液压牙嵌式绞车离合器的使用及维护方法

马士祥

（中交一航局第二工程有限公司，山东 青岛 266071）

牙嵌式离合器结构简单，牙有矩形、梯形、三角形、锯齿形和螺旋形等几种形式[1－2]，由于同时参与嵌合的牙数多，能传递较大的转矩，因此适用范围广泛，外形尺寸小，接合后主从动轴无相对滑动，传动比不变，但接合时有冲击，适合于静止接合，或转速差较小时接合（对矩形牙转速差≤10 r/min，对其余牙形≤300 r/min），否则牙齿可能会因受撞击而折断或变形，主要用于低速机械的传动轴系。三角形牙传递中、小转矩，牙数15~60。梯形、锯齿形牙可以传递较大的转矩，牙数3~15。梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙，锯齿形牙只能单向工作，反转时由于有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分散，以使载荷均匀分布。

1 牙嵌式离合器的改进

1.1 离合器现状

港珠澳大桥沉管安装船绞车都是大中型的，最大拉力可达1 200 kN，离合器的传动轴为六菱柱形状，如图1、图2所示。主动轴与半离合器Ⅱ接触面积大，故传动效果好，动力损耗小，但当离合器进行脱离或结合时两者表面摩擦力大，离合器液压缸的推力是固定数值，油缸设计理想状态下可轻松推动离合器结合或分离，但实际工况受外界环境条件影响，有时油缸推力无法全部传到半离合器Ⅱ上，故离合器有时脱不到位。

图1 离合器剖面图Fig.1 Cross-section of the clutch

图2 1 200 kN绞车离合器实物图Fig.2 Pictureof the 1 200 kN winch clutch

根据现场情况分析判断，具体原因有两个[3－4]：1）理论上油缸推力可以推开离合器，但由于液压油缸尾端固定处金属支架有小范围弹性形变，油缸传送力到半离合器Ⅱ的杠杆支点的金属支架也存在小范围弹性形变，导致油缸伸出量和推力无法全部传送到离合器Ⅱ上。2）从动轴与半离合器Ⅱ之间的六菱柱传动轴是露天使用，风沙、灰尘、海水湿气会渗入到轴与半离合器Ⅱ之间的结合缝隙中造成堵塞，轴表面腐蚀较快，导致离合器在合或离时摩擦力增大，导致半离合器Ⅱ无法活动或活动不到位。

1.2 离合器改进

针对上述离合器现状，建议进行改进。

1）对支点进行加固处理，如图3所示。支点加固后运行情况得到很好改善，原来在操作离合器脱离或闭合时，支点的支架因为变形而改变支点的位置，损耗了油缸的推力，加固后动作时支点就固定不动了，效果很显著。

图3 1 200 kN绞车离合器改进图Fig.3 Pictureof the improved 1 200 k N winch clutch

2）对六菱柱进行改进，如图4所示。在六菱柱的单个表面进行结构改造，把每个面进行开槽处理，即在表面用专业设备开挖一条直径为1 cm、长度为轴本身长度的半圆柱型凹槽，槽间距适中，保证安全传动的前提下大大减小了接触面积，摩擦力减小，在离合器闭合或脱离作业时都有很大改善。

2 牙嵌式离合器及绞车的保养

图4 绞车离合器六菱柱传动轴Fig.4 The hexagonal prisms transmission shaft of winch clutch

由于海水侵蚀等原因，船用绞车都有一定的磨损或损坏，正确的操作和保养不仅能保证设备的正常工作，还能延长设备的寿命。

1）经常擦试设备，清扫浮尘杂物，保持机亮地净。

2）绞车所有转动部位及其油杯要保持清洁，在船用绞车使用前和使用结束后需要各加1次润滑油。

3）经常检查润滑油泵运行是否正常，各润滑部位油流是否畅通和定量，油圈是否转动，油温是否正常，否则应及时调节和更换。

4）经常检查各部位螺栓、铆钉、销轴等连接零件是否松动或脱落，尤其对轴承座螺栓和地脚螺栓要进行特别检查，如有松动及时拧紧，脱落件及时补齐。

5）定期检查制动系统的闸轮、闸盘、闸瓦、传动机构、液压站等工作是否灵活正常，闸块与闸盘（或闸轮）之间间隙是否符合规定，盘式制动闸碟形弹簧是否失效，否则应及时处理和调整。

3 牙嵌式离合器改进后的试验

1）首先对支点支架进行了加固处理，如图3所示，改装后离合器运行情况得到很大改善，无卡住现象。

2）日常保养时注重对离合器六菱柱传动轴及中心轴的清洁、涂油保养。

3）试验证实上述对离合器的改进基本解决了之前出现的合－离不到位的情况。

4 结语

通过分析牙嵌式离合器的结构及原理，根据实际运转状况，对离合器的支架进行了加固改装，加之正确的维护保养，使离合器在实际工作中发挥出了最大潜能，连续工作无故障，完全杜绝了之前脱离困难及不到位的状况，操作所需时间是原来的一半，操作人员由原来的2～3人减少到1人，工作效率提高的同时工作质量也得到进一步改善。

通过实际运行证明，对离合器正确的维护保养，不仅能提高工作效率，还能减少故障，延长使用寿命，可为类似设备维修保养提供参考。