雙膜片聯軸器在高壓變頻替換液力耦合器中的應用

一、液力耦合器調速的局限性
以前,許多工廠由于資金、技術等方面的原因采用液力耦合器做為調速設備，但這種調速方式能耗大、效率低，其原因是存在嚴重的耦合損失和轉差損失。耦合損失是由于液壓油內摩擦造成的；轉差損失是由于調速時輸出軸和輸入軸存在轉差造成的，這種損失隨轉差的增加而上升。這兩部分損失最終都變成熱損失，因此這需要一套復雜的熱交換系統。此外，這種調速方式還有如下缺點：
1、受執行機構和液壓機構限制，調速精度差，同時還存在嚴重非線性。
2、運行不可靠，國內已有多起由于液力耦合器葉片破損造成事故的先例，其主要原因是液力耦合器制造精度難以提高；
3、采用該調速方法需要一整套油系統，維護工作量很大。

二、高壓變頻替代液力耦合器調速的改造方式
在節能改造實際應用過程中，相對于液力耦合器調速，變頻調速是最有優勢的調速方式，變頻器調速的優點是調速效率高，啟動能耗低，調速范圍寬，可實現無級調速，動態響應速度快，調速精度高，操作簡便，且易于實現生產工藝控制自動化。所以現階段許多的高壓變頻改造都是在原設備有液力耦合器的基礎上進行改造。
由于設備原先使用液力耦合器，現改用高壓變頻控制，考慮到風機運行的穩定性，一般采用兩種方法進行改造：
第一種方式是將液力耦合器保留調速開度值調整為100%輸出，由變頻調整電機轉速。這種方法的弊端是，沒有根除液力耦合器的弊端，對液力耦合器的維護同樣存在；同時由于液力耦合器本身的效率問題，造成節能率下降。
第二種方式是拆除液力耦合器，將電機向前移位、采用直接聯接方式；對電機移位后與風機直聯的磨擦片接手重新定制，重新制作電機基礎。由于需重新制作電機基礎，并且電機與風機直接聯接，工程改造時間長，很多客戶的停電檢修時間很短，在這期間內根本無法完成重新制作基礎，同時電機與風機間采用硬性連接，如果同軸度難以保證，其后果十分嚴重。

三、雙膜片聯軸器在設備改造中應用
現有一種國內最先進的聯接設備——雙膜片聯軸器，用來聯接拆除液藕后的電機和風機。雙膜片聯軸器具有長軸距聯接、承受扭矩大，同時還能在一定程度上修正電機與風機間軸的同心度偏差，實現簡單而平穩的轉動。是長距離大扭矩情況下最理想的聯接設備，特別適合拆除液藕后電機與風機的聯接。它的安裝十分便利，在一個工作日即可完成液藕拆除和聯軸器的安裝，對生產不會產生較大影響。
聯軸器是機械傳動系統中的重要組成部分，常用于連接兩軸或軸與回轉件以傳遞扭矩及運動，廣泛地應用于冶金、化工、機械、車船、電子、飛機等工業部門。聯軸器一般分為剛性聯軸器和撓性聯軸器兩大類。由于剛性聯軸器對兩軸同軸度要求極高，因此撓性聯軸器被廣泛地采用。
剛性聯軸器由剛性元件組成，適用于兩軸線相對位移量很小的場合。此類聯軸器結構簡單，體積小，成本低。

金屬彈性元件撓性聯軸器有以下主要特點：
1、 彈性元件強度較高，比傳遞同等扭矩的其他聯軸器體積小，結構緊湊。
2、 性能穩定，適用壽命長
3、 制造較復雜，成本較高

金屬彈性元件多為膜片、波紋管、連桿等。金屬彈性元件聯軸器廣泛地應用于：
1、 具有較大功率和較高轉速的泵和風機
2、 具有沖擊扭矩較大，負載變化劇烈的破碎機械
3、 精密傳動機械，數據傳輸系統。
4、 有高溫、高精度傳動要求的場合。

