液壓聯(lián)軸器在煤礦設(shè)備中的應(yīng)用

楊正軻，張麗麗

（1.兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦選煤中心，山東鄒城 273515；2.兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦安全監(jiān)察處教培中心，山東鄒城 273515）

1 存在的問題

目前，煤礦機械設(shè)備使用的聯(lián)軸器有彈性聯(lián)軸器、剛性聯(lián)軸器和磁力聯(lián)軸器。這些老式聯(lián)軸器與軸一般通過鍵連接，以傳遞扭矩。安裝軸伸上需要加工鍵槽，還需要設(shè)計軸肩，以實現(xiàn)聯(lián)軸器輪轂在軸伸上的軸向定位。這種聯(lián)軸器存在以下缺點。

（1）加工鍵槽會削弱軸的強度，設(shè)計時一般根據(jù)軸徑及鍵槽型式，軸徑需要增大10%左右，導(dǎo)致軸上相關(guān)零部件的型號均要增大，使用成本較高。

（2）聯(lián)軸器安裝時，為實現(xiàn)軸向定位，一般選用過渡或過盈配合，采取加熱安裝；拆卸時也需要專業(yè)的拉馬器，當(dāng)軸徑較大時，不僅需要上百噸的拉馬或壓力機，還需要對聯(lián)軸器加熱；聯(lián)軸器拆除后，對軸的表面及聯(lián)軸器內(nèi)孔均會有不同程度的損壞，可維護性差。

2 液壓聯(lián)軸器

為克服老式聯(lián)軸器的缺點，科學(xué)家Blaise Pascal 給出液體傳遞壓力的定律。液體在一定形狀的容器中會將壓力均勻傳遞給容器壁。根據(jù)該原理開發(fā)出很多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，液壓式安全聯(lián)軸器就是其中之一。液壓式安全聯(lián)軸器通過摩擦力原理來傳遞扭矩，通過調(diào)整壓強來調(diào)整摩擦力。聯(lián)軸器由雙層套筒組成，在一個帶夾層的軸套內(nèi)注入一定液壓介質(zhì)，再通過螺絲、活塞或外接工作泵就能將壓力分散并均勻地傳遞給軸和轂的接觸面，聯(lián)軸器即可傳遞與油壓成正比的轉(zhuǎn)矩，如圖1 所示。

圖1 液壓式安全聯(lián)軸器

液壓式安全聯(lián)軸器在煤礦機電設(shè)備中的選型根據(jù)式（1）完成。

式中 M——扭矩

K——安全系數(shù)，一般取2.5～3

P——電機功率

n——安全聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速，一般n=n1/i，n1是電機轉(zhuǎn)速，i 是傳動比

液壓式安全聯(lián)軸器與柱銷機械式聯(lián)軸器相比，前者釋放扭矩與運行時間沒有關(guān)系。機械式聯(lián)軸器會因疲勞而失效，而液壓安全聯(lián)軸器不存在這樣的問題。機械式安全聯(lián)軸器的最大缺點是釋放扭矩不可調(diào)，而且容易疲勞損壞，如圖2 所示。近年，又出現(xiàn)了液壓蛇形彈簧聯(lián)軸器，也屬于液壓式聯(lián)軸器，如圖3 所示。

圖2 聯(lián)軸器對比

圖3 蛇形彈簧聯(lián)軸器

根據(jù)聯(lián)軸器實際運轉(zhuǎn)載荷的不同，蛇形彈簧產(chǎn)生不同程度的變形與齒配合，減緩沖擊與振動，可以更好保護主機設(shè)備。蛇形彈簧片采用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼，經(jīng)過嚴格的熱處理，使得材料的強度與韌性達到最佳適合性能，壽命遠大于其他非金屬彈性元件聯(lián)軸器。彈簧是聯(lián)軸器的易損件，通過普通工具即可快速移去外殼，拆卸彈簧既不需要更換軸套，也不需要移動軸和連接設(shè)備及重新對中，有效減少維修時間。蛇形彈簧聯(lián)軸器短時超載能承受額定扭矩的2倍，運行安全可靠。允許有較大的安裝偏差，能同時在徑向、角向及軸向偏差的情況下正常工作。正常使用情況下，沒有特殊的周期性維護，只要在安裝時充足油脂量，油脂可相應(yīng)減少傳動帶來的噪聲，只需在長時間工作后適當(dāng)更換油脂即可。

3 應(yīng)用

目前，液壓式聯(lián)軸器已廣泛應(yīng)用于煤礦機電設(shè)備，例如，刮板輸送機、膠帶輸送機、破碎機、渣漿泵、離心式鼓風(fēng)機、干燥機和螺旋輸送機等，如圖4 所示。液壓式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)較緊湊、徑向尺寸小、轉(zhuǎn)動慣量小，且質(zhì)量較小，便于與其他傳動件聯(lián)接，不受金屬疲勞的影響，可較長時間保證限制傳動預(yù)定的轉(zhuǎn)矩，可較敏感地起到過載安全保護作用。通過控制注入壓力油的壓力，可在較大范圍內(nèi)調(diào)整傳遞的轉(zhuǎn)矩。液壓式聯(lián)軸器傳動平衡，可緩沖、減振，適用于惡劣工作環(huán)境及正反轉(zhuǎn)工況條件。更換易損件（剪切管、彈簧）非常方便，縮短輔助工時，可實現(xiàn)快速拆裝，操作維護簡單，不損傷軸，磨損量小，使用成本較低，減輕勞動強度，具有很好的市場競爭力。

圖4 液壓聯(lián)軸器應(yīng)用在雙齒輥破碎機