浅谈液力偶合器在选煤厂设备中的应用

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摘要：随着选煤厂生产规模的扩大及装备水平的提高，液力偶合器也在不同的设备上得到应用。本文主要介绍液力偶合器的工作原理和功能特点，在淮北选煤厂设备上的应用效果和优点分析及使用维护。

关键词：液力偶合器 原理结构 功能特点 应用效果 维护

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0482-02

⒈概述

液力偶合器是指以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器，也叫机械软启动装置。

液力偶合器作为节能设备，可以无级变速运转，工作可靠，操作简便，调节灵活，维修方便。

液力偶合器是一种应用广泛的液力传动元件，采用液力偶合器便于实现工作机全程自动调节，以适应载荷的变化，可节约大量电能。在淮北选煤厂广泛适用于运输设备、破碎机、沉降过滤式离心机等设备。

⒉工作原理

液力偶合器是以液体为介质传递功率的一种动力传递装置，主要由两个带有径向叶片的碗状工作轮组成。其主动输入轴端与原传动机相联结，从动输出轴端与负载轴端联结，由主动轴传动的轮称为泵轮，带动从动轴转动的轮称为涡轮，泵轮和涡轮中间有间隙，形成一个循环圆状腔室结构。

工作时，原动机带动液力偶合器主动轴——泵轮转动，泵轮内的液体介质在离心力作用下由机械能转换为动能，形成高压、高速液流冲向涡轮叶片；在涡轮内，液流沿外缘被压向内侧，经减压减速后动能转换为机械能，带动涡轮——从动轴旋转，实现能量的柔性传递。作功后的液体介质返回泵轮，形成液流循环。

通过调节液体介质的压力——调节液力偶合器内液体的充满程度，实现从动轴的无级调速，使输出轴的转速得以改变（调速范围为0到输入轴转速的97%～98%。在额定工况下，泵轮、蜗轮的转速滑差为输入转速的2%～3%。）。理想状态下，当压力趋于无穷大时，输出转速与输入转速相等，相当于钢性联轴器。当压力减小时，输出转速相应降低，连续改变介质压力，输出转速可以得到低于输入转速的无级调节所以其优点是其它动力连接设备所不可比拟的。

⒊特点、功能

①节省能源。输入转速不变的情况可获得无级变化的输出转速，对离心机械（如泵）在部分负荷的工作情况下，与节流式相比节省了相当大的功率损失。②空载启动。电动机启动后工作油系统开始工作，按需要加载控制、无级变速，电动机启动电流小，延长了使用寿命，并可选用较小电动机，节省投资。③离合方便。充油即行接合，传递扭矩、平稳升速；排油即行脱离。④振动阻尼与冲击吸收。工作轮之间无机械联系，通过液体传递扭矩，柔性连接，具有良好的隔振效果；并能大大减缓两端设备的冲击负荷。⑤过载保护。当从动轴阻力矩突然增加时，滑差增大直至制动，而原动机仍能继续运转而不致损坏，同时保护了从动机不致进一步损坏。⑥无磨损，坚固耐用，安全可靠。⑦结构紧凑。增速齿轮和工作轮安装在同一箱体中，只需很小空间。

⒋液力偶合器在淮北选煤厂的应用

⒋⒈液力偶合器用途于设备分布简要

在2012年淮北选煤厂单号生产线扩能技术改造后，①在运输设备上大量使用限矩型液力偶合器，如2001#、3001#、7047#、2011#、2012#、2021#、2022#等负荷大、运输距离长的皮带机；②在启动时间长、负荷功率高的五台沉降过滤式离心机；③在启动时间长、运行过程中瞬间负荷变大的破碎机。

在2013年淮北选煤厂双号生产线扩能技术中，还有数十台设备的传动装置中使用液力偶合器。

⒋⒉液力偶合器应用效果

①、它能改善工况，保护设备安全运行：特别是出现异常状况必须重负荷满载起动时，它延长起动时间达到平稳起动，尤其是在输送距离长、负荷大的皮带机、沉降过滤式离心机、破碎机上效果更明显。对减少设备损坏，过载保护等方面起到了良好作用。②、起到节能降耗经济效益显著：在设备启动时起到变频调速电流徐徐增加，杜绝启动电流是工作电流大几倍的现象；设备配置电机功率降低，如2001#皮带机改造前使用110KW电机改造后配置90KW电机、3001#皮带机改造前使用90KW电机使用75KW电机、运输距离230米带宽1米倾角10度的7047#矸石皮带机只配置75KW电机。仅此一方面的7台皮带机降低使用的电机功率每年就可节耗100KWⅹ350天ⅹ20生产小时/天ⅹ0.52元/kw=36万元。如下图所示为电机与液力偶合器拖动离心负载时，电机功率、负载功率、机组效率及损失功率与液力偶合器速比之间的关系。

η：液力偶合器的效率

Ns：液力偶合器的损失功率

i：液力偶合器的输出与输入转速之比

Nd：电机功率；

Nf：负载功率

③、改善起动性能，减少对电网的冲击，提高了电力设备运行维护水平，延长设备使用寿命，减少维护人员的劳动强度。④、基本上实现了免维护，提高了设备的经济性和可靠性，为实现远程监控无人值班创造了有利条件。

⒌液力偶合器的维护与不足

运行中液力偶合器存在的主要问题有以下方面要注意：

①首先是漏油。除正常的密封件老化伤裂造成外，很大一部分漏油多出现在易熔塞处，在系统长时间过载情况下，液力偶合器中的工作油液会过热。不足：在易熔塞熔化液力偶合器漏油不工作，输出轴连接的设备亦不工作时，输入端连接的电机继续在旋转工作，在生产线监控中显示此设备继续在正常运行中，造成生产中不良事故后果。建议在设备运动部位处安装失速保护开关装置闭锁生产线。

②其次是轴承损坏问题。其主要原因第一是由于安装时原动机与从动机中心不正造成。第二是由于对偶合器未及时进行油质检查，油品被污染造成轴承不良所至。

为此，在限矩型液力偶合器的使用中只要我们保证安装质量，及时点检维护保养，按时更换油品，尽量避免过载运行，就能保证偶合器安全可靠运行。

⒍结束语

根据液力偶合器的功能优点，淮北选煤厂在扩能技术工程中的部分设备的传动装置中使用了一定数量的液力偶合器，解决了以往设备在开启、运行中的一些实际问题，也获得一定可观的经济效益。

参考文献：

[1]刘向诚《液力偶合器实用手册》 化学出版社

[2]江树基，《液力偶合器的使用和维护保养》 矿山机械2003-4