叶剑桥

（华蓝设计（集团）有限公司，广西 南宁 530011）

0 前言

带式输送机是大部分工厂的基本设备，它广泛用于工厂的各个部分。在糖厂破碎后的甘蔗、提汁后的蔗渣、锅炉燃料和成品糖输送等都离不开带式输送机。有些输送机是生产物料的唯一通道，例如糖厂压榨机组的蔗丝（蔗渣）输送带。有些物料设有备用输送机，例如锅炉燃料输送带。不管是哪种情况，物料输送机工作的好坏直接影响到工厂的安全稳定运行。物料输送机在运行过程中可能会出现很多问题，而比较难解决的问题就是输送机驱动装置的振动。物料输送机长时间在剧烈振动下运行，直接影响到输送带及附属设备的安全，进而影响到整个工厂的正常生产。

1 振动原因分析和处理措施

针对输送带驱动装置振动超标问题，可能的原因及相应的处理措施如下。

第一，电动机和减速机找中心是否达标，需经反复复核，确保达标。

第二，液力偶合器本身动平衡是否达标。将液力偶合器送去做动平衡试验，检测液力偶合器的动平衡。

第三，驱动架强度是否足够。可通过加固驱动架，检测振动值。

第四，设备振动频率和转运塔钢结构固有频率相近，是否产生共振。请专业单位检测，实际振动频率约等于电动机转速，和转运塔钢结构固有频率相差较大时，可排除是共振的问题。

第五，使用膜片双支撑连接方式的液力偶合器时，检查液力偶合器重心是否偏心。液力偶合器的弹性联轴器螺栓与联轴器孔及膜片孔有间隙，导致安装时液力偶合器联轴器不易与前后设备轴即电机及减速机的联轴器对中，液力偶合器轴线会在一定范围内变动，与其实际转动轴线相距较大，重心容易偏心，从而引起驱动装置振动。解决办法是生产厂家配套供应专用的膜片联轴器和专用安装工具。

2 液力偶合器的作用

用液力偶合器连接电动机和工作机械如减速机等，能够显著改善电动机的启动性能，避免发生电机过载造成烧毁事故。液力偶合器已广泛应用于各种机械设备的驱动中。在新建的糖厂中也得到广泛应用，例如，主给水泵、锅炉引风、鼓风机、蔗刀机和蔗渣输送带等。输送带在电动机和减速机之间安装了限矩型液力偶合器，改善了设备的启动条件。

2.1 工作原理

液力偶合器主要由壳体、泵轮、涡轮三部分组成。液力偶合器的工作原理是在工作腔内充入一定量的透平油，电动机转动时带动泵轮一起转动；高速转动的泵轮带动透平油高速运动；透平油再将动能传递给涡轮，全面实现能量从电动机传到工作机械的传递。

2.2 液力偶合器膜片双支撑连接方式的提出

通常为了便于液力偶合器的加油和维护，液力偶合器的涡轮轴往往设计成与减速机输入轴连接，液力偶合器壳体与电动机轴连接。这种连接方式使液力偶合器壳体可以随意用手扳转，方便维护检修。但由于减速机输入轴直径通常小于电动机轴直径，当液力偶合器涡轮轴套装固定在减速机输入轴时，减速机输入轴将承担液力偶合器的全部重量和振动负荷，断裂的风险较大；而液力偶合器壳体设计固定在电动机轴时，电动机轴要承担液力偶合器的全部重量和振动负荷，该壳体需要接一个半联轴器套装在电动机轴上，这样会造成液力偶合器的重心和电动机的距离加大，电动机轴的负荷也相应增大。为了减少减速机输入轴或电动机轴的负荷，有些液力偶合器采用膜片双支撑的连接方式，就是两端用弹性膜片联轴器分别接到电动机轴和减速机输入轴，由电动机轴和减速机输入轴共同分担液力偶合器的重量和振动负荷。

3 应用

由中国机械进出口（集团）总公司EPC总承包的国外项目，有10条煤输送带的驱动装置采用了膜片双支撑连接方式，在试运行时剧烈振动，因此该公司通过分析输送带驱动装置剧烈振动的可能原因，找到根本原因，进而解决振动问题。

