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1、V 0 l 1 4 No 3 2 o 0 1 - 0 9 机械研究与应用 ME CH J m( L RE蛆 RCH AH C ON 第 l 4 卷第 3 期 2 0 0 1 年 9月 滑差调速离合器在大功率水泵上的应用 郭光辉， 李广秀 ( 兰州石化合成橡胶厂水降车间， 甘肃 兰州7 3 0 0 6 0 ) 摘要： 通过对滑差调速离台器结构与原理分析， 说明该设备是一种节能效果显著， 易于安装操作的无级调速设备 并在实践中取得良好的经济效益。 关键词： 滑差调速离台器； 大功率； 水泵； 应用 中圈分 类号 ： T H I 3 7 9 文献标识码 ： B 文章编 号： i 0 0 7 - 4
2、4 1 4 1 2 I 0 3 - 0 0 3 0 3 1 滑差离合器简介 】 滑差离合器是一种新型传动装置， 具有良好的调 速性能， 它是利用液压剪切， 实现主、 从动摩擦片之问 的转速差异达到调速 目的。它可以广泛应用于石油 、 化工、 冶金、 电力、 煤炭等行业的水泵、 风机和各种工 作机的调速， 有效的解决了水泵、 风机等因靠阀门、 挡 板调节而实现变工况运行时所产生的节流损失和能 源浪费问题 ， 同时 ， 避免了由于电动机 的频繁启动对 电网产生的冲击。特别适合于大功率水泵、 风机等递 减扭矩机械的调速 ， 节能效果显著。而且 ， 还是一种 投资省、 见效快 的方法。 2 结构及特点
3、I 2 J 2 I 结构 滑差离合器是由离合器主体和液压系统两大部 分组成， 离合器主体则由主动部分、 被动部分加压分 离部分组成 ； 液压系统则由润滑 系统和控制系统组 成。其结构如图 l 所示。 图 1 离合器主体结构示意图 1 主动轴2 被动轴3 控带 l 抽 口4 主动摩擦片5 被动摩 擦片6 润惜抽口7 锁紧螺栓 2 2 性能特点 可实现平稳的无级调节扭矩和转速； 电动机可在空 载、 轻载下起动 。 可使大惯量工作机缓慢的加速， 以防止过载： 不论 电动机 的转 向如何 ， 离 合器 均能正常工 作 ； 可以实现高效率的同步运行； 控制系统简单实用， 可分别实现手控和远程， 也可以根
4、据用户需要配备 自动控制系统。 离合器轴向尺寸小 ， 有利 于旧设备 的技术改 造 ： 维护保养简单， 工作量小， 寿命长， 工作可靠。 3 工作原 理 滑差离合器是根据牛顿内摩擦定律， 利用液体粘 性传动和油膜剪切作用原理研制的一种新型的无级 调速传动装置。 滑差离合器工作时， 动力由输入轴花键传至主动 摩擦片， 主动摩擦片通过油膜剪切力将动力传至被动 摩擦片， 然后经花键将动力传至输出轴， 带动叶轮进 行工作， 而滑差离合器传递扭矩的大小和输出轴的转 速 ， 则通过控制系统和加压括塞对摩擦片施加不同的 压力来进行调节( 见图 1 ) 。 整个工作过程 由互相联系的两部分组成。 一 部分是冷
5、却和润滑系统， 它由油滤、 齿轮油泵、 油冷却器等组成。该系统向摩擦片之 间提供具有一 定油压和流量的工作油， 以保证摩擦片之间油膜的形 成， 以及带走由于滑差损失功率所引起的工作油的发 热， 保证滑差离合器能持久工作。 另一部分是控制和加压系统， 它由齿轮油泵、 精 滤、 电液比例溢流阀组成， 该系统通过控制器给定的 变速指令， 使电液比例溢流阀能对油泵向加压油缸中 提供的油压进行调节及控制 ， 油压推动活塞向摩擦片 施加不同的压力 ， 以达到对扭矩 和输出转速的无级调 节和控制 。 啦 日期 ： 2 0 0 1 - 0 3 -0 8 作者稿介： 辑光辉( i 9 - ) ， 男， 甘肃福泉
6、， 工程师 现从事企业设备管理方面工作。 3 0 维普资讯 http:/ 第 l 4 卷第 3 期 2 ( D1 年 9 月 机械研究与应用 MEC H NI c I R Es | A RC H 册I c T 0 N V 0 l 1 4 No 3 加01 0 9 图 2为液压系统原理图。 图2 液压系统原理圈 1 润馆油箱2 韫滤油器3 涡滑油泵4 电机5 换熟器 6 压力继电器7 电接点温度计8 润罱油压力表9 电机 l 0 精滤讷器I 1控制油泵I 2 控制油压力表 l 3 二 位二 通电磁 闻H 电藏比倒溢汽闯l s电子控制器l 6 控制油箱 4 节电原理 假设电机的转速为 n 。 ，
