關(guān)于液力偶合器傳動(dòng)裝置燒軸承問題分析

歐子濤

摘要：液力偶合器傳動(dòng)裝置在大型機(jī)械設(shè)備中具有十分重要的作用，在對(duì)液力偶合器傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合分析轉(zhuǎn)動(dòng)軸與動(dòng)平衡工作輪之間的間隙，通過對(duì)液力偶合器傳動(dòng)裝置燒軸承的問題原因及處理方法等進(jìn)行分析，并提出了具體的解決措施。

關(guān)鍵詞：液力偶合器；傳動(dòng)裝置；動(dòng)平衡工作輪

液力偶合器傳動(dòng)裝置在大型機(jī)械工程中的應(yīng)用十分廣泛，是石油勘探、煉化以及船舶裝置等領(lǐng)域中重要的柔性設(shè)備裝置，具有自動(dòng)適應(yīng)的功能、減緩沖擊以及減少震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠減少設(shè)備的動(dòng)力過載等優(yōu)勢(shì)。典型的液力偶合傳動(dòng)裝置主要由動(dòng)力機(jī)與液力傳動(dòng)裝置以及相應(yīng)工作類型的工作機(jī)等構(gòu)成，而液力偶合器是其關(guān)鍵的設(shè)備，主要由泵輪、渦輪、齒輪傳動(dòng)軸、箱體等相關(guān)的功能部分構(gòu)成。

一、液力偶合器傳動(dòng)裝置燒軸承問題原因分析

新型的大型液力偶合器具有傳動(dòng)功率大、承載重力大等優(yōu)點(diǎn)，偶合泵、渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)器的線速度也比較大，對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造的精度與難度等方面提出了更高的要求，但是在設(shè)備在具體的工作過程中容易出現(xiàn)燒軸承的現(xiàn)象，經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，排除箱體的同軸超差以及設(shè)備旋轉(zhuǎn)器件的同軸度超差等非主要的因素后，造成燒軸承的主要原因是設(shè)備的偶合器工作泵輪或者工作渦輪在工作時(shí)的剩余不平衡的余量過大，導(dǎo)致設(shè)備在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力比較大，離心力作用在設(shè)備的軸與軸承上，導(dǎo)致設(shè)備之間的振動(dòng)、磨損增加，嚴(yán)重的情況導(dǎo)致設(shè)備的軸承被燒毀的現(xiàn)象。

1、液力偶合器傳動(dòng)裝置動(dòng)平衡工作輪的工裝精度較低及處理方法

液力偶合器傳動(dòng)裝置的動(dòng)平衡工作輪的工裝精度直接影響著渦輪在工作中的平衡度，如果動(dòng)平衡的工作輪存在問題，就會(huì)導(dǎo)致渦輪在運(yùn)行的過程中存在離心力，導(dǎo)致燒毀軸承的現(xiàn)象。

圖1 動(dòng)平衡工作輪結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1所示的設(shè)備動(dòng)平衡的工裝軸？390外圓與泵輪軸？390的止口設(shè)計(jì)配合公差（-0.016，-0.103）。由于在具體的工作中，造成工作軸的磨損，造成軸承的燒毀與損壞，通過測(cè)量工裝軸測(cè)量實(shí)物尺寸為？389.5，在工作軸的？390處實(shí)際配合公差為（0.547，0.49），由于二者之間的公差存在差距，造成液力偶合器的泵輪與工裝軸裝配后，出現(xiàn)系統(tǒng)的一側(cè)出現(xiàn)不平衡或者間隙的情況，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，影響剩余量的不平衡的系數(shù)達(dá)到100克以上，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)燒毀軸承的現(xiàn)象。結(jié)合這種情況，對(duì)設(shè)備的動(dòng)平衡工裝軸的θ390外圓與泵輪止口進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，將其配合公差設(shè)計(jì)為（-0.016，-0.102），通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)運(yùn)用重新設(shè)計(jì)的公差能夠滿足設(shè)備的動(dòng)平衡設(shè)計(jì)的試驗(yàn)精度要求。為了保證渦輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生工作軸磨損的情況，將工作軸的連接泵輪與動(dòng)平衡工裝軸的連接設(shè)備必須采用重量相等的設(shè)備以及動(dòng)平衡專業(yè)設(shè)備進(jìn)行連接，以保證液力偶合器傳動(dòng)裝置的工裝軸與工作泵輪之間的配合間隙，以減少設(shè)備之間的不平衡情況。

2、轉(zhuǎn)子允許殘余不平衡量選定不當(dāng)及處理方法

設(shè)備的轉(zhuǎn)子允許運(yùn)行的不平衡量選擇的不合適，也會(huì)影響軸承運(yùn)行情況，在原有的設(shè)備中選擇的轉(zhuǎn)子平衡精度的等級(jí)為G6.3，在具體工作時(shí)，計(jì)算的殘余不平衡量為20g左右，采用該標(biāo)準(zhǔn)作為石油勘探船用主渦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、普通機(jī)械零件，但是在具體的設(shè)計(jì)中沒有充分的考慮液力偶合器工作時(shí)的油液沖擊力多轉(zhuǎn)子運(yùn)行的不平衡量的影響，這就會(huì)影響設(shè)備的整體運(yùn)行，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在運(yùn)行的過程中會(huì)燒毀軸承的現(xiàn)象。根據(jù)轉(zhuǎn)子校驗(yàn)動(dòng)平衡標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，大功率的液力偶合器傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)軸為燃?xì)庑蜏u輪機(jī)，根據(jù)動(dòng)平衡的需求，將轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡精度等級(jí)設(shè)計(jì)為G2.5，然后依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重新計(jì)算各個(gè)參數(shù)。

