软启动安全联轴器的软启动特性.pdf

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1、软启动安全联轴器的软启动特性一、采用软启动安全联轴器的必要性2由于风机、磨机类设备转动部分自重较大，其转动惯量一般在1200kgm～26000kgm，因此风机、磨机类设备为大惯量启动设备，其驱动电动机的启动为带载启动。带载启动带来的直接危害是：①工作机传递给电动机的需克服的转矩超过了电动机的启动转矩，造成电动机满载启动，甚至超载启动，启动电流过大，对电动机及电网均有不良影响。②由于电动机从零速开始大转矩启动，机械部分无缓冲时间，对机械部分造成冲击载荷。这些都直接影响到设备的长周期运行。改进传动系统，使电动机近似空载启动，是保证设备长周期运行的重要措施。图1表示了电动机启动过程中的转矩变化

2、曲线。图1电动机启动过程的转矩变化曲线Ts—启动转矩TDmax—最大转矩TN—额定转矩nN—额定转速由图1可看出，在电动机启动过程中，电动机能产生的最大转矩TDmax在电动机的转速接近额定转速nN时出现，而电动机转速接近0时，其所能产生的启动转矩Ts远小于最大转矩TDmax。下面以风机为例进行说明：图2表示了风机启动过程中，传递到电动机上的需克服的转矩Tw的变化曲线。1图2风机启动过程的转矩变化曲线TN—额定转矩TFmax—最大转矩nN—额定转速由图2可看出，风机在启动过程中，转速接近0时，风机传递给电动机需克服的转矩值为最大值TFmax。综合图1、图2可知，在电动机的启动过程中，风机传

3、递给电动机需要克服的转矩的幅值变化与电动机所能产生的转矩幅值的变化正好相反。当电动机的Ts大于风机的TFmax时，电动机能带起风机，但这时TDmax则远大于TFmax，电动机为“大马拉小车”，当Ts小于TFmax时，虽然TDmax大于TFmax，但其不在同一时段出现，则电动机启动困难，甚至启动不起来。风机在n≈0时，传递给电动机需克服的转矩最大，而此时，由于n≈0，电动机的转差率s=1，其转子电动势本身就很大，加上电动机超载启动，使电动机的启动电流很大，也造成机械部分的冲击载荷加大。由上述分析可知，假定在电动机启动到n接近nN时，风机的最大转矩TFmax才能传递到电动机上，电动机此时的转

4、差率s≈0，且可以用TDmax克服TFmax，将充分发挥出电动机的容量，也可使电动机的启动电流下降，这种特性，我们称之为电动机的软启动。二、软启动安全联轴器的原理及特点软启动安全联轴器通过钢球的离心压力产生的摩擦力传递转矩，通常将联轴器装在传动链的高速端。当原动机启动时，由于转速很低，离心力很小，其产生的摩擦力也很小，联轴器打滑，主动侧随原动机旋转，被动侧静止，原动机为近2似空载启动。随着转速的增加，摩擦力逐渐增大，联轴器的被动侧带动工作机开始旋转，直到与主动侧同步旋转，原动机的整个启动过程是一个平稳的逐渐加载的过程，实现了原动机的“软”启动，改变了普通联轴器联接时的“硬”启动方式。当工

5、作机过载或卡死时，由于转矩超过了设计摩擦力可传递的转矩，联轴器打滑，防止了机械部件的损坏及电动机的烧毁。软启动安全联轴器的结构如图3所示。图3软启动安全联轴器结构示意1—转子2—壳体3—钢球4—柱销5—半联轴器联轴器的工作过程为：主动轴带动转子旋转，转子上的叶片将壳体内的空腔分成2~6等份，叶片推动空腔中的钢球作圆周运动，钢球由于离心力作用沿联轴器半径方向运动，逐渐贴紧在壳体内壁，并沿壳体内壁滑动，随着转速的升高，钢球与壳体内壁间的摩擦力达到一定值时，钢球带动壳体旋转，达到同步状态。壳体通过柱销带动半联轴器旋转，将动力传递到工作机。软启动安全联轴器的主要特点：1）软启动性好。原动机启动时

6、，联轴器处于打滑状态，可将带载启动变为近似空载启动，实现原动机的软启动。2）过载保护并可调节。当工作机过载或卡死时，联轴器打滑。当异步电动机因过载导致转速下降时，联轴器可传递功率随转速迅速下降，有效保护电动机不被堵转。增减钢球的填充量，可调节过载保护功率值。33）减振性好。钢球在传力过程中相互间的弹性运动可吸收传动系统的振动。4）省能源与设备费用。由于实现了软启动，降低了启动电流，缩短了峰值时间，降低了能耗，同时，减小了设备的启动冲击，节省设备维修费用。5）装拆卸方便，工作可靠，运行中无需维护，承载能力大，外形尺寸小，但长时间打滑发热严重，不适用于频繁起动或频繁换向的场合。三、软启动安全

7、联轴器启动过程理论依据及曲线关系软启动安全联轴器的传力介质为钢球，假设联轴器壳体内填充的钢球质量为m，钢球形成的立方体的质心半径为r，联轴器的转速为n，联轴器的壳体内壁的半径为R，钢球与壳体间的摩擦因数为f，钢球与壳体间的摩擦转矩（即联轴器可传递的转矩）T为：2T=FRf=Rfmr(πn/30)由上式可知，联轴器可传递转矩与联轴器的直径及钢球的填充量成一次方线性关系，而与转速成2次方关系。由于可传递转短T与转速n为2次方关系，因此联