液力耦合器常見問題淺談

蘭江

摘 要：在神東公司在用的綜采工作面三機(jī)中，如JOY3X855KW、JOY3X1000KW等機(jī)型，液力耦合器在井下綜采三機(jī)等設(shè)備中應(yīng)用廣泛，是綜采三機(jī)設(shè)備的主要構(gòu)成之一，其運(yùn)行效率直接對設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此做好液力耦合器失效問題的探究將成為提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在。文章將車間檢修液力耦合器發(fā)生常見的問題，對其問題產(chǎn)生的及其解決方案進(jìn)行進(jìn)一步解析。

關(guān)鍵詞：液力耦合器；失效；分析

中圖分類號(hào)：TH48 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）27-0142-02

目前，液力耦合器廣泛運(yùn)用在煤礦綜采生產(chǎn)工作面，其產(chǎn)生的機(jī)械化及現(xiàn)代化水平不斷提升。其中耦合器作為機(jī)械設(shè)備中主要核心部件之一，直接影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效果，一旦耦合器設(shè)備出現(xiàn)故障問題，則可導(dǎo)致整個(gè)工作面的停產(chǎn)。

1 液力耦合器原理及作用

在刮板輸送機(jī)作用結(jié)構(gòu)中，液力耦合器是其十分重要的組成物件，其在使用過程中利用液體循環(huán)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的力矩傳遞給減速機(jī)。主要由輸入軸、輸出軸、泵輪、渦輪、外殼、輔室及安全保護(hù)裝置等構(gòu)成。輸入軸一端與電機(jī)相連，另一端與泵輪相連：輸出軸一端與渦輪相連，另一端與減速器相連。液力耦合器的泵輪和渦輪組成一個(gè)可使液體循環(huán)流動(dòng)的密閉工作腔，泵輪裝在輸入軸上，渦輪裝在輸出軸上。兩輪為沿徑向排列著許多葉片的半圓環(huán)，它們相向耦合布置，互不接觸，中間有3mm到4mm的間隙，并形成一個(gè)圓環(huán)狀的工作輪。驅(qū)動(dòng)輪稱為泵輪，被驅(qū)動(dòng)輪稱為渦輪，泵輪和渦輪都稱為工作輪。泵輪和渦輪裝合后，形成環(huán)形空腔，其內(nèi)充有工作油液。

耦合器具有減緩沖擊和隔離扭振的性能；可以使電機(jī)起動(dòng)有一個(gè)延遲時(shí)間，緩慢加速，減少驟然起動(dòng)而引起的零件間的相互沖擊。同時(shí)具有使電機(jī)輕載起動(dòng)性能：由于耦合器的泵輪力矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，故當(dāng)起動(dòng)瞬間泵輪因轉(zhuǎn)速低而力矩甚微，電機(jī)近似于帶泵輪空載起動(dòng)，所以起動(dòng)時(shí)間短，起動(dòng)電流小，起動(dòng)平穩(wěn)，尤其適合起動(dòng)大慣量沉重負(fù)載。還具有過載保護(hù)性能：由于耦合器無機(jī)械直接連接，當(dāng)外負(fù)荷超過一定限度后，可以保護(hù)減速器的作用。液力耦合器的作用范圍甚廣，尤其在煤礦開采進(jìn)程中應(yīng)用廣泛，其可在開采過程中不斷傳送，能有效減少煤礦滯留時(shí)間，進(jìn)而節(jié)省大量的運(yùn)輸成本，同時(shí)也可維系開采工程的規(guī)定時(shí)長。

2 液力耦合器運(yùn)行中常見故障

2.1 液力耦合器高溫

當(dāng)刮板運(yùn)輸機(jī)開啟全動(dòng)力作業(yè)時(shí)，其內(nèi)部的液體便會(huì)隨著動(dòng)力速率的提升而持續(xù)升溫，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值；而一旦內(nèi)部溫度超過限定值，則必然會(huì)高溫干預(yù)影響液力耦合器的金屬骨架和其他密封部件的效果。高溫狀態(tài)下，長時(shí)間運(yùn)行的液力耦合器結(jié)構(gòu)內(nèi)密封容易效能降低，加速密封件的老化速度，直到發(fā)生密封件失效，引發(fā)內(nèi)部液體滲漏、甚至外流，輕則降低設(shè)備輸送性能效率，如果長時(shí)間繼續(xù)運(yùn)行，則會(huì)導(dǎo)致液力耦合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)徹底報(bào)廢；而當(dāng)工作面減速器等依靠耦合器傳輸功率運(yùn)作的設(shè)備，一旦耦合器工作時(shí)間超過正常范圍內(nèi)則必然會(huì)令接觸面過勞磨損，此情況下若堅(jiān)持運(yùn)作便會(huì)在持續(xù)磨損中改變物理形態(tài)，進(jìn)而引發(fā)竄動(dòng)影響干預(yù)設(shè)備作業(yè)進(jìn)程。

