2008年第5期
N0.52008
新世纪水泥导报》
CementGuideforNewEpoch经验之谈
中图分类号:TQ172.622.26;TH133.4文献标识码:B文章编号:1008一O473(2008)O5一(()2
超越离合器在回转窑上的应用
黄锦兵合肥水泥研究设计院(230051)
主传动和辅助传动，正常生产时由主传动驱动，在
窑况不正常需要回转窑慢转或设备检修时由辅助传
动驱动.现有的绝大部分水泥回转窑主传动与辅助
传动之问的转换是依靠人工在现场操作斜齿离合器
来完成的，不仅不能及时和自动地将主传动和辅助
传动进行转换，还存在安全隐患.欧洲某一着名水
泥公司曾经出现人员在现场操作斜齿离合器时发生
伤亡事故，后来该公司安全规范明确规定回转窑传
离心离合器动装置必须使用超越离合器.
近年来，根据国外总承包工程部分业主要求,
我们也将超越离合器应用到了回转窑，球磨机等大
型设备上.
1超越离合器及其工作原理
超越离合器是利用主动件和从动件的转速变化
或回转方向变换而自动接合和脱开的一种离合器.
当主动件带动从动件一起转动时，称为结合状态;
当主动件和从动件脱开以各自的速度回转时，称为
超越状态.
常用的超越离合器有棘轮超越离合器，滚柱超
超越离合器和双向楔块超越离合器.回转窑传动装
置采用的超越离合器属于非接触型楔块超越离合器.
图l所示的非接触型楔块超越离合器由外环，内环,
楔块，固定挡圈，挡环，端盖，轴承和挡圈等组成.
在低速运行时，楔块在弹簧作用下与内环保持
接触，当超越转速达到某一极限时，偏心楔块的离
心力矩克服弹簧和其他阻力矩，使楔块径向与内环
工作面脱开，形成一个微小间隙，从而避免了摩擦
与磨损，离合器实现非接触工作.
使用时将内环安装在高速轴，外环套装在内环
的两个轴承上，并由螺钉与两个端盖紧固在一起;
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内环工作面与外环之间的滚道由楔块，固定挡圈,
轴承和挡圈组成，复位扭簧分别在楔块两端圆柱上,
扭簧的一端插入楔块断面的小口中，另一端靠在挡
销上，固定挡环将内环和楔块装置连在一起，外环
通过螺钉与法兰连接.
当主电机启动后，驱动主减速高速轴伸带动内
图1非接触型超越离合器结构简图
1_夕环;2一内环;3一楔块;4一固定挡圈;5一挡环;6一端盖;7_轴承;8一挡圈.
环和楔块装置一起旋转产生离心力，对楔块支撑点
形成一个转矩，其方向与扭簧施加给楔块的转矩相
反，有使楔块与外环脱离接触的趋势；当楔块离心
力产生的转矩不足以克服扭簧施加给楔块的转矩,
楔块与内环工作面相互接触，与外环产生相对滑动
摩擦.随着转速的提高，楔块离心力增加，当内环
转速达到或超过离合器的最小非接触转速时，楔块
离心力产生的转矩增加到大于扭簧施加给楔块的转
矩，迫使楔块偏转而与外环脱离接触，实现离合器
无摩擦的非接触旋转，这时不再带动从动件旋转n
(见图2).带超越离合器的回转窑传动装置见图3.
2选用原则
(1)传递转矩要小于或等于公称转矩，即
≤.
2008年第5期
No.52008黄锦兵：超越离合器在回转窑上的应用经验之谈i550N|.
=kT
式中，嘲论扭矩,N?1TI;
传递扭矩,N?1TI;
一
公称扭矩,N?in;
~-区动功率,kW;
，卜{专速,r/min;
—
储备系数，值的大小根据负载类型等选取,
一
般1.5～3.0.
非接触运转状态(超越)接触运转状态(接合)
图2非接触型超越离合器原理图
1一外环;2一挡销;3_楔块；弹簧;5一内环.
图3带超越离合器的回转窑传动装置
1一辅助传动电机;2一制动器;3一辅助传动减速机;4一超越离合器;5-主传动减速机;6一主传动电机;7一主传动接管.
(2)安装离合器轴的转速要大于非接触转速珞,
小于和等于最高转速一，即,zf≤≤.
(3)根据安装离合器内环的轴直径确定离合器
内环孔直径，并确定轴伸长度，同时也确定外环连
结型式.
(4)根据安装离合器的轴回转方向，确定离合
器的回转方向.
3应用举例
以①4in×60111回转窑为例，主传动电机zsN4—355—092，功~N1=315kW，转速=l000r/min，减速
机YNSlll0—22.4，速比f=22.4；辅助传动电机Y180L一
4，功率N2=22kW，转速=l470r/min，减速机
YNS删5，速~G--45.
3.1转速计算
主传动运行时主减速机高速轴转速:
no1=zl=1000r/min,
辅助传动运行时主减速机高速轴转速(辅助减
速机低速轴转速):
02==，之=l470/45=32.67r/min
3.2转矩计算
理论转矩:
T--9550--9550x22/(1470/45)=6431.63'm)
传递转矩:
=
(1.5～3.0)×6431.63=9647.45～
19294.89fN.m1
3.3超越离合器选型
根据超越离合器选用原则和传递转矩
T.=19294.89N?1TI，安装离合器轴的转速,z=nl=
1000r/min，选用的超越离合器参数如下:
型号:CKF440×235—80
公称扭矩:=25000N?m
最高转速:=1000r/min
非接触转速:n4=310r/rain
离合器外径::440mm
离合器宽度:L=235mm
4注意事项
(1)离合器工作转速应小于离合器的最高转
速;
(2)注意离合器旋向，如果安装方向相反，会
导致严重事故;
(3)要保证同轴度误差;
(4)不能对离合器及其表面实施锤击或强行装
配;
(5)不能采用加热装配.
5结束语
在回转窑主减速机和辅助减速机之间安装非接
触型楔块超越离合器不仅能及时，自动地对回转窑
主传动和辅助传动进行转换，还能消除安全隐患,
投资也不大(超越离合器约4～5万元人民币，斜齿离
合器约1万元人民币)，应大力推广使用.
参考文献
【lJ成大先.机械设计手册(第二册)IMI.北京：化学工业出版社, 2002.
[2】阮忠唐.联轴器，离合器设计与选用指南.北京：化学工
业出版社,2006.
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