液力聯(lián)軸器在煤礦機(jī)械運(yùn)輸中的應(yīng)用范文

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摘要：基于液力聯(lián)軸器的基本原理，分析了煤礦機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備的類型和主要特點(diǎn)，并探討了液力聯(lián)軸器在煤礦機(jī)械運(yùn)輸中的應(yīng)用。得知，液力聯(lián)軸器作為煤礦輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)重要裝置，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須要嚴(yán)格遵循各項(xiàng)要求，做好液力聯(lián)軸器的選型匹配工作，充分考慮聯(lián)軸器的功率與結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：液力聯(lián)軸器；煤礦；機(jī)械運(yùn)輸

引言

目前，我國煤礦機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備中大多都使用了液力聯(lián)軸器。液力聯(lián)軸器作為傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，在煤礦機(jī)械運(yùn)輸中起著關(guān)鍵作用。但在實(shí)際應(yīng)用中，液力聯(lián)軸器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)噴液、使用壽命短等問題，嚴(yán)重影響了液力聯(lián)軸器的正常工作。為了充分發(fā)揮液力聯(lián)軸器的功能，提高煤礦機(jī)械運(yùn)輸效率，必須要對(duì)液力聯(lián)軸器進(jìn)行合理應(yīng)用。

1液力聯(lián)軸器的基本原理

液力聯(lián)軸器是指將液力傳動(dòng)功能與機(jī)械式聯(lián)軸器功能有效結(jié)合起來所產(chǎn)生的一種器具，是以輸入輸出聯(lián)軸器的渦輪、葉輪工作腔內(nèi)液力高速循環(huán)作為驅(qū)動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。在流體傳動(dòng)中，液力聯(lián)軸器已發(fā)展成為與氣動(dòng)元件、液壓元件相并列的液力元件。液力聯(lián)軸器由電動(dòng)機(jī)、彈性聯(lián)軸器、后輔室外殼、泵輪等裝置構(gòu)成，工作原理為：首先在液力聯(lián)軸器內(nèi)添加適量的工作液體，然后起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)由彈性聯(lián)軸器、后輔室外殼進(jìn)而驅(qū)動(dòng)泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，透平輪僅外殼轉(zhuǎn)動(dòng)而輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，這是因?yàn)橥ㄟ^軸套透平輪與減速器輸入軸相連，而與泵輪和透平輪外殼之間無機(jī)械聯(lián)結(jié)，所以透平輪不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)，隨著電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，泵輪與透平輪外殼轉(zhuǎn)速逐漸升高，泵輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)液力聯(lián)軸器工作腔內(nèi)液體持續(xù)運(yùn)動(dòng)，工作液體壓力與運(yùn)動(dòng)速度不斷升高，產(chǎn)生巨大離心力。受離心力作用，液力聯(lián)軸器內(nèi)的工作液體沿著泵輪工作腔曲面流進(jìn)透平輪中，帶動(dòng)透平輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)透平輪轉(zhuǎn)矩達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)克服自身的負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)由透平輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其他機(jī)械一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量的層層傳遞與轉(zhuǎn)化，電動(dòng)機(jī)機(jī)械能、泵輪機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液力聯(lián)軸器工作液體動(dòng)能，最終轉(zhuǎn)化為輸送機(jī)傳輸所需機(jī)械能。

2煤礦機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備的類型與特點(diǎn)

帶式輸送機(jī)和刮板輸送機(jī)是我國煤礦機(jī)械運(yùn)輸中采用較多的兩種機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備，這兩種輸送機(jī)有著不同的工作特點(diǎn)。

2.1帶式輸送機(jī)