7、泵或风机经滑差离台器 调节的转速为 n ， 从设备工作原理可知， 在安装滑差 离台器后与安装前的比功率为： =N =n i n ， 也就是说， 当电机转速 n 保持不变时， 泵的转速 n 越小， 其比功率越小， 节能效果越显著。其性能曲线 如图 3所示 。 1 00 嘲 80 6 O 4 0 2 O O 7 i ， i 7 。 l f s- 2 O 4 0 6 O 80 1 0 o 功 率t 图 3 性能曲线 曲缇 1 风机和水泵 I j 耗的功事。 曲线 2 ： 安装饲建离台嚣后 电机 消耗的功串。 曲缱 3 ： 损失功卓。 曲线4 ： 节藏调节时， 电机消耗 的功事。 曲线 5 ： 加调建
8、离台器后节约的功事。 由图 3 可以看出当谓速范围在 8 o 1 0 0 时， 节能为 1 3 一2 1 ； 调速范围在 7 0 8 o 时 ， 节能 为 2 4 一 3 2 ， 调速范围越大， 节能效果越显著。 5 实践应 用 根据认真计算论证后 ， 在车间 2 2 泵房 2 泵上 安装了滑差调速离合器。由潞评结果显示， 安装滑差 离合器后， 2 泵节电效果显著， 达到了预期 目的。 5 1 泵与电机 2 泵是用来将车闯生产的自产过滤水打人全厂 过滤水管伺， 保证各生产装置的压力和水量的正常， 其设备性能参数如表 1 ， 它靠 1 台 2 2 0 k W、 6 0 O OV的 高压电机供给动
9、力工作。电机性能参数如表 2 。 表 1 泵的性瞎参数 在平时工作时 ， 该泵向管 网补充 6 C 08 0 0 t h左 右的过滤水， 以满足用户正常生产需要 ， 由于水的用 量经常发生变化， 所以需要岗位操作工随时调整泵的 出口控制阀门， 保证生产工艺稳定运行。这不但增加 了工人的劳动强度， 而且 ， 由于 阀门截流消耗了大量 的电机功率， 能耗非常大。 s 2 滑差离台器的安装 根据滑差离合器种种优点以及工作泵特点， 我们 安装了 H C - 2 A型滑差离合器， 由于该滑差离合器结 构紧凄 ， 安装时 ， 只需将工作电机往后挪 7 2 0 m ， 即 可安装滑差离合器， 再进行靠背轮找
10、正， 配齐润滑油 泵与控制油泵及相关附件的电源， 即可调试开车。 5 3 结果测评 结果测评见表 3 。 表 3 1 。 、 2 泵工作参数比较 1 2 3 4 5 6 7 8 平均 送出压力1 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 胁2 0 5 4 0 5 00 5 30 5 20 5 0 0 5 2 0 5 5 0 5 6 0 5 3 进出流量 1 6 6 6 0 6 4 O 7 0 0 7 0 0 7 0 0 7 0 0 7 0 0 6 7 7 5 ffh 2 6 8 0 7 0 0 7 5 0 7 0 0 6 6 0
11、 7 0 0 7 8 0 7 2 0 71 1 3 电机电流1 2 6 2 7 2 7 2 7 2 7 2 7 2 8 2 7 2 7 A 2 2 1 2 0 2 2 2 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 车间2 泵安装 H C - 2 A调速离合器后， 经调试运 3l 湃 蠹 攀 维普资讯 http:/ V 0 I1 4 N0 3 2 o 0 l - 0 9 机械研究与应用 MD e HA N I c I R 汪 媪 C H A H I C A 1 1 I O N 第 l 4卷第 3 期 2 0 0 1 年 9 月 行正常后 与相同型号和工作性质的 1 泵进行了相 关参数的比较。如
12、表 3所示 ( 以 8天平均每小时计 算) 。 从表 3 我们可以看出， 在保证全厂管网压力的前 提下， 安装滑差离合器的 2 泵与未安装滑差离合器 的 1 泵相比， 输出量大， 而耗电省。具体计算结果如 下：P= 3 ， *U* c 0 s a ( 1 ) 式 中： P为电机功率 ， ( w) ； ， 为电流 ， ( A) ； U为电压 ， ( V ) ； 。 为功率因数， 取 c 0 s a ： 0 8 。 由公式( 1 ) 可知 2台泵的功耗及电耗如下 ： 对未安装滑差离合器的 1 泵 ， 则有 ： P I：4 3 】 U 】 c 0 s AI： P】 t 式中： ， 为抽样时间内 1
