器充油量，直至合适为止；b)对同步驱动有严格要求时，应设法测出工作状态下偶合器输出转速，对输出转速低的偶合器适当加点油，直到输出转速近似一致为止；c)对要求各电机减速起动的机械，则可使偶合器充油度稍有差异，以达到差速起动目的。4.3安全保护装置4.3.1易熔塞：易熔塞是偶合器的过热保护装置。当偶合器处于制动和过载工况时，输出端逐渐减速直至停止，效率急剧下降，损失的功率转化成热量，使偶合器迅速升温。此时如不用易熔塞加以保护，任其温度继续上升，则可能引起工作油液着火爆炸。所以，绝对不可用实心螺塞代替易熔塞使用。易熔塞的结构原则很简单，塞体芯部空腔中浇注了易熔合金，通常易熔合金熔化温度为125，特殊也可达到140。当工作液温度升至易熔合金熔化温度时，易熔合金便熔化，工作液从小孔中喷出，输出与输入因推动工作介质而被切断，于是电机、减速机、工作机及偶合器本身都得到了保护。偶合器喷液后应查找过热原因，排除故障后重新充油，并用新的易熔塞继续使用。易熔塞虽然可有效地保护偶合器不过热，但喷液也造成污染和不便，为了解决这一不足，本厂另外设计了两种不喷液温控开关。下面简要介绍：YOJK-1-100型温控开关是非接触式无线声光报警装置。偶合器过热时，温控开关发出信号，接受器发出声、光讯号并自动切断电源。YOXWK温控开关是在原易熔塞中增加一滑杆，过热时滑杆弹出，推动拨杆，拨杆再推动行程开关将电源切断。以上两种温控开关价格较高，用户需要，须事先声明单独订货。4.3.2易爆塞：也称防爆塞，主要用于水介质和难燃介质偶合器，用来防止介质汽化后产生压力使偶合器爆炸。易爆塞原理也很简单，它在塞体芯部压着一块特定压力下即可破裂的易爆合金片，达到予定压力，易爆片破裂，工作液和汽体从偶合喷出，即可防止过压爆炸。4.4使用注意事项4.4.1转动方向：从理论讲偶合器是可以正反转的。但急剧的正反转向，则可因惯性力太大而损坏偶合器联接部件，所以应尽量避免急剧正反转换向。偶合器输出转向与电机转向相同，首次试车应检验电机转向是否符合要求。4.4.2连续运转时，偶合器工作油温度不得超过904.4.3运转3000小时后应检查工作油品质，如发现油质变坏，应予以更换。4.4.4不论运转和停车偶合器不允许渗漏。4.4.5定期检查电机轴与减速机轴安装同轴度精度，并进行校正，工作机安装基础应有一定刚度，避免产生振动。4.4.6定期检查弹性连轴节中的弹性块或弹性盘磨损情况，并且予以更换。4.4.7不要随意拆卸偶合器，以免破坏密封和平衡精度。4.4.8不允许随意改变偶合器工作介质，应严格按说明书规定充液。序号牌 号性能20#透平油6#液力传动油1密封kg/m2(50)8608322运动粘度厘斯(50)20-2322-263闪点1801804凝点-23-255水溶性酸和碱无无6氧化酸值毫克KOH/克0.02_7临界负荷kg84848机械杂质%无无9颜色无色透明浅黄色透明以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。液力耦合器(见图)的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。动力机（内燃机、电动机等）带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力耦合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力