采用帶式輸送機(jī)進(jìn)行煤礦機(jī)械運(yùn)輸時(shí)，要保證輸送帶滿足過載保護(hù)要求，以免因負(fù)載過大而造成輸送帶損壞。為了減小輸送帶的張力，保證輸送機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，需要延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，并需要以滿載的形式進(jìn)行啟動(dòng)。若煤礦機(jī)械運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，要求帶式輸送機(jī)均衡多電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，防止由負(fù)荷不均衡所帶來的輸送帶運(yùn)輸不平穩(wěn)現(xiàn)象。

2.2刮板輸送機(jī)

使用刮板輸送機(jī)進(jìn)行煤礦機(jī)械運(yùn)輸時(shí)，為了保證輸送機(jī)的順利啟動(dòng)，通常需要將輸送機(jī)的配電機(jī)容量設(shè)置得大一些，以確保刮板輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)具有足夠的驅(qū)動(dòng)力。相比于帶式輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)的啟動(dòng)較為頻繁，達(dá)到6次/h，而且經(jīng)常是以滿載甚至過載的條件啟動(dòng)。造成刮板輸送機(jī)過載啟動(dòng)的主要原因是采煤時(shí)落煤較多，或是刮板運(yùn)行所在溜槽不夠平直[3]。由于刮板輸送機(jī)啟動(dòng)較為頻繁且啟動(dòng)時(shí)往往會(huì)對(duì)鏈條造成較大沖擊，使得其自身的使用壽命受到嚴(yán)重影響，大大縮短了輸送機(jī)的使用年限。

3液力聯(lián)軸器在煤礦機(jī)械運(yùn)輸中的應(yīng)用要求與選型

3.1遵循各項(xiàng)要求

1）工作液選擇要求。工作液是液力聯(lián)軸器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要元素，其質(zhì)量好壞直接影響著液力聯(lián)軸器的傳動(dòng)性能。對(duì)于工作液的選擇必須要滿足相應(yīng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，滿足煤礦機(jī)械運(yùn)輸要求。鑒于液力聯(lián)軸器類型，使用工況以及機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備的不同，必須要選擇不同的工作液，因而在選擇時(shí)，首先需要對(duì)液力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型、煤礦機(jī)械運(yùn)輸要求進(jìn)行充分考慮[4]。若用于煤礦井下輸送，通常為了提高井下防爆性能，往往優(yōu)先選擇水介質(zhì)液力聯(lián)軸器，對(duì)于這種液力聯(lián)軸器，應(yīng)以經(jīng)過濾處理的清水或配套說明書上指定的液體作為工作液為宜，禁止使用混合液。若煤礦機(jī)械運(yùn)輸對(duì)液力聯(lián)軸器的使用壽命有要求，要求選擇使用壽命較長(zhǎng)的液力聯(lián)軸器，則通常選擇油介質(zhì)液力聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器對(duì)工作液的要求是油密度較大，黏度適當(dāng)，具有良好的抗泡性、抗氧化和抗剪切穩(wěn)定性，雜質(zhì)盡可能少。目前應(yīng)用較多的是22號(hào)汽輪機(jī)油。

2）安裝要求。在將液力聯(lián)軸器安裝到煤礦機(jī)械運(yùn)輸傳動(dòng)系統(tǒng)中時(shí)，必須要保證液力聯(lián)軸器的工作軸與電機(jī)和輸送機(jī)工作軸處于同一直線上，使三者擁有相同的軸度，即使存在偏差也要將偏差控制在允許范圍內(nèi)，保證液力聯(lián)軸器、電機(jī)和輸送機(jī)工作穩(wěn)定，降低機(jī)械內(nèi)部損耗。

3）充液量要求。液力聯(lián)軸器工作液充填量的多少對(duì)液力聯(lián)軸器傳遞扭矩大小有著較大影響，具體的關(guān)系是：在規(guī)定范圍內(nèi)，充液量越大，液力聯(lián)軸器的傳動(dòng)扭矩就越大，意味著聯(lián)軸器的工作效率就越高。若充液量低于規(guī)定范圍，則液力聯(lián)軸器傳動(dòng)扭矩小，造成聯(lián)軸器啟動(dòng)困難甚至無法啟動(dòng)，軸承不夠潤(rùn)滑。為了保證充液量滿足煤礦機(jī)械運(yùn)輸以及液力聯(lián)軸器啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，必須要與電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率匹配。通常情況下，充液量一般控制在液力聯(lián)軸器總?cè)萘康?5%～85%之間，具體依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)定。

