调速型液力偶合器在长皮带机中的应用分析

　　在皮带机的设计中，通常选用的是限矩型液力偶合器。它是在设备运转之前，按照传递功率的大小，充入适量的工作油来传递动力的。虽然比刚性直接起 动有很多的优点，但由于本身结构及性能的局限性，在实际使用中不能完全适应皮带机驱动的需要，特别是对长距离、大运量、高带速的大功率皮带机，问题就更为 突出。为此，我们选择了更合适的驱动元件即调速型液力偶合器 。

　　一、调速型液力偶合器的工作原理

　　在偶合器的工作腔充入一定量的工作油，工作泵轮从电动机上获得机械能，并转化为液体能，推动涡轮旋转，涡轮把液体能转化为机械能，通过轴输出，实现电动机到工作机之间的能量传递。

　　调速型液力偶合器可以实现调速作用。从液力偶合器的部分充油特性可知：连续地改变流道中的充油度，就可实现无级调速。为此，在偶合器上增设外油 室并设置导流管。流道中的工作油从泵轮的泄油孔泄入外油室，形成一个以泵轮的旋转速度旋转的油环;油环碰到不旋转的导流管的管口，由于自身存在动能便自动 进入导流管，沿管路进入偶合器外的冷却器，通过排油器回到油箱。利用调整装置操纵导流管，使管口的位置(即管口与旋转的外壳内壁的间距)发生变化，工作腔 中就能得到不同的液面，即不同的充油度，实现无级调速。调速原理如图1所示。

　　二、对大运量、长距离皮带机驱动分析

　　1. 达到平稳起动最有效的办法是延长起动时间。即要达到平稳起动，必须降低启动加速度，延长启动时间，避免出现加速度峰值。但由于电机的热负荷限制了起动时间的延长，这就给驱动单元的设计带来新的问题。

　　2.多电机驱动时的功率很难平衡。因输送带的弹性变形，减速机的效率差别，驱动滚筒的尺寸偏差及电机的力矩—转速特性差异，造成电机的负荷不均衡。

　　3.多级驱动时负荷分配和过载保护。为了调整和控制胶带的张力，在某些胶带输送机的中间区段加入了直线摩擦驱动，这就存在着总驱动装置与各分驱动装置的负荷分配及过载保护问题。

　　三、调速型液力偶合器与载荷的匹配关系

　　调速型液力偶合器主要与异步电动机匹配使用，工作载荷性质不同，会有不同的工作区域和调速范围。本文所述的皮带机为恒力矩平稳载荷。图2是调速型液力偶合器的导流管在不同位置时的特性与载荷的匹配关系。

　　图2中纵坐标Mk=M/MH 为相对力矩，式中M为载荷力矩，MH 为最大额定转差率下液力偶合器的输出力矩。