預(yù)防措施：（1）當(dāng)耦合器加載前，應(yīng)該檢查液力耦合器充液量，充液量應(yīng)適量，按照規(guī)定的充液量充液，注入耦合器內(nèi)的水不允許有泥沙，煤粉等固體物質(zhì)，充液量不可多注入或者少注入，充液量注入多會(huì)造成傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩超載且容易高溫；充液量注入不足會(huì)造成傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，也容易產(chǎn)生高溫現(xiàn)象；充液量在400kW電機(jī)時(shí)為47升，在315kW電機(jī)時(shí)為43升，最好使用純凈水或蒸餾水以減少水垢產(chǎn)生，每次充液或換水時(shí)加入180克潤滑脂。耦合器充液量有一個(gè)簡單容易操作的方法，將耦合器充液孔轉(zhuǎn)動(dòng)到最高位置時(shí)充液，沖到耦合器腔體容積的90%時(shí)，停止注液。接著轉(zhuǎn)動(dòng)耦合器最大外圓處的螺母為計(jì)數(shù)點(diǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)過13-14個(gè)螺母時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)多余的液體應(yīng)從注液塞孔流出，知道液體剛好不流出為止，這時(shí)的充液量基本達(dá)到要求的數(shù)值。然后添加半桶潤滑油。（2）及時(shí)更換液力耦合器的易熔塞，液力耦合器易熔塞是一個(gè)關(guān)鍵部件，雖然易熔塞小，但是起著關(guān)鍵的作用，易熔塞屬于溫度型安全泄放裝置，當(dāng)耦合器內(nèi)部意外受熱，溫度升高時(shí)，溫度達(dá)到110度時(shí)，易熔塞即被熔化，耦合器內(nèi)氣體從安裝有易熔塞的孔中排出。這種安全泄壓裝置只適用于防止耦合器內(nèi)氣體由于溫度升高而造成超壓。為了防止易熔塞失效，一般液力耦合器安裝二個(gè)易熔塞，易熔塞是液力耦合器的過熱保護(hù)裝置，防止耦合器殼體爆裂；當(dāng)易熔塞熔化后，需立刻更換完好的易熔塞，絕對不可以用其他螺塞代替使用，易熔塞一般使用原廠生產(chǎn)的，錯(cuò)誤使用國產(chǎn)易熔塞，甚至用螺栓或木楔堵塞易熔塞孔導(dǎo)致耦合器內(nèi)部溫度升高后無法泄壓，會(huì)導(dǎo)致油封損壞，軸承損壞，甚至偶合器破裂。重載連續(xù)起動(dòng)會(huì)造成偶合器溫度累積上升，到110度后偶合器會(huì)噴液，所以要適當(dāng)控制起動(dòng)間隔時(shí)間。如果必須頻繁起動(dòng)，可以采用外部澆水冷卻偶合器。由于易熔塞價(jià)值較低，起的關(guān)鍵作用較大，故一般情況下，易熔塞一旦輕微損壞，需更換新件。

2.2 液力耦合器軸承損壞

在我車間目前檢修過程中，發(fā)現(xiàn)耦合器損壞的最多的情況之一就是耦合器軸承損壞和漏液，軸承在使用過程中，由于一些原因造成其性能指標(biāo)達(dá)不到使用要求時(shí)就產(chǎn)生了失效或者損壞，液力耦合器軸承損壞，耦合器軸承失效是耦合器發(fā)生的惡性事故之一，通常有以下幾個(gè)方面的原因：

（1）井下工作面工作時(shí)間相對較長，耦合器必須保證長時(shí)間的運(yùn)行，無法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)長期處于停滯的狀態(tài)，因此耦合器內(nèi)部的液體使用時(shí)間也相對較長，內(nèi)部結(jié)構(gòu)雜質(zhì)不斷淤積，軸承長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)工作，處于相對封閉狀態(tài)，長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致軸承溫升問題也相對嚴(yán)重，最終導(dǎo)致軸承失效，進(jìn)一步影響耦合器的穩(wěn)定運(yùn)行，有較大概率導(dǎo)致耦合器運(yùn)行失效。

（2）軸承安裝時(shí)涂抹一定的潤滑油，潤滑不良也會(huì)引起不正常的摩擦磨損，并產(chǎn)生大量的熱量，影響材料組織和潤滑劑性能，在使用過程中磨損消耗較為嚴(yán)重，耦合器的長時(shí)間運(yùn)行使?jié)櫥瑒┲鸩绞?，由于耦合器運(yùn)行速度較高，因此軸承溫度能夠在相對較短的時(shí)間內(nèi)爬升至較高階段，使軸承損壞，繼而促使耦合器的罷工。endprint

