斗式提升機液力傳動設備在大顆粒尿素提升裝置中應用
本文簡述了在大顆粒尿素提升裝置中的斗式提升機提升物是尿素顆粒，提升高度為 38m、提升能力為 120t/h 的高速提升機，介紹了為保護電機而采用了液力傳動設備，其優(yōu)點是能消除沖擊和振動，能起到過載保護的作用而且啟動性能好。
1、前言
流化床大顆粒尿素生產是采用尿素晶種流化床技術生產顆粒尿素的一種新工藝，尺寸較小的顆粒尿素晶種在造粒機流化床中處于流化狀態(tài)，尿素的質量分數(shù)為 95 %~ 96 % 的尿液由噴嘴噴出, 在霧化空氣的作用下形成一個霧化區(qū)(尿液小液滴) , 兩個區(qū)域互相交錯, 尿液細霧噴涂在返料尿素的晶種上, 經冷卻固化成為較大的顆粒。形成的大顆粒尿素由于重力的作用沉降到多孔板上 (流化床下部) , 借助流化空氣在多孔板錐形斜孔產生的水平推力排出造粒機，從造粒機出來的顆粒尿素經過振動篩篩分，符合尺寸的標準產品顆粒被送至產品冷卻器冷卻作為成品，尺寸較小的顆粒尿素被送回造粒機作為晶種重新造粒。
斗式提升機是大顆粒尿素生產中的非常重要的一個提升裝置, 它把造粒機生產出的大小不一尿素粒子, 提升至整個裝置最高處的尿素震動篩,進行篩分分出產品、晶種、超大顆粒以及結塊尿素等。斗式提升機包括皮帶斗式提升機、板鏈斗式提升機、鏈條斗式提升機等幾種，該公司裝置采用的是皮帶式提升機，具有提升高度高，提升穩(wěn)定、占地面積小和良好的密封性等優(yōu)點。
2、液力傳動設備
以液體為工作介質的一種非剛性聯(lián)軸器，又稱液力聯(lián)軸器。液力耦合器(見圖 1)的泵輪和渦輪組成一個可使液體循環(huán)流動的密閉工作腔，泵輪裝在輸入軸上,渦輪裝在輸出軸上。動力機（內燃機、電動機等）帶動輸入軸旋轉時，液體被離心式泵輪甩出。這種高速液體進入渦輪后即推動渦輪旋轉，將從泵輪獲得的能量傳遞給輸出軸。最后液體返回泵輪，形成周而復始的流動。液力耦合器靠液體與泵輪、渦輪的葉片相互作用產生動量矩的變化來傳遞扭矩。它的輸出扭矩等于輸入扭矩減去摩擦力矩，所以它的輸出扭矩恒小于輸入扭矩。液力耦合器輸入軸與輸出軸間靠液體聯(lián)系，工作構件間不存在剛性聯(lián)接。液力耦合器的特點是：能消除沖擊和振動；輸出轉速低于輸入轉速，兩軸的轉速差隨載荷的增大而增加;過載保護性能和起動性能好, 載荷過大而停轉時輸入軸仍可轉動, 不致造成動力機的損壞; 當載荷減小時，輸出軸轉速增加直到接近于輸入軸的轉速。液力耦合器的傳動效率等于輸出軸轉速乘以輸出扭矩（輸出功率）與輸入軸轉速乘以輸入扭矩（輸入功率）之比。一般液力耦合器正常工況的轉速比在 0.95 以上時可獲得較高的效率。液力耦合器的特性因工作腔與泵輪、渦輪的形狀不同而有差異。如將液力耦合器的油放空，耦合器就處于脫開狀態(tài)，能起離合器的作用。
 斗式提升機液力傳動設備結構示意圖
3、液力傳動裝置工作原理
液力耦合器是一個內含兩個環(huán)形輪片的密封機構。驅動輪稱為泵輪，被驅動輪稱為渦輪，泵輪和渦輪都稱為工作輪。在工作輪的環(huán)狀殼體中，徑向排列著許多葉片。泵輪和渦輪裝合后，形成環(huán)形空腔，其內充有工作油液。泵輪通常由電機驅動下旋轉，帶動工作油液做比較復雜的向心力運動。高速流動的油液在科里奧利力的作用下沖擊渦輪葉片，將動能傳給渦輪，使渦輪與泵輪同方向旋轉。鋼絲膠帶斗式提升機安裝要點油液從渦輪的葉片邊緣又流回到泵輪，形成循環(huán)回路，其流動路線如同一個首尾相連的環(huán)形螺旋線。液力耦合器在輸送機的驅動裝置中安裝在電動機和減速器之間（見圖 2）。
