關于液力偶合器傳動裝置燒軸承問題分析

歐子濤

摘要：液力偶合器傳動裝置在大型機械設備中具有十分重要的作用，在對液力偶合器傳動裝置進行設計時，需要綜合分析轉動軸與動平衡工作輪之間的間隙，通過對液力偶合器傳動裝置燒軸承的問題原因及處理方法等進行分析，并提出了具體的解決措施。

關鍵詞：液力偶合器；傳動裝置；動平衡工作輪

液力偶合器傳動裝置在大型機械工程中的應用十分廣泛，是石油勘探、煉化以及船舶裝置等領域中重要的柔性設備裝置，具有自動適應的功能、減緩沖擊以及減少震動等優點，同時還能夠減少設備的動力過載等優勢。典型的液力偶合傳動裝置主要由動力機與液力傳動裝置以及相應工作類型的工作機等構成，而液力偶合器是其關鍵的設備，主要由泵輪、渦輪、齒輪傳動軸、箱體等相關的功能部分構成。

一、液力偶合器傳動裝置燒軸承問題原因分析

新型的大型液力偶合器具有傳動功率大、承載重力大等優點，偶合泵、渦輪轉動器的線速度也比較大，對設備的設計與制造的精度與難度等方面提出了更高的要求，但是在設備在具體的工作過程中容易出現燒軸承的現象，經過測試發現，排除箱體的同軸超差以及設備旋轉器件的同軸度超差等非主要的因素后，造成燒軸承的主要原因是設備的偶合器工作泵輪或者工作渦輪在工作時的剩余不平衡的余量過大，導致設備在高速運轉時產生的離心力比較大，離心力作用在設備的軸與軸承上，導致設備之間的振動、磨損增加，嚴重的情況導致設備的軸承被燒毀的現象。

1、液力偶合器傳動裝置動平衡工作輪的工裝精度較低及處理方法

液力偶合器傳動裝置的動平衡工作輪的工裝精度直接影響著渦輪在工作中的平衡度，如果動平衡的工作輪存在問題，就會導致渦輪在運行的過程中存在離心力，導致燒毀軸承的現象。

圖1 動平衡工作輪結構示意圖

如圖1所示的設備動平衡的工裝軸？390外圓與泵輪軸？390的止口設計配合公差（-0.016，-0.103）。由于在具體的工作中，造成工作軸的磨損，造成軸承的燒毀與損壞，通過測量工裝軸測量實物尺寸為？389.5，在工作軸的？390處實際配合公差為（0.547，0.49），由于二者之間的公差存在差距，造成液力偶合器的泵輪與工裝軸裝配后，出現系統的一側出現不平衡或者間隙的情況，在高速運轉時就會出現磨損的現象，影響剩余量的不平衡的系數達到100克以上，嚴重時出現燒毀軸承的現象。結合這種情況，對設備的動平衡工裝軸的θ390外圓與泵輪止口進行重新設計，將其配合公差設計為（-0.016，-0.102），通過實驗測試發現運用重新設計的公差能夠滿足設備的動平衡設計的試驗精度要求。為了保證渦輪在轉動時不會發生工作軸磨損的情況，將工作軸的連接泵輪與動平衡工裝軸的連接設備必須采用重量相等的設備以及動平衡專業設備進行連接，以保證液力偶合器傳動裝置的工裝軸與工作泵輪之間的配合間隙，以減少設備之間的不平衡情況。

2、轉子允許殘余不平衡量選定不當及處理方法

設備的轉子允許運行的不平衡量選擇的不合適，也會影響軸承運行情況，在原有的設備中選擇的轉子平衡精度的等級為G6.3，在具體工作時，計算的殘余不平衡量為20g左右，采用該標準作為石油勘探船用主渦輪傳動機構、普通機械零件，但是在具體的設計中沒有充分的考慮液力偶合器工作時的油液沖擊力多轉子運行的不平衡量的影響，這就會影響設備的整體運行，導致轉子在運行的過程中會燒毀軸承的現象。根據轉子校驗動平衡標準，一般情況下，大功率的液力偶合器傳動軸的旋轉軸為燃氣型渦輪機，根據動平衡的需求，將轉子的動平衡精度等級設計為G2.5，然后依據技術標準，重新計算各個參數。