3.1 项目基本情况

改进前的煤输送带驱动装置结构，如图1所示。

图1 改进前的煤输送带驱动装置图

该项目的煤输送带和驱动装置的相关参数，如表1所示。表1中振动允许值是振动超标后厂家放宽要求的数值。

表1 煤输送带和驱动装置的相关参数

试机时发现这10条煤输送带驱动装置的振动值在7 mm/s~30 mm/s之间，超出振动允许值太多。

3.2 剧烈振动原因分析

通过检查分析电动机和减速机找中心问题以及液力偶合器本身动平衡情况等能引起输送带驱动装置剧烈振动的原因时，发现是液力偶合器重心偏心引起的剧烈振动。

中小型限矩型液力偶合器没有地脚螺栓，采用膜片双支撑连接方式的液力偶合器两端靠两个弹性膜片联轴器与电动机和减速机连接，由电动机和减速机共同将其支承。液力偶合器的位置安装是否合适，完全取决于其两端的联轴器的安装状况。由于市场上售卖的弹性膜片联轴器为通用件，柱销与法兰孔及膜片孔之间有较大间隙，在电动机和减速机找好中心后，如果直接将液力偶合器安装上去，液力偶合器轴线和实际转动轴线一般较难重合，重心偏离较大。液力偶合器与联轴器间隙示意图，如图2所示。

图2 液力偶合器与联轴器间隙示意图

这10条输煤带的液力偶合器的重量在150 kg~300 kg之间，重心偏离零点几毫米就能引起很大的振动。安装时在收紧联轴器螺栓前调整液力偶合器使其轴线与实际转动轴线重合，但液力偶合器靠电动机这侧的半联轴器是直接设计在壳体上的，而且没有用于校正液力偶合器轴线的圆，印度的液力偶合器供货方也找不到可行的校正液力偶合器轴线的办法，因而在现场校正不了。

为了验证剧烈振动是否是由于液力偶合器偏心引起的，加工一根钢轴代替液力偶合器，用这根钢轴直接连接电动机和减速机。启动后几乎感觉不到振动，用测振仪测得振动值为0.1 mm/s。由此可以判断，剧烈振动是因为液力偶合器偏心引起的。

3.3 处理措施

由于难以调整液力偶合器轴线在合理位置，就难将振动值控制在允许范围，可使用其他连接方式的液力偶合器取代原有液力偶合器。新的液力偶合器的涡轮轴直接套装在电动机轴上，这样可以确保液力偶合器和电动机同轴，重心偏心极小，同时液力偶合器的重心和电动机的距离不远，电动机轴能承受液力偶合器的重量和振动负荷，如图3所示。为了方便维护液力偶合器，在液力偶合器上开了8个盘车孔，维修人员用钢棒插入盘车孔可以盘动液力偶合器机壳，方便进行加油或维修。

图3 改进后的煤输送带驱动装置

10条煤输送带驱动装置的液力偶合器由膜片双支撑改为电动机轴支撑，改进之后，煤输送带的驱动装置振动值在允许范围内，运行至今，效果良好。

4 改进膜片双支撑液力偶合器的建议

液力偶合器采用膜片双支撑连接方式，由电动机轴和减速机输入轴共同分担液力偶合器的重量和振动应力，可以减少电动机或减速机断轴的风险。没有专用联轴器和安装工具，液力偶合器两端弹性膜片联轴器较难可靠对中，导致液力偶合器重心偏心是煤输送带驱动装置振动超标的根本原因。

改进膜片双支撑液力偶合器的建议如下。

第一，图4是本文设计的专用弹性膜片联轴器和专用支架及使用方法。专用弹性膜片联轴器和专用支架建议由液力偶合器厂家配套供应。联轴器的外圆要求和轴孔在同一次装夹中加工出来，以保证联轴器外圆和轴孔同轴。粗实线部分是专用安装支架，用于安装液力偶合器。加工时圆A和圆B在同一次装夹中加工出来，确保这两个圆同轴。圆A直径和电动机侧或减速机侧半联轴器外圆直径按间隙配合加工。专用支架加工好后切成两半，安装时使用其中半边。电动机和减速机找正好后将专用支架固定在电动机或减速机侧半联轴器上。安装专用支架时要确保圆A和电动机或减速机侧半联轴器外圆充分接触。收紧专用支架螺栓后，将液力偶合器从上方吊在专用支架上，将膜片联轴器装好，然后拆除专用支架。

图4 专用支架示意图

第二，如果液力偶合器有一侧的半联轴器直接加工在壳体上时，可加工一个与专用支架配套的校正圆。安装时将此圆搁在专用支架上，液力偶合器与专用支架配合位置示意图，如图5所示。

图5 液力偶合器与专用支架配合位置示意图

5 结语

液力偶合器虽然不是工厂的核心设备，但它安全正常运行往往会对项目能否按时移交以及工厂能否正常运行产生重大影响。用膜片双支撑方式的液力偶合器应用还不多，厂家没有配套供应专用联轴器和安装工具，现场安装时就难以保证液力偶合器重心不偏心。如果生产厂家提供专用的联轴器和安装工具，确保液力偶合器安装时轴线能处在合理的位置，从而保障液力偶合器重心不偏心，最终解决输送带驱动装置振动值严重超标的问题，这样更有利于推广采用膜片双支撑的连接方式的液力偶合器。