 帶式提升機傳動設備驅動系統(tǒng)示意圖
泵輪與電動機軸相連，起主動軸作用。渦輪與帶式輸送機減速器相連，起從動軸作用?？梢?，主從動軸之間沒有剛性的機械連接機構。液力耦合器的工作原理是: 當電動機帶動泵輪轉動時，注入其中的工作液體被葉片夾持著同泵輪一起旋轉，產生流向外緣的離心壓力; 同樣，渦輪旋轉時，其中的工作液體也產生流向外緣的離心壓力;作螺旋運動的液體質點在泵輪中被加速和增壓后進入渦輪，沖擊推動渦輪的葉片，使渦輪旋轉，帶動帶式輸送機工作，液體質點本身被減速和降壓，從渦輪內緣流回泵輪，重新被加速、增壓; 這樣反復循環(huán)便可實現(xiàn)從原動機到帶式輸送機的能量傳遞。液力耦合器傳遞能量的過程是: 電能→液體動能→機械能。
4、采用液力耦合器的優(yōu)點和特點
液力耦合器是依靠液體環(huán)流運動來傳遞能量的。環(huán)流的形成是由于泵輪轉速大于渦輪轉速，因此液力耦合器實現(xiàn)能量( 力矩) 傳遞的條件是泵輪和渦輪之間存在轉差，轉速差的大小決定了傳遞力矩的大小。
4.1液力耦合器的優(yōu)點
（1）可以改善機器的起動性能。液力耦合器可以縮短電動機的起動時間，使電動機很快達到額定轉速，然后負載才逐漸加速。這樣，既減少了起動過程中的電能損失，起到節(jié)能的作用，又使起動平穩(wěn)。另外，對于普通鼠籠型異步電動機，如果液力耦合器注油量合適，還可以利用接近于電動機的顛覆力矩來起動負載，使機器的起動力矩大大增加。
（2）具有過載保護作用。當選用安全型液力耦合器時，可以對電動機和工作機構實現(xiàn)過載保護。特別是采用帶有前輔室的安全型液力耦合器，能使傳動設備具有較好的起動特性。
（3）提高電動機和工作機構的壽命。能消除提升裝置工作機構的沖擊和振動，減少輸送帶的動應力，降低疲勞程度，從而大大延長電動機和工作機構的壽命。
（4）平衡各電動機的功率輸出。在多電動機傳動系統(tǒng)中，能使各臺電動機的負荷分配趨于均衡。
4.2液力傳動設備的特點
該提升裝置是在電動機軸的轉速不變的情況下，改變輸出軸的轉速，同時亦改變了原動機的輸出功率。
（1）可實現(xiàn)無極變速；
（2）能滿足低負荷工況要求；
（3）可以空載啟動，離合方便；
（4）可有隔離振動；
（5）對動力過載起保護作用；
（6）液力偶合器運轉時有一定的功率損失；
（7）為了使液力偶合器安全經濟運行，還需要一套輔助設備（如增速齒輪，冷油器，伺服機等），所以要增加一些設備費用。
5、日常維護
液力傳動油必須保持清潔，各油路和殼體中不能有污物、水分及雜質。不同品牌的油液絕不能混用，同牌號不同廠家生產的也不宜混用。不同的液力傳動變速器其檢查油位的方法不同，若油位未達到規(guī)定位置，應及時補充。
6、結論
在多滾筒傳動設備的驅動系統(tǒng)中，為了使電動機功率分配相對均衡，獲得比較合理的運行工況，既要綜合考 慮各因素的影響規(guī)律，又要采取適當?shù)恼{節(jié)措施。液力耦合器是利用液力來傳遞功率( 力矩) 的裝置。采用液力耦合器傳動可使驅動裝置的機械特性變軟，從而改善機器的啟動性能，使多滾筒傳動電動機功率分配趨于平衡。液力傳動裝置對帶式提升機功率平衡的改善效果明顯。優(yōu)點是能消除沖擊和振動，能起到過載保護的作用而且起動性能好。載荷過大而停轉時輸入軸仍可轉動,不致造成動力機的損壞。啟動時，輸入軸可以快速啟動，輸出軸轉速逐漸增加直到接近于輸入軸的轉速。
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