（3）耦合器檢修過程當(dāng)中，不適當(dāng)?shù)陌惭b方法也容易造成耦合器軸承壽命的減少，耦合器運(yùn)行通常處于高溫高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，再加上耦合器運(yùn)行負(fù)荷較大時(shí)，也容易在長時(shí)間的運(yùn)行過程中使耦合器軸承出現(xiàn)失效，產(chǎn)生運(yùn)行卡頓問題。

處理措施：

耦合器軸承應(yīng)選擇高質(zhì)量潤滑脂對設(shè)備軸承進(jìn)行保養(yǎng)，并定期的對設(shè)備進(jìn)行檢查，提前做好檢查，避免出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障，對運(yùn)行時(shí)長較長的設(shè)備要在設(shè)備停止運(yùn)行后對相關(guān)部位進(jìn)行拆解保養(yǎng)，以免出現(xiàn)潤滑脂高溫失效的問題。潤滑劑的檢測要以耦合器運(yùn)行頻率為基礎(chǔ)，保障潤滑劑內(nèi)不存在金屬物等相關(guān)雜質(zhì)，定期補(bǔ)充或者更換潤滑脂，潤滑脂應(yīng)適量，不能過少或過多，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定的要求定期給軸承箱加油。軸承加油后有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)溫度高的情況，主要是加油過多。這時(shí)現(xiàn)象為溫度持續(xù)不斷上升，到達(dá)某點(diǎn)后（一般在比正常運(yùn)行溫度高10℃～15℃左右）就會(huì)維持不變，然后會(huì)逐漸下降。軸承所加油脂應(yīng)使用高質(zhì)量潤滑脂，要容易易形成均勻的潤滑油膜，減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損。不允許混合使用不同型號(hào)的油脂，因?yàn)椴煌吞?hào)的油脂可能會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成油脂變質(zhì)、結(jié)塊，降低潤滑效果。油脂受污染也會(huì)使軸承溫度升高，加油脂過程中落入灰塵，造成油脂污染，導(dǎo)致軸承箱內(nèi)部油脂劣化破壞軸承潤滑，溫度升高。

2.3 液力耦合器振動(dòng)

2.3.1 運(yùn)行中耦合器聲音異常，并且伴隨振動(dòng)

（1）液力耦合器泵輪出現(xiàn)損壞，或長期運(yùn)行使耦合器內(nèi)部銹蝕而破壞了內(nèi)部結(jié)構(gòu)脫落，造成振動(dòng)。（2）轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)電機(jī)與液力耦合器中心不對，工作狀態(tài)高頻率震動(dòng)可使耦合器結(jié)構(gòu)與之產(chǎn)生共鳴，同時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)問題，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。（3）由于液力耦合器是長期運(yùn)行的設(shè)備，其緊固件在高速運(yùn)狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)甚至脫落的問題。

2.3.2 處理措施

（1）解體檢查耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否異常。（2）安裝精度不高造成電機(jī)和減速器振動(dòng)過大，安裝時(shí)嚴(yán)格符合技術(shù)要求。（3）檢修耦合器時(shí)，要求我們在組裝時(shí)使用彈簧墊片或者使用螺栓固定膠擠入螺紋孔后再緊固螺栓，做動(dòng)平衡測試。緊固耦合器的螺栓，使耦合器與基礎(chǔ)接觸良好。

另外要確保液力耦合器正常運(yùn)行，必須做好以下幾點(diǎn)：（1）嚴(yán)格按廠家規(guī)定的裝配工藝進(jìn)行檢修，不得自行更換零部件的規(guī)格、材質(zhì)。（2）做好備件的更換，保證備件質(zhì)量符合使用要求，特別是軸承、密封，在使用前一定要進(jìn)行檢驗(yàn)，測量，對數(shù)據(jù)超標(biāo)的軸承堅(jiān)決不用。（3）做好預(yù)防性檢修，對使用壽命到的零部件必須及時(shí)更換。

3 結(jié)束語

液力耦合器常見的問題相對較多，對問題的解決與控制也應(yīng)從多個(gè)方面下手解決，通過定期的對液力耦合器進(jìn)行檢查及檢測，保障其基礎(chǔ)的運(yùn)行效益，并及時(shí)的對故障問題進(jìn)行有效解決，提高液力耦合機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，降低故障問題產(chǎn)生的基本概率，尤其要制定一套完善的液力耦合器監(jiān)督維護(hù)管理體系，確保液力耦合器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)能夠通過管理體系的約束得以保障。

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