13、泵的平均电流。 对安装滑差离合器 的 2 泵 ， 则有 ： P 2=4 3 1 2 U c o s Q ) A 2 = P2 t 由公式推导可得 2 泵比 1 泵节省的电量为： A ： A L A2 ： P1 t P2 t ：( ， 】 一厶) v 3 U c o s x 2 4 x 3 6 0 =( 2 72 1 1 X4 3 x 6 0 0 O x 0 82 4 x 3 6 0 ： 4 3 0 9 8 9 ( 度 ) 按我厂 目前用电， 每度电O 4 2 元， 则一 年可节 约电费 l 8 1 万元 该设备实际投资6 8 万元， 只需半年时间就可收 回投资成本。 在实际应用当中， 自安装滑
14、差离合器后， 操作工 不用频繁开关阀门来调整工艺， 只要通过电动控制器 就可实现， 大大降低了工人的劳动强度， 为安全生产 带来了可靠的保障。 6 结束语 从设备安装后的连续运转情况证明， 滑差离合器 在大功率水泵上的使用取得 了明显的节能效果 ， 在稳 定工艺， 方便操作， 安全生产上发挥了很大的作用。 在大功率电机上应用较变频 调速而言 是一种投资 小 、 见效快的项 目。如果在多台设备上安装 ， 并实现 自动化控制后， 效果将更加明显。 参考文献 ： I 商慎琴 化工机器 M 北京： 化学工业出版社、 9 9 2 2 许振茂变额调遣装置硬其调试、 运行与维修 M北京： 兵器工 业m版社
15、、 I 9 8 5 3 M A 索柯 ；i 夫著变频器 M 北京： 岳器工业出版社， 1 9 8 9 ( 上接第 2 9页) 上述异常现象， 不是电气回路的故障， 而是润滑 油中灰尘长期粘附在阀芯及阀体上而造成的。 处置及防范措施 解体电磁换向阀， 用砂纸打击阀体和滑阀棱角部 分的毛刺 ， 用汽油清洗干净。 在电磁换向阀的人口( P口) 安装过滤精度为 l O I n n的管路二次过滤器 ， 进行除尘 ， 并在油泵人 口前安 装磁性过滤器 C U B 1 1 0 0 ， 除去油液中 5 I n n以上 的铁 屑 。 2 加强检查 合理更换 工作油 测定工作油蛀状的方法在机械工业标准及其他 标准
16、中都有规定 ， 更换工作油的期限在现实情况下， 提前更换是很重要和必要的。由于每种设备工作油 的污染源不 同， 重点的检测方法也不 同。并且不是每 个厂都具备这些 设备仪器 。根据我厂的实 际情况及 条件， 主要测油中的颗粒数量( 重量) ， 看其是否超标 而决定更换与否。而不是像以前那样到期就更换或 者是系统故障很多( 如管路堵塞、 滤芯堵塞等) 时才更 换。我们根据 N A S 1 0 5 ( 0 7 m g ， 1 0 0 ) 标准， 用精密天 秤测试， 根据情况进行更换 ， 避免了浪费， 减少了故障 - 3 2 - 停机时间。 3 工作油更换时的注意事项 更换工作油时要注意以下事项。
17、放尽整个系统中的使用油， 梅别要把执行机构 内的工作油除尽。解体整个系统的过滤器 ， 检查滤 芯， 根据需要进行清洗更换， 油管内的残油也一定要 除去， 同时检查附着物的太小、 数量成份， 推断其产生 源。将回路中通往油箱的回油管的部分拆下， 检查 内部生锈情况。油箱 内部一定要用轻油等仔 细清 洗整个表面， 并检查防锈处置的状态。油箱顶部要 清洁干净， 并更换通风装置的零件。配管内残留或 附着淤渣多时， 用清洗油进行清洗后， 要完全清除清 洗油。新工作油装入油箱、 起动泵， 最早从回路返 回的一部分要放掉。对于油缸内的残留油， 可把油 口 取下， 使其动作， 放到外部。允许混进新油中的 残留油量为 5 以下 ， 要尽量少 才好。用 L U C D - 4 0 精细滤油车给设备更换润滑油， 该车配有磁过滤器及 二级精过滤器。加油后运转 2 0 h ， 从油箱内取工作 油样， 把它作为装置的新油， 并作为今后的工作油变 化的判断标准。 维普资讯 http:/