（1）偶合器轉子允許的不平衡度計算方法

根據設備在運行過程中的允許不平衡度（Eper）的要求，具體的計算方法如下：

其中，式中的G為偶合器轉子平衡精度的等級（單位為mm/s），一般情況下取值為2.5，n為偶合器轉子的轉速，單位為r/min，允許不平衡度（Eper）的單位μm。

（2）偶合器轉子允許殘余不平衡量的計算方法

根據設備在運行過程中的偶合器轉子允許殘余不平衡量（m）的要求，具體的計算方法如下：

其中，m代表偶合器轉子允許殘余不平衡量（單位：g），M為工件的旋轉質量（單位：Kg），r主要為工件的半徑（單位：mm）。通過具體的計算之后，取得偶合器轉子允許殘余不平衡量為10.67克，不僅能夠滿足沖擊力的需要，同時也能夠滿足偶合器轉子允許殘余不平衡量運行的精度需求。

3、液力偶合器傳動裝置動平衡的操作不規范及處理方法

在對液力偶合器傳動裝置做動平衡試驗時，要求能夠準確的控制每一個變量，由于每個轉子原始殘余不平衡量不同，而且這種不平衡量的分布存在較大差異，在具體的工作中，需要將這種不平衡量控制在有效的范圍內，在裝配時，有時需要將旋轉件從平衡機上進行多次裝配，并進行銑削、鉆削，才能滿足要求，而且裝配的過程比較繁瑣，而且對于平衡機的兩個支架高度要求也比較嚴格，由于不平衡量的角度標定的準確性往往會因為不同人的操作水平與工作經驗不一樣，對于設備的精度難以控制，這樣就好直接影響著設備的平衡精度，因此，在設備轉配的過程中，需要進行規范處理：

（1）對設備裝配時做出規定，對去除大克重不平衡余量時的銑削部位、銑削的次數進行規定與處理，并對小克重的鉆削部位、鉆削次數也進行有效的規定，保證銑削部位、銑削的次數不能超出范圍。

（2）根據設備的具體要求，在輸入軸與工裝軸頸不同，保證設備的兩端支架高度相同，并能夠保證設備的兩軸線同心。

（3）對設備動平衡的操作規定剩余不平衡量角度標定方法，以保證設備在裝備與調整動平衡的準確性。

二、具體的效果檢查及鞏固

（1）根據液力偶合器傳動裝置動平衡的工作要求，在經過以上多項改進后，形成新型的液力偶合器傳動裝置動平設備，在具體的使用過程中，不再出現偶合器傳動軸承燒毀的現象，對于提高大功率液力偶合器傳動裝置產品的可靠性具有十分重要的作用。

（2）取得的經濟效益。通過技術改進之后，液力偶合器傳動裝置動平衡的工作性與穩定性得到了明顯的提高，對企業的生產起到了十分明顯的促進作用，也有效的提高了企業的經濟效率。

（3）為了鞏固以上改進所取得的成果，需要在設備生產的過程中，對具體的技術做出改進，同時也對工件的加工工藝與技術做出新的修改，同時也加強了對液力偶合器傳動裝置動平衡裝置工藝的質量進行控制。

四、結束語

在液力偶合器傳動裝置動平衡設備在生產的過程中，需要結合實際運行的情況，對設備進行具體的設計與控制，嚴格的控制轉動軸與轉子之間的空隙，進而才能有效的控制動平衡工作輪的工作方式。通過提高動平衡試驗工裝精度、重新選定轉子允許殘余不平衡量、規范試驗人員動平衡操作方法等一系列的控制方法，能夠在具體的工作中解決軸承燒毀的情況，同時也能夠提升設備的質量。

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