淺析氣動(dòng)摩擦離合器在大造粒機(jī)組中的應(yīng)用

王昊

(大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧 大連 116036)

大型擠壓造粒機(jī)組是聚烯烴裝置中最關(guān)鍵的成套設(shè)備，集機(jī)、電、儀高度一體化，自動(dòng)化控制水平高，其中包含盤車裝置、主電機(jī)、聯(lián)軸器、主減速器裝置、混煉擠壓裝置、開車閥裝置、換網(wǎng)器裝置、水下切粒裝置、離心干燥機(jī)、振動(dòng)篩等部件，也可以根據(jù)生產(chǎn)能耗等要求額外增設(shè)熔體齒輪泵裝置。氣動(dòng)摩擦離合器用于連接主電機(jī)與主減速器，作為機(jī)組中重要部件之一，一方面起到能夠傳遞較大扭矩的作用，更重要的一方面則是在混煉擠壓裝置扭矩過載或是設(shè)備故障時(shí)，離合器立刻脫開，起到過載保護(hù)的作用。

1 氣動(dòng)摩擦離合器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

1.1 氣動(dòng)摩擦離合器的結(jié)構(gòu)組成

氣動(dòng)摩擦離合器系統(tǒng)由四部分組成：儀表風(fēng)控制系統(tǒng)、速差檢測(cè)控制系統(tǒng)、摩擦包組件、主電機(jī)及主減速器聯(lián)接套。圖1所示為摩擦包組件和主電機(jī)及主減速器聯(lián)接套所組成的離合器本體。本離合器可以在不移動(dòng)主電機(jī)和主減速器的前提下，單獨(dú)拆卸中間的摩擦包組件，可大大減少離合器拆裝的時(shí)間。

圖1 氣動(dòng)摩擦離合器結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 氣動(dòng)摩擦離合器的工作原理

本離合器可以在不移動(dòng)主電機(jī)和主減速器的前提下，單獨(dú)拆卸中間的摩擦包組件。摩擦離合器在使用一段時(shí)間后，必須進(jìn)行摩擦片（序5）的更換或修復(fù)，進(jìn)行修理或更換。可大大減少離合器拆裝的時(shí)間。主電機(jī)端聯(lián)接套（序12）與摩擦包組件由12個(gè)橡膠緩沖器（序10）連接而成，這種連接方式拆裝方便，并且橡膠緩沖器通過自身變形能夠吸收開機(jī)時(shí)的巨大沖擊載荷，起到明顯的減振降噪效果，且不需要定期潤(rùn)滑；主減速器端聯(lián)接套（序1）與摩擦包組件通過長(zhǎng)螺栓連接，形成一個(gè)儀表風(fēng)氣室，以骨架密封圈及O型圈進(jìn)行密封，當(dāng)給離合器提供預(yù)緊壓力時(shí)，需借助主減速器另一端的旋轉(zhuǎn)接頭及儀表風(fēng)控制系統(tǒng)提供的儀表風(fēng)，儀表風(fēng)進(jìn)入氣室推動(dòng)活塞缸體（序3），使其壓緊壓力盤（序4），從而壓緊摩擦片，此時(shí)離合器處于工作狀態(tài)。離合器所能傳遞的扭矩與儀表風(fēng)壓力成正比線性關(guān)系。大造粒主減速器一般有兩個(gè)擋位，即高速擋和低速擋，不同的擋位對(duì)應(yīng)不同的造粒負(fù)荷，同時(shí)對(duì)應(yīng)不同的離合器儀表風(fēng)壓力。在摩擦片發(fā)生磨損的情況下，儀表風(fēng)壓力會(huì)自動(dòng)推動(dòng)活塞補(bǔ)償磨損量，因此不會(huì)影響機(jī)組正常運(yùn)行；如果機(jī)組存在故障導(dǎo)致扭矩突然增大，超過了離合器最大傳遞扭矩，摩擦片開始打滑，速差檢測(cè)控制系統(tǒng)檢測(cè)到兩端聯(lián)接套速度差而發(fā)出報(bào)警，機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)，有效地保護(hù)了設(shè)備。

2 氣動(dòng)摩擦離合器的特點(diǎn)

（1）氣動(dòng)摩擦離合器可以通過儀表風(fēng)控制系統(tǒng)輕松切斷扭矩傳遞路線，更可以通過調(diào)節(jié)儀表風(fēng)壓力來控制機(jī)組的負(fù)荷產(chǎn)能。

（2）當(dāng)機(jī)組設(shè)備故障時(shí)，如主減速器斷軸、斷齒或是螺桿混煉時(shí)進(jìn)入異物等，所導(dǎo)致的傳遞扭矩突然增大，并超過離合器的限定扭矩時(shí)，離合器摩擦片產(chǎn)生打滑，從而使速差檢測(cè)控制系統(tǒng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)速差而發(fā)出報(bào)警連鎖停車，避免因過載而損壞主電機(jī)、主減速器、螺桿等機(jī)械關(guān)鍵部件，對(duì)設(shè)備起到及時(shí)保護(hù)作用。

