摩擦限矩联轴器过载保护装置.docx

摩擦限矩联轴器过载保护装置摘要：该文分析了刚性传动系统过载产生的原因说明了安装摩擦限矩联轴器的必要性并通过摩擦限矩联轴器打滑时间、电机电磁力矩及传动系统机械零件强度的分析指出设定摩擦限矩联轴器最大打滑扭矩时应考虑到的因素从而确定摩擦限矩联轴器的最大打滑扭矩。关键词：限矩器摩擦过载保护中图分类号：TH133.4文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）02（c）-00-02机械传动系统的过载保护装置种类很多有电气的过载保护装置和机械的过载保护装置。电气的过载保护装置作用时间滞后无法对机械因过载产生的惯性冲击载荷实现瞬时保护；而且在工作机构突然卡死时即使电气的过载保护装置起作用但由于需要有一定延迟时间此时系统所产生的惯性冲击载荷实际已施加到机械系统中。这种惯性冲击载荷力矩很大对机械系统的破坏力极强。机械的过载保护装置如液力偶合器、剪切销等使用及维护有一定困难。例如在双速电机驱动的刮板输送机中由于特性不匹配液力偶合器无法使用而剪切销在其实现保护后剪切销被剪断机器要重新开始工作时需更换剪切销使用不便影响生产效率低。使用摩擦限矩联轴器（以下简称限矩器）在其实现保护后不需对其进行维护排除故障后可直接启动电机工作提高了生产效率。目前限矩器的使用非常普遍在进口设备中双速电机驱动的刮板输送机连续采煤机的截割部以及连续运煤系统的运输传动系统破碎传动系统都普遍采用限矩器。1过载产生的原因刚性传动系统如图1所示。系统由电机、减速器、工作机构组成。由于电机转子转速高、质量大（相当于一个大飞轮）其惯性能占整个传动部惯性能的80%～90%所以当工作机构瞬时过载、转速下降时在很短的时间内会将其惯性能全部释放出来传递到减速器第一轴。据PTTech公司研究表明在转速突然降低一半的情况下电机惯性矩大小与电机功率的关系如图2所示。由于是突然卡死过载瞬时扭矩即施加到整个机械系统。即使系统有电气的过载保护装置但它需要一定延迟时间才能起作用所以它无法对机械系统进行瞬时保护。图1刚性传动系统图2电机惯性矩大小与功率的关系2限矩器最大打滑扭矩的设定带有限矩器的机械传动系统如图3所示。系统由电机、限矩器、减速器及工作机构组成。当工作机构突然卡死、转速下降时电机转子产生的惯性矩传递到限矩器限矩器主动摩擦片与从动摩擦片打滑将电机转子的惯性能转化为热能并输出打滑扭矩到减速器输入轴。因此减速器输入轴所承受的最大扭矩即为限矩器打滑扭矩故合理设置限矩器打滑扭矩即可有效地保护减速器及整个机械传动系统使系统扭矩小于或等于限矩器打滑扭矩。限矩器最大打滑扭矩的设定应考虑以下因素。图3带限矩器的传动系统2.1限矩器的发热限矩器是通过主动摩擦片与从动摩擦片打滑从而限制系统扭矩的增加实现其保护功能的。当主从摩擦片打滑时会产生大量的热量。限矩器为干式摩擦散热慢。如果打滑时间过长则会烧坏摩擦片使限矩器失效。因此限矩器打滑时间不能过长。在工作机构突然卡死情况下电机转子及限矩器主动摩擦片受力状况如图4所示。M1为电机转子所受的电磁力矩；M2为限矩器从动摩擦片作用于主动摩擦片的阻转矩即限矩器打滑扭矩；t为限矩器打滑时间即工作机构突然卡死、电机转子转速n1降为0的时间。因为（1）（ε―电机转子及限矩器主动摩擦片的角加速度J―电机转子及限矩器主动摩擦片的转动惯量。）（2）（ω1―电机转子及限矩器主动摩擦片的初始角速度ω2―电机转子及限矩器主动摩擦片的角速度。）（3）所以当ω2=0时（4）由（4）式可见限矩器打滑时间随转动惯量J的增大而增大随打滑扭矩M2的增大而减小。但要求M2必须大于M1。1-电机转子2-限矩器主动摩擦片图4电机转子及限矩器主动摩擦片受力状况电机电磁力矩的特性曲线如图5所示其最大值为电机力矩的2.25倍。图5电机特性曲线也就是说限矩器最大打滑扭矩应大于2.25倍的电机额定扭矩并且大得越多限矩器打滑时间则越短发热也就越少。2.2传动系统机械零件的强度限矩器的最大打滑扭矩不应超过传动系统机械零件的最大许用扭矩否则会造成传动件的损坏从而使限矩器失去保护作用。3结语在刚性的机械传动系统中当工作机构突然被卡死、电机过载时电气的过载保护装置需经过一定的延迟时间后才能起作用；一般的机械过载保护装置虽然能即时起作用但其使用和维护有一定的困难；摩擦限矩联轴器可避免上述保护装置的缺点而且具有良好的保护性能。限矩器的最大打滑扭矩应大