液壓聯軸器在煤礦設備中的應用

楊正軻，張麗麗

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

1 存在的問題

目前，煤礦機械設備使用的聯軸器有彈性聯軸器、剛性聯軸器和磁力聯軸器。這些老式聯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，還需要設計軸肩，以實現聯軸器輪轂在軸伸上的軸向定位。這種聯軸器存在以下缺點。

（1）加工鍵槽會削弱軸的強度，設計時一般根據軸徑及鍵槽型式，軸徑需要增大10%左右，導致軸上相關零部件的型號均要增大，使用成本較高。

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

2 液壓聯軸器

為克服老式聯軸器的缺點，科學家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。根據該原理開發出很多優質產品，液壓式安全聯軸器就是其中之一。液壓式安全聯軸器通過摩擦力原理來傳遞扭矩，通過調整壓強來調整摩擦力。聯軸器由雙層套筒組成，在一個帶夾層的軸套內注入一定液壓介質，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，聯軸器即可傳遞與油壓成正比的轉矩，如圖1 所示。

圖1 液壓式安全聯軸器

液壓式安全聯軸器在煤礦機電設備中的選型根據式（1）完成。

式中 M——扭矩

K——安全系數，一般取2.5～3

P——電機功率

n——安全聯軸器轉速，一般n=n1/i，n1是電機轉速，i 是傳動比

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

圖2 聯軸器對比

圖3 蛇形彈簧聯軸器

根據聯軸器實際運轉載荷的不同，蛇形彈簧產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備。蛇形彈簧片采用優質彈簧鋼，經過嚴格的熱處理，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軸器。彈簧是聯軸器的易損件，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備及重新對中，有效減少維修時間。蛇形彈簧聯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，油脂可相應減少傳動帶來的噪聲，只需在長時間工作后適當更換油脂即可。

3 應用

目前，液壓式聯軸器已廣泛應用于煤礦機電設備，例如，刮板輸送機、膠帶輸送機、破碎機、渣漿泵、離心式鼓風機、干燥機和螺旋輸送機等，如圖4 所示。液壓式聯軸器結構較緊湊、徑向尺寸小、轉動慣量小，且質量較小，便于與其他傳動件聯接，不受金屬疲勞的影響，可較長時間保證限制傳動預定的轉矩，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，可在較大范圍內調整傳遞的轉矩。液壓式聯軸器傳動平衡，可緩沖、減振，適用于惡劣工作環境及正反轉工況條件。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 液壓聯軸器應用在雙齒輥破碎機