（3）機(jī)組停機(jī)時(shí)，離合器能夠自動(dòng)脫開，在無負(fù)荷的情況下主電機(jī)惰停時(shí)，動(dòng)壓油膜依然有效，從而保護(hù)了主電機(jī)的滑動(dòng)軸承。

（4）當(dāng)盤車電機(jī)帶動(dòng)螺桿排料時(shí)，由于離合器處于零風(fēng)壓的脫開狀態(tài)，所以主電機(jī)不會(huì)被盤車電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；針對(duì)采用滑動(dòng)軸瓦的主電機(jī)，一般不配備軸承頂升油泵。

（5）由于摩擦離合器的存在，在主減速器另一側(cè)配備了旋轉(zhuǎn)接頭；旋轉(zhuǎn)接頭（圖2）通過高速軸內(nèi)部接管傳遞儀表風(fēng)，把儀表風(fēng)引入離合器作為摩擦力，同時(shí)也通潤(rùn)滑油，用于高速軸與高速齒輪軸連接花鍵處的潤(rùn)滑；由于將高速軸和高速齒輪軸中心鉆長(zhǎng)孔，對(duì)于加工制造要求較高；旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)還有機(jī)械密封、軸承等易損件，需定期更換。

圖2 旋轉(zhuǎn)接頭系統(tǒng)剖視圖

3 氣動(dòng)摩擦離合器的對(duì)中找正

氣動(dòng)摩擦離合器的安裝精度直接影響了其使用性能，對(duì)中找正是離合器運(yùn)行壽命的重要保證。按照DESCH氣動(dòng)摩擦離合器給出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行找正。表1為DESCH氣動(dòng)摩擦離合器給出的標(biāo)準(zhǔn)。

表1 找正數(shù)據(jù)表

安裝摩擦包組件前對(duì)兩端聯(lián)接套進(jìn)行找正，如圖3所示；安裝摩擦包組件后進(jìn)行找正，如圖4所示。

圖3 安裝前找正示意圖

圖4 安裝后找正示意圖

4 氣動(dòng)摩擦離合器常見故障分析及處理

離合器常見故障原因有：離合器工作狀態(tài)下故障脫開、摩擦片打滑。

（1）主電機(jī)瞬間啟動(dòng)電壓過低，摩擦盤、摩擦片過熱，摩擦盤與摩擦片老化，摩擦盤的空氣壓力過低等原因都能導(dǎo)致離合器脫開。

分析及處理：主電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)避開用電高峰，降低喂料負(fù)荷量，重新啟動(dòng)的間隔時(shí)間最短為30 min；在天氣炎熱時(shí)，反復(fù)兩次以上啟動(dòng)主電機(jī)時(shí)，更應(yīng)延長(zhǎng)間隔時(shí)間或用風(fēng)扇強(qiáng)制降溫；用儀表風(fēng)吹掃并用清潔抹布擦凈摩擦片和摩擦盤表面灰跡，如果磨損較重或表面出現(xiàn)“玻璃化”現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)更換摩擦盤、摩擦片；確認(rèn)空氣壓力值是否能使摩擦盤與摩擦片相貼合。

（2）導(dǎo)致離合器摩擦片打滑的原因大致有3 種：開機(jī)時(shí)的過載；摩擦副中進(jìn)入了能降低摩擦系數(shù)的雜質(zhì)；頻繁的開停車造成離合器過早的損壞使摩擦副接合情況變差。

分析及處理：減少開停車的次數(shù)，盡量做到一次開車成功；凈化設(shè)備周圍環(huán)境，保持清潔，切斷粉塵來源，在停車期間離合器的防護(hù)罩一定要安裝，檢修時(shí)拆裝離合器摩擦包組件，不能使摩擦盤或摩擦片上接觸到油脂；條件允許情況下，更新筒體外的保溫材料，并盡量縮短停車時(shí)間，使筒體內(nèi)的樹脂能保持良好的熔融狀態(tài)，盡量降低對(duì)開車造成的附加阻力。

5 結(jié)語

氣動(dòng)摩擦離合器是大造粒機(jī)組中一個(gè)核心部件，對(duì)機(jī)組其他核心零部件的保護(hù)起到關(guān)鍵作用。離合器的性能和運(yùn)行狀態(tài)制約著機(jī)組的產(chǎn)能，關(guān)系到整個(gè)烯烴裝置的長(zhǎng)久運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)收益，其重要性不言而喻。

本文通過對(duì)氣動(dòng)摩擦離合器的介紹，對(duì)大造粒機(jī)組中離合器相關(guān)設(shè)計(jì)、制造、對(duì)中找正、故障分析及現(xiàn)場(chǎng)處理等方面具有一定的參考價(jià)值。