浅析气动摩擦离合器在大造粒机组中的应用

2024-02-20王昊

橡塑技术与装备 2024年2期

王昊

(大连橡胶塑料机械有限公司，辽宁大连 116036)

大型挤压造粒机组是聚烯烃装置中最关键的成套设备，集机、电、仪高度一体化，自动化控制水平高，其中包含盘车装置、主电机、联轴器、主减速器装置、混炼挤压装置、开车阀装置、换网器装置、水下切粒装置、离心干燥机、振动筛等部件，也可以根据生产能耗等要求额外增设熔体齿轮泵装置。气动摩擦离合器用于连接主电机与主减速器，作为机组中重要部件之一，一方面起到能够传递较大扭矩的作用，更重要的一方面则是在混炼挤压装置扭矩过载或是设备故障时，离合器立刻脱开，起到过载保护的作用。

1 气动摩擦离合器的结构组成和工作原理

1.1 气动摩擦离合器的结构组成

气动摩擦离合器系统由四部分组成：仪表风控制系统、速差检测控制系统、摩擦包组件、主电机及主减速器联接套。图1所示为摩擦包组件和主电机及主减速器联接套所组成的离合器本体。本离合器可以在不移动主电机和主减速器的前提下，单独拆卸中间的摩擦包组件，可大大减少离合器拆装的时间。

图1 气动摩擦离合器结构示意图

1.2 气动摩擦离合器的工作原理

本离合器可以在不移动主电机和主减速器的前提下，单独拆卸中间的摩擦包组件。摩擦离合器在使用一段时间后，必须进行摩擦片（序5）的更换或修复，进行修理或更换。可大大减少离合器拆装的时间。主电机端联接套（序12）与摩擦包组件由12个橡胶缓冲器（序10）连接而成，这种连接方式拆装方便，并且橡胶缓冲器通过自身变形能够吸收开机时的巨大冲击载荷，起到明显的减振降噪效果，且不需要定期润滑；主减速器端联接套（序1）与摩擦包组件通过长螺栓连接，形成一个仪表风气室，以骨架密封圈及O型圈进行密封，当给离合器提供预紧压力时，需借助主减速器另一端的旋转接头及仪表风控制系统提供的仪表风，仪表风进入气室推动活塞缸体（序3），使其压紧压力盘（序4），从而压紧摩擦片，此时离合器处于工作状态。离合器所能传递的扭矩与仪表风压力成正比线性关系。大造粒主减速器一般有两个挡位，即高速挡和低速挡，不同的挡位对应不同的造粒负荷，同时对应不同的离合器仪表风压力。在摩擦片发生磨损的情况下，仪表风压力会自动推动活塞补偿磨损量，因此不会影响机组正常运行；如果机组存在故障导致扭矩突然增大，超过了离合器最大传递扭矩，摩擦片开始打滑，速差检测控制系统检测到两端联接套速度差而发出报警，机组联锁停机，有效地保护了设备。

2 气动摩擦离合器的特点

（1）气动摩擦离合器可以通过仪表风控制系统轻松切断扭矩传递路线，更可以通过调节仪表风压力来控制机组的负荷产能。

（2）当机组设备故障时，如主减速器断轴、断齿或是螺杆混炼时进入异物等，所导致的传递扭矩突然增大，并超过离合器的限定扭矩时，离合器摩擦片产生打滑，从而使速差检测控制系统检测到转速差而发出报警连锁停车，避免因过载而损坏主电机、主减速器、螺杆等机械关键部件，对设备起到及时保护作用。

（3）机组停机时，离合器能够自动脱开，在无负荷的情况下主电机惰停时，动压油膜依然有效，从而保护了主电机的滑动轴承。

（4）当盘车电机带动螺杆排料时，由于离合器处于零风压的脱开状态，所以主电机不会被盘车电机带动旋转；针对采用滑动轴瓦的主电机，一般不配备轴承顶升油泵。

（5）由于摩擦离合器的存在，在主减速器另一侧配备了旋转接头；旋转接头（图2）通过高速轴内部接管传递仪表风，把仪表风引入离合器作为摩擦力，同时也通润滑油，用于高速轴与高速齿轮轴连接花键处的润滑；由于将高速轴和高速齿轮轴中心钻长孔，对于加工制造要求较高；旋转接头内还有机械密封、轴承等易损件，需定期更换。

图2 旋转接头系统剖视图

3 气动摩擦离合器的对中找正

气动摩擦离合器的安装精度直接影响了其使用性能，对中找正是离合器运行寿命的重要保证。按照DESCH气动摩擦离合器给出的标准进行找正。表1为DESCH气动摩擦离合器给出的标准。

表1 找正数据表

安装摩擦包组件前对两端联接套进行找正，如图3所示；安装摩擦包组件后进行找正，如图4所示。

图3 安装前找正示意图

图4 安装后找正示意图

4 气动摩擦离合器常见故障分析及处理

离合器常见故障原因有：离合器工作状态下故障脱开、摩擦片打滑。

（1）主电机瞬间启动电压过低，摩擦盘、摩擦片过热，摩擦盘与摩擦片老化，摩擦盘的空气压力过低等原因都能导致离合器脱开。

分析及处理：主电机启动时，应避开用电高峰，降低喂料负荷量，重新启动的间隔时间最短为30 min；在天气炎热时，反复两次以上启动主电机时，更应延长间隔时间或用风扇强制降温；用仪表风吹扫并用清洁抹布擦净摩擦片和摩擦盘表面灰迹，如果磨损较重或表面出现“玻璃化”现象时，应更换摩擦盘、摩擦片；确认空气压力值是否能使摩擦盘与摩擦片相贴合。

（2）导致离合器摩擦片打滑的原因大致有3 种：开机时的过载；摩擦副中进入了能降低摩擦系数的杂质；频繁的开停车造成离合器过早的损坏使摩擦副接合情况变差。

分析及处理：减少开停车的次数，尽量做到一次开车成功；净化设备周围环境，保持清洁，切断粉尘来源，在停车期间离合器的防护罩一定要安装，检修时拆装离合器摩擦包组件，不能使摩擦盘或摩擦片上接触到油脂；条件允许情况下，更新筒体外的保温材料，并尽量缩短停车时间，使筒体内的树脂能保持良好的熔融状态，尽量降低对开车造成的附加阻力。