【摘要】本文介绍了限矩型液力偶合器的结构、功能、工作原理等，并结合在电厂输煤系统设备中的应用情况，对在使用中存在的轴磨损、滚键等问题提出有效的改造方案，从而进一步发挥了限矩型液力偶合器的功用，提高了设备运行健康水平。
【关键词】限矩型液力偶合器；轴磨损；滚键
限矩型液力偶合器是一种动力式液力传动元件。由于它能够带动负载平稳启动，改善启动性能，提高启动能力，实现过载保护作用。又能隔离振动和冲击，在多台电机传动链中均衡各电机的负荷并减小电网的冲击电流，且具有效率高，结构简单等优点，所以被广泛地应用在电厂输煤系统设备中。
1 限矩型液力偶合器的结构特点和工作原理
限矩型液力偶合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。主要由主动部分和被动部分组成。主动部分包括后辅室、前半联轴节、后半连轴节、弹性块、泵轮和外壳。从动部分主要包括轴和涡轮等。主动部分与原动机联接，被动部分与工作机联接。
液力偶合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上，涡轮装在输出轴上。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力偶合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。
原动机的扭矩，通过偶合器中的工作液体来传递，泵轮将原动机的机械能转变为工作液体的动能，涡轮又将工作液体的动能变为机械能，通过输出轴驱动负载。泵轮和涡轮之间没有机械联系，能量的传递完全由工作介质-----油来完成。
液力偶合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。它一般靠壳体自然散热，不需要外部冷却的供油系统。如将液力偶合器的油放空，偶合器就处于脱开状态，能起离合器的作用。
2 限矩型液力偶合器的功能特点
1、可使电机起动平稳，减少电机启动过程中的冲击和震动，具有过程保护作用。
2、能使电机在超载情况下起动，减少起动时间，减少起动过程中的平均电流，提高电机的起动能力，缩短起动电流的持续时间，节省能源。
3、具有过载保护，即使工作机卡死时，电动机也不会闷车、烧毁。
4、在多台电动机的传动链中，能均衡各电机的负荷，减少电网的冲击电流，从而延长电机的使用寿命。
5、结构简单，运行可靠，无机械磨损，无需特殊维护，使用寿命长。
3 限矩型液力偶合器在电厂输煤设备上的应用状况
限矩型液力偶合器以其独特的性能优势广泛应用于电厂皮带输送机、刮板输送机、链式输送机、斗轮提升机、碎煤机、螺旋卸车机等各种输煤设备中，其优越的性能得到了认可，同时也存在一些设计和使用上的问题。
3.1 突出的表现
（1）限矩型液力偶合器在输煤系统设备上应用情况表明，它能保护设备安全，进行满载起动，延长起动时间达到平稳起动即软起动，尤其是对输煤系统复杂的运行工况下的设备起动，以减少设备损坏，过载保护等方面起到了良好作用，取得了一定的社会效益和经济效益。
（2）限矩型液力偶合器在输煤系统设备上应用，提高了电力设备运行维护水平，延长设备使用寿命，减少维护人员的劳动强度。
（3）限矩型液力偶合器在输煤系统设备上的应用，基本上实现了免维护，大大提高了设备的经济性和可靠性，并为实现无人值班创造了有利条件。
3.2 存在的问题
（1）轴承损坏问题。其主要原因第一是由于原动机与从动机中心不正造成。第二是由于对偶合器未及时进行油质检查，更换新油所致。
（2）漏油。除正常的密封老化造成外，另外很大一部分漏油多出现在易熔塞处，特别是在易熔塞出现熔化后又重新修复的情况。主要原因多数是在修复易熔塞时，操作不当所引起。例如在向易熔塞本体浇注易熔合金前要除净本体油污，并要将其预热至100℃—200℃方可进行浇注等。
（3）轴损坏。此故障多出现在偶合器输出端为圆锥轴，从动轴端需加轴向固定的情况。主要原因是由于主动机起动频繁，偶合器轴与从动机轴产生相对滑动造成。特别是在从动机高速轴更换后，加工精度下降，造成偶合轴与从动机高速轴配合不当，两轴锥度接触面相对较少，转动时两轴不同步，产生相对位移，最终促使两轴磨损、滚键。目前这种故障是限矩型液力偶合器在输煤系统设备上出现的最大问题。
4 解决限矩型液力偶合器圆锥轴损坏情况的技术改造
为了满足起动要求和拆卸方便，在电厂输煤系统设备中限矩型液力偶合器输出轴与从动机轴常采用圆锥轴形式配合。但由于设备的频繁起动与过载，以及检修装配后两轴的配合不当，极易造成滚键和轴磨损。
徐州发电厂输煤系统于2000年底共安装5台LX13.5型螺旋卸车机，螺旋驱动部分均采用输出轴形式为圆锥轴的YOX360限矩型液力偶合器。自投入使用一年后，先后多次发生偶合器轴与减速机高速轴严重磨损和滚键事故。因此他们进行了偶合器轴和减速机高速轴的改造工作，自2004年改造后使用至今，一直跟踪检查，再未发现此类事故的发生，彻底解决了这一困扰多年的难题。为了促进技术交流与发展，特把具体的改造方法介绍如下，以飨读者。
4.1 原装配方式及损坏部位
徐州发电厂输煤系统上的螺旋卸车机螺旋驱动方式为：电动机---偶合器---减速机。
4.2 改造方法
1、 将偶合器轴拆下重新加工，把输出部分由圆锥形改为圆柱形式。
2、 在偶合器轴中设计一便于拆卸的内螺纹，以便检修时方便拆卸。
3、 将相应的减速机高速轴也加工为圆柱轴。
改造后装配形式见图2（云线内为改造后部分）。
5 结束语
随着电力工业的飞速发展，限矩型液力偶合器已越来越多地使用到电厂输煤系统设备中。而并非所有的设备都能充分发挥其性能，只有针对不同的设备及使用情况，经过不断的技术改进和革新，才能物尽其能，取得更大的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]《机械工程手册》第6卷.机械工业出版社.1983.
[2]《液压传动与液力传动》.陈东升.水利电力出版社.1991. |
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