液压耦合器在煤矿的应用

　　1 引言

　　液压耦合器也称液力联轴器,在煤矿井下刮板输送机,转载机及胶带输送机的传动装置中已得到广泛地使用,其主要功能是:1)可以改变机器的起动性能,缩短起动时间,使电机尽快达到额定转速,然后负载逐渐增加,减少电能损失,起动平稳,加大起动力矩;2)具有过载保护作用。安全型液力联轴器可对电动机和工作机构实现过载保护,并能使传动装置获得较好的动特性,对于工作条件恶劣机构易卡位的设备,具有较好的保护作用;3)能消除工作机构的冲击和振动,减轻工作机构的动应力,降低疲劳,延长设备的寿命;4)在多电机传动系统中,能使各台电动机负荷分配趋于均衡。

　　由于上述优点,液压耦合器不仅在煤矿,而且在其它行业也得到越来越广泛的应用。液压耦合器为什么会具有上述优点呢?为什么有的液力联轴器起不到保护作用呢?下面我们通过了解力矩方程,特性曲线及影响的因素分析来叙述液力联轴器的使用与维修。

　　2 力矩方程及特性曲线

　　2.1 液力联轴器的力矩方程

　　液力联轴器的力矩方程包括两部分:一是透平轮的入口处环流质点冲击叶片,因而产生冲击作用,对透平轮产生冲击力矩;二是冲击后环流质点沿工作轮的通道从大直径向小直径方向流动,具有向心倾向。此时由于复合运动的缘故,环流质点具有哥氏加速度,因而环流对透平轮产生哥氏力矩,也称反推力矩。在透平轮中,冲击力矩和反推力矩的方向均与透平轮旋转方向相同,因此二者均为驱动负载的正转矩。

　　即:

　　式中 负号表示环流对泵轮的力矩;

　　正号表示环流对透平轮的力矩。如果忽略液力联轴器外壳的空气阻力和轴承摩擦,在稳定流动时,在泵轮和透平轮的转速不变的条件下,循环圆内液体总动量不变,因而作用于液体的外力应为平衡力系,即两工作轮所作用的力矩相等相反,电动机的转矩就是平衡上述力矩的。

　　2.2 液力联轴器的特性曲线

　　液力联轴器特性曲线有输出特性(外特性)和输入特性两种。输出特性是指泵轮转速和工作液体重度一定时,液力联轴器透平轮转矩(mT)与透平轮转速(nT)之间的关系曲线,即mT=f(nT)的函数关系。如图1。外特性随着轮速的增加而转矩非线性的减小,式中G=nTnB为液力联轴器效率曲线。输入特性是指传动比i=nTnB和液体重量一定时,液力联轴器泵轮所传递的转矩(mB)与泵轮转速之间的关系曲线,即mB=f(nB)的函数关系,一定的传动比下,反映液力联轴器的输入特性。从图2可以看出,不同传动比下的输入特性是一组抛物线。

　　输出特性和输入特性是可以转换的,如图3是已知某液力联轴器在nB=nB1时的输出特性转化为输入特性。它将输出特性上i为0.4、0.6、0.8各点的4、3、2水平投影到nB=nB1的垂线上得4c、3c、2c,然后过4c、3c、2c分别作二次抛物线就是i=0.4,0.6,0.8的输入特性,逆过程也成立。