液压联轴器在煤矿设备中的应用

杨正轲，张丽丽

（1.兖州煤业股份有限公司南屯煤矿选煤中心，山东邹城 273515；2.兖州煤业股份有限公司南屯煤矿安全监察处教培中心，山东邹城 273515）

1 存在的问题

目前，煤矿机械设备使用的联轴器有弹性联轴器、刚性联轴器和磁力联轴器。这些老式联轴器与轴一般通过键连接，以传递扭矩。安装轴伸上需要加工键槽，还需要设计轴肩，以实现联轴器轮毂在轴伸上的轴向定位。这种联轴器存在以下缺点。

（1）加工键槽会削弱轴的强度，设计时一般根据轴径及键槽型式，轴径需要增大10%左右，导致轴上相关零部件的型号均要增大，使用成本较高。

（2）联轴器安装时，为实现轴向定位，一般选用过渡或过盈配合，采取加热安装；拆卸时也需要专业的拉马器，当轴径较大时，不仅需要上百吨的拉马或压力机，还需要对联轴器加热；联轴器拆除后，对轴的表面及联轴器内孔均会有不同程度的损坏，可维护性差。

2 液压联轴器

为克服老式联轴器的缺点，科学家Blaise Pascal 给出液体传递压力的定律。液体在一定形状的容器中会将压力均匀传递给容器壁。根据该原理开发出很多优质产品，液压式安全联轴器就是其中之一。液压式安全联轴器通过摩擦力原理来传递扭矩，通过调整压强来调整摩擦力。联轴器由双层套筒组成，在一个带夹层的轴套内注入一定液压介质，再通过螺丝、活塞或外接工作泵就能将压力分散并均匀地传递给轴和毂的接触面，联轴器即可传递与油压成正比的转矩，如图1 所示。

图1 液压式安全联轴器

液压式安全联轴器在煤矿机电设备中的选型根据式（1）完成。

式中 M——扭矩

K——安全系数，一般取2.5～3

P——电机功率

n——安全联轴器转速，一般n=n1/i，n1是电机转速，i 是传动比

液压式安全联轴器与柱销机械式联轴器相比，前者释放扭矩与运行时间没有关系。机械式联轴器会因疲劳而失效，而液压安全联轴器不存在这样的问题。机械式安全联轴器的最大缺点是释放扭矩不可调，而且容易疲劳损坏，如图2 所示。近年，又出现了液压蛇形弹簧联轴器，也属于液压式联轴器，如图3 所示。

图2 联轴器对比

图3 蛇形弹簧联轴器

根据联轴器实际运转载荷的不同，蛇形弹簧产生不同程度的变形与齿配合，减缓冲击与振动，可以更好保护主机设备。蛇形弹簧片采用优质弹簧钢，经过严格的热处理，使得材料的强度与韧性达到最佳适合性能，寿命远大于其他非金属弹性元件联轴器。弹簧是联轴器的易损件，通过普通工具即可快速移去外壳，拆卸弹簧既不需要更换轴套，也不需要移动轴和连接设备及重新对中，有效减少维修时间。蛇形弹簧联轴器短时超载能承受额定扭矩的2倍，运行安全可靠。允许有较大的安装偏差，能同时在径向、角向及轴向偏差的情况下正常工作。正常使用情况下，没有特殊的周期性维护，只要在安装时充足油脂量，油脂可相应减少传动带来的噪声，只需在长时间工作后适当更换油脂即可。

3 应用

目前，液压式联轴器已广泛应用于煤矿机电设备，例如，刮板输送机、胶带输送机、破碎机、渣浆泵、离心式鼓风机、干燥机和螺旋输送机等，如图4 所示。液压式联轴器结构较紧凑、径向尺寸小、转动惯量小，且质量较小，便于与其他传动件联接，不受金属疲劳的影响，可较长时间保证限制传动预定的转矩，可较敏感地起到过载安全保护作用。通过控制注入压力油的压力，可在较大范围内调整传递的转矩。液压式联轴器传动平衡，可缓冲、减振，适用于恶劣工作环境及正反转工况条件。更换易损件（剪切管、弹簧）非常方便，缩短辅助工时，可实现快速拆装，操作维护简单，不损伤轴，磨损量小，使用成本较低，减轻劳动强度，具有很好的市场竞争力。

图4 液压联轴器应用在双齿辊破碎机