四、聯軸器的選定要求：
1、 選擇適當的形式：根據機械特性的要求，如傳遞扭矩大小、剛度要求、振動、沖擊、耐酸堿腐蝕、傳動精度等，確定合適的類型。
2、 計算扭矩
聯軸器傳遞的最大扭矩應小于許用扭矩值。最大扭矩的確定應考慮機器制動所需要加減速扭矩和過載扭矩。但是在設計時資料不足或分析困難，最大扭矩不易確定時，可按計算扭矩選用。即計算扭矩不超過許用扭矩值。

計算扭矩TC：
TC≤Tn≤Tmax
TC: 計算扭矩
Tn:公稱扭矩（許用扭矩）
Tmax：最大轉矩
TC=KT T=9550＊（ PW/n ） T=7020＊（ Ph/n ）
式中：T ——- 理論扭矩，N.m
PW ——- 驅動功率，可KW
Ph——- 驅動功率，馬力
N ——- 轉速 ，rpm
K ——- 工礦系數，一般取值范圍為1.0-1.5

3、確定孔徑范圍（注：主從動軸徑不同時，應按大端直徑選用聯軸器的規格）

4、選擇軸孔及鍵（或脹緊連接套）的型式。


五、雙膜片聯軸器的結構

規格	公稱扭矩N.M	許用轉速rpm	重量 KG	轉動慣量 Kg.cm2	Dmax	D	A	B	L	C	軸向 mm	角向	徑向mm
00	9.8	20000	0.23	3.0	20	57	4.9	20	100	60	±1.6	2°	0.5
01	33	20000	1.2	8	22	68	6.1	26	141	89	±1.6	2°	0.5
02	90	20000	1.9	24	32	81	6.6	26	141	89	±1.6	2°	0.5
03	173	18000	2.9	48	35	93	8.4	29	160	102	±2.4	2°	0.6
04	245	15000	4.7	80	42	104	11.2	34	195	127	±2.8	2°	0.7
05	420	13000	7.1	224	50	126	11.7	42	211	127	±3.2	1°30′	0.7
06	772	12000	10.8	440	60	143	11.7	48	223	127	±3.6	1°30′	0.8
07	1270	10000	16.3	1080	75	168	16.8	58	243	127	±4.0	1°30′	0.8
08	2080	10000	24.7	2080	82	194	17.0	64	268	140	±4.4	1°30′	0.9
09	3328	9000	32.5	3520	95	214	21.6	77	306	152	±4.8	1°30′	0.9
10	4900	8000	50.0	7200	108	246	23.9	89	356	178	±5.2	1°30′	1.0
11	6368	8000	75.0	12800	118	276	27.2	102	382	178	±5.6	1°30′	1.2
12	8900	6300	72.2	18000	110	276	17.5	128	409	153	±3.6	1°	1.2
13	15280	5000	12.0	37000	135	308	19.0	160	492	172	±4.0	1°	1.2
14	25410	4700	175	68000	155	346	21.5	182	554	190	±4.0	1°	1.2
15	37130	4300	234	108000	165	375	24.0	198	620	224	±4.0	1°	1.3
16	47120	3900	306	167000	180	410	29.5	214	682	254	±4.4	1°	1.3
17	57000	3500	369	250000	190	445	29.5	225	720	270	±4.4	1°	1.4
18	63186	3500	448	311000	205	470	31.0	248	770	274	±4.8	1°	1.5
19	82590	3200	596	480000	230	512	32.0	278	843	287	±4.8	1°	1.6
20	102100	2800	763	747000	255	556	32.5	305	902	292	±5.2	1°	1.8
21	126070	2450	919	1016000	265	588	34.0	318	948	312	±5.4	1°	1.8
22	146350	2150	1068	1386000	275	630	34.5	332	1008	344	±5.6	1°	2.0
23	173830	2000	1235	1784000	290	655	35.5	348	1052	356	±6.0	1°	2.0

注：
（1）本表中C尺寸可以按用戶要求的長度制造。
（2）中間連結軸可采用焊接式。
（3）單邊聯結軸節可以為各種孔型，兩邊聯結軸節也可以用脹套聯結的形式。

七、實施范例
在某鋼鐵公司煉鐵廠對一號鋼爐的除塵風機進行了高壓變頻改造，并拆除了液力藕合器，安裝了雙膜片聯軸器，經過近一年的使用，運轉正常，且維護費用很低。

上圖為使用液力藕合器的圖片

上圖為使用雙膜片聯軸器的圖片