1、鼓形滤网驱动系统中超越离合器的应用与分析摘 要：超越离合器是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，来实现自行离合功能的离合器。是机电一体化机械传动中的基础件。其主要功能是防止逆转、精确定位、传递转矩或切断转矩 关键词：鼓网；驱动机构；超越离合器 Abstract: The main clutch is the use of the speed change driven portion or the rotation direction change, to achieve self-clutch clutch function. Mechatronics is the basis of
2、 mechanical transmission parts. Its main function is to prevent the reversal of precise positioning, cutting torque or torque transmission Keywords: network drive mechanism clutch drum 中图分类号：TH133.4 文献标识码：A 鼓形滤网是核电站循环水系统的重要冷却设备。由于核电站的特殊性，鼓形滤网的驱动系统一般采用高/