4）其他要求。采用液力聯(lián)軸器進(jìn)行煤礦機(jī)械運(yùn)輸是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及內(nèi)容廣泛，要盡可能滿足每一項(xiàng)要求。如對(duì)液力聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行觀察，若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象及時(shí)檢測(cè)，并對(duì)出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行維修或更換損壞部件。啟動(dòng)輸送機(jī)應(yīng)以空載形式，當(dāng)輸送機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，其他相關(guān)操作也必須立即停止，包括采煤、裝煤等。因檢測(cè)和維護(hù)拆卸液力聯(lián)軸器時(shí)，重新安裝必須要保證安裝位置準(zhǔn)確到位。

3.2合理匹配選型

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析，保證匹配選型的合理，是延長(zhǎng)液力聯(lián)軸器使用壽命的有效手段。為了保證匹配選型的合理性，提高匹配程度，需要在選型之前對(duì)煤礦機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備及各種使用工況進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，依據(jù)各項(xiàng)要求，選擇與煤礦機(jī)械運(yùn)輸相匹配的不同結(jié)構(gòu)液力聯(lián)軸器。通過液力聯(lián)軸器與輸送設(shè)備的有效匹配，減少輸送設(shè)備在機(jī)械運(yùn)輸過程中的損耗，降低設(shè)備故障發(fā)生概率，延長(zhǎng)機(jī)械傳輸設(shè)備的使用壽命與使用性能，提升傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)構(gòu)與功率是液力聯(lián)軸器匹配選型所需考慮的兩個(gè)關(guān)鍵因素。液力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)有多種形式，如限矩型液力聯(lián)軸器、普通型液力聯(lián)軸器等。對(duì)于前面提到過的帶式輸送機(jī)（啟動(dòng)時(shí)間無限制）和刮板輸送機(jī)，選用限矩型液力聯(lián)軸器即可滿足煤礦機(jī)械運(yùn)輸要求；對(duì)于要求帶有調(diào)速功能的輸送機(jī)，適當(dāng)選擇調(diào)速型液力聯(lián)軸器，可以較好地與輸送機(jī)運(yùn)輸相匹配；對(duì)于煤礦井下輸送機(jī)，要加強(qiáng)防爆措施，多選擇水介質(zhì)的液力聯(lián)軸器。選擇液力聯(lián)軸器，除了結(jié)構(gòu)還需要對(duì)功率進(jìn)行充分考慮。原則上，液力聯(lián)軸器的功率應(yīng)比電機(jī)傳遞功率小1/5，比輸送機(jī)使用功率大1/5，但在實(shí)際選型時(shí)，還必須考慮液力聯(lián)軸器工作腔的有效直徑，防止啟動(dòng)力矩與過載較大，保證輸送機(jī)具有足夠的動(dòng)力傳輸。

4結(jié)語

通過對(duì)液力聯(lián)軸器在煤礦機(jī)械運(yùn)輸中的應(yīng)用分析可知，液力聯(lián)軸器作為輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要裝置，在驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方面起著重要作用。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，必須要嚴(yán)格遵循各項(xiàng)要求，做好液力聯(lián)軸器的選型匹配工作，充分考慮聯(lián)軸器的功率與結(jié)構(gòu)。只有這樣才能充分發(fā)揮液力聯(lián)軸器的優(yōu)勢(shì)，提高煤礦機(jī)械運(yùn)輸效率與輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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作者：王旭飛 單位：山西晉城煤業(yè)集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)院有限公司