双膜片联轴器在高压变频替换液力耦合器中的应用

一、液力耦合器调速的局限性
以前,许多工厂由于资金、技术等方面的原因采用液力耦合器做为调速设备，但这种调速方式能耗大、效率低，其原因是存在严重的耦合损失和转差损失。耦合损失是由于液压油内摩擦造成的；转差损失是由于调速时输出轴和输入轴存在转差造成的，这种损失随转差的增加而上升。这两部分损失最终都变成热损失，因此这需要一套复杂的热交换系统。此外，这种调速方式还有如下缺点：
1、受执行机构和液压机构限制，调速精度差，同时还存在严重非线性。
2、运行不可靠，国内已有多起由于液力耦合器叶片破损造成事故的先例，其主要原因是液力耦合器制造精度难以提高；
3、采用该调速方法需要一整套油系统，维护工作量很大。

二、高压变频替代液力耦合器调速的改造方式
在节能改造实际应用过程中，相对于液力耦合器调速，变频调速是最有优势的调速方式，变频器调速的优点是调速效率高，启动能耗低，调速范围宽，可实现无级调速，动态响应速度快，调速精度高，操作简便，且易于实现生产工艺控制自动化。所以现阶段许多的高压变频改造都是在原设备有液力耦合器的基础上进行改造。
由于设备原先使用液力耦合器，现改用高压变频控制，考虑到风机运行的稳定性，一般采用两种方法进行改造：
第一种方式是将液力耦合器保留调速开度值调整为100%输出，由变频调整电机转速。这种方法的弊端是，没有根除液力耦合器的弊端，对液力耦合器的维护同样存在；同时由于液力耦合器本身的效率问题，造成节能率下降。
第二种方式是拆除液力耦合器，将电机向前移位、采用直接联接方式；对电机移位后与风机直联的磨擦片接手重新定制，重新制作电机基础。由于需重新制作电机基础，并且电机与风机直接联接，工程改造时间长，很多客户的停电检修时间很短，在这期间内根本无法完成重新制作基础，同时电机与风机间采用硬性连接，如果同轴度难以保证，其后果十分严重。

三、双膜片联轴器在设备改造中应用
现有一种国内最先进的联接设备——双膜片联轴器，用来联接拆除液藕后的电机和风机。双膜片联轴器具有长轴距联接、承受扭矩大，同时还能在一定程度上修正电机与风机间轴的同心度偏差，实现简单而平稳的转动。是长距离大扭矩情况下最理想的联接设备，特别适合拆除液藕后电机与风机的联接。它的安装十分便利，在一个工作日即可完成液藕拆除和联轴器的安装，对生产不会产生较大影响。
联轴器是机械传动系统中的重要组成部分，常用于连接两轴或轴与回转件以传递扭矩及运动，广泛地应用于冶金、化工、机械、车船、电子、飞机等工业部门。联轴器一般分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。由于刚性联轴器对两轴同轴度要求极高，因此挠性联轴器被广泛地采用。
刚性联轴器由刚性元件组成，适用于两轴线相对位移量很小的场合。此类联轴器结构简单，体积小，成本低。

金属弹性元件挠性联轴器有以下主要特点：
1、 弹性元件强度较高，比传递同等扭矩的其他联轴器体积小，结构紧凑。
2、 性能稳定，适用寿命长
3、 制造较复杂，成本较高

金属弹性元件多为膜片、波纹管、连杆等。金属弹性元件联轴器广泛地应用于：
1、 具有较大功率和较高转速的泵和风机
2、 具有冲击扭矩较大，负载变化剧烈的破碎机械
3、 精密传动机械，数据传输系统。
4、 有高温、高精度传动要求的场合。

四、联轴器的选定要求：
1、 选择适当的形式：根据机械特性的要求，如传递扭矩大小、刚度要求、振动、冲击、耐酸碱腐蚀、传动精度等，确定合适的类型。
2、 计算扭矩
联轴器传递的最大扭矩应小于许用扭矩值。最大扭矩的确定应考虑机器制动所需要加减速扭矩和过载扭矩。但是在设计时资料不足或分析困难，最大扭矩不易确定时，可按计算扭矩选用。即计算扭矩不超过许用扭矩值。

计算扭矩TC：
TC≤Tn≤Tmax
TC: 计算扭矩
Tn:公称扭矩（许用扭矩）
Tmax：最大转矩
TC=KT T=9550＊（ PW/n ） T=7020＊（ Ph/n ）
式中：T ——- 理论扭矩，N.m
PW ——- 驱动功率，可KW
Ph——- 驱动功率，马力
N ——- 转速 ，rpm
K ——- 工矿系数，一般取值范围为1.0-1.5

3、确定孔径范围（注：主从动轴径不同时，应按大端直径选用联轴器的规格）

4、选择轴孔及键（或胀紧连接套）的型式。


五、双膜片联轴器的结构

规格	公称扭矩N.M	许用转速rpm	重量 KG	转动惯量 Kg.cm2	Dmax	D	A	B	L	C	轴向 mm	角向	径向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尺寸可以按用户要求的长度制造。
（2）中间连结轴可采用焊接式。
（3）单边联结轴节可以为各种孔型，两边联结轴节也可以用胀套联结的形式。

七、实施范例
在某钢铁公司炼铁厂对一号钢炉的除尘风机进行了高压变频改造，并拆除了液力藕合器，安装了双膜片联轴器，经过近一年的使用，运转正常，且维护费用很低。

上图为使用液力藕合器的图片

上图为使用双膜片联轴器的图片