（1）偶合器轉(zhuǎn)子允許的不平衡度計(jì)算方法

根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行過程中的允許不平衡度（Eper）的要求，具體的計(jì)算方法如下：

其中，式中的G為偶合器轉(zhuǎn)子平衡精度的等級(jí)（單位為mm/s），一般情況下取值為2.5，n為偶合器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min，允許不平衡度（Eper）的單位μm。

（2）偶合器轉(zhuǎn)子允許殘余不平衡量的計(jì)算方法

根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行過程中的偶合器轉(zhuǎn)子允許殘余不平衡量（m）的要求，具體的計(jì)算方法如下：

其中，m代表偶合器轉(zhuǎn)子允許殘余不平衡量（單位：g），M為工件的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量（單位：Kg），r主要為工件的半徑（單位：mm）。通過具體的計(jì)算之后，取得偶合器轉(zhuǎn)子允許殘余不平衡量為10.67克，不僅能夠滿足沖擊力的需要，同時(shí)也能夠滿足偶合器轉(zhuǎn)子允許殘余不平衡量運(yùn)行的精度需求。

3、液力偶合器傳動(dòng)裝置動(dòng)平衡的操作不規(guī)范及處理方法

在對(duì)液力偶合器傳動(dòng)裝置做動(dòng)平衡試驗(yàn)時(shí)，要求能夠準(zhǔn)確的控制每一個(gè)變量，由于每個(gè)轉(zhuǎn)子原始?xì)堄嗖黄胶饬坎煌?，而且這種不平衡量的分布存在較大差異，在具體的工作中，需要將這種不平衡量控制在有效的范圍內(nèi)，在裝配時(shí)，有時(shí)需要將旋轉(zhuǎn)件從平衡機(jī)上進(jìn)行多次裝配，并進(jìn)行銑削、鉆削，才能滿足要求，而且裝配的過程比較繁瑣，而且對(duì)于平衡機(jī)的兩個(gè)支架高度要求也比較嚴(yán)格，由于不平衡量的角度標(biāo)定的準(zhǔn)確性往往會(huì)因?yàn)椴煌说牟僮魉脚c工作經(jīng)驗(yàn)不一樣，對(duì)于設(shè)備的精度難以控制，這樣就好直接影響著設(shè)備的平衡精度，因此，在設(shè)備轉(zhuǎn)配的過程中，需要進(jìn)行規(guī)范處理：

（1）對(duì)設(shè)備裝配時(shí)做出規(guī)定，對(duì)去除大克重不平衡余量時(shí)的銑削部位、銑削的次數(shù)進(jìn)行規(guī)定與處理，并對(duì)小克重的鉆削部位、鉆削次數(shù)也進(jìn)行有效的規(guī)定，保證銑削部位、銑削的次數(shù)不能超出范圍。

（2）根據(jù)設(shè)備的具體要求，在輸入軸與工裝軸頸不同，保證設(shè)備的兩端支架高度相同，并能夠保證設(shè)備的兩軸線同心。

（3）對(duì)設(shè)備動(dòng)平衡的操作規(guī)定剩余不平衡量角度標(biāo)定方法，以保證設(shè)備在裝備與調(diào)整動(dòng)平衡的準(zhǔn)確性。

二、具體的效果檢查及鞏固

（1）根據(jù)液力偶合器傳動(dòng)裝置動(dòng)平衡的工作要求，在經(jīng)過以上多項(xiàng)改進(jìn)后，形成新型的液力偶合器傳動(dòng)裝置動(dòng)平設(shè)備，在具體的使用過程中，不再出現(xiàn)偶合器傳動(dòng)軸承燒毀的現(xiàn)象，對(duì)于提高大功率液力偶合器傳動(dòng)裝置產(chǎn)品的可靠性具有十分重要的作用。

（2）取得的經(jīng)濟(jì)效益。通過技術(shù)改進(jìn)之后，液力偶合器傳動(dòng)裝置動(dòng)平衡的工作性與穩(wěn)定性得到了明顯的提高，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)起到了十分明顯的促進(jìn)作用，也有效的提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率。

（3）為了鞏固以上改進(jìn)所取得的成果，需要在設(shè)備生產(chǎn)的過程中，對(duì)具體的技術(shù)做出改進(jìn)，同時(shí)也對(duì)工件的加工工藝與技術(shù)做出新的修改，同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)液力偶合器傳動(dòng)裝置動(dòng)平衡裝置工藝的質(zhì)量進(jìn)行控制。

四、結(jié)束語(yǔ)

在液力偶合器傳動(dòng)裝置動(dòng)平衡設(shè)備在生產(chǎn)的過程中，需要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行的情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)與控制，嚴(yán)格的控制轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)子之間的空隙，進(jìn)而才能有效的控制動(dòng)平衡工作輪的工作方式。通過提高動(dòng)平衡試驗(yàn)工裝精度、重新選定轉(zhuǎn)子允許殘余不平衡量、規(guī)范試驗(yàn)人員動(dòng)平衡操作方法等一系列的控制方法，能夠在具體的工作中解決軸承燒毀的情況，同時(shí)也能夠提升設(shè)備的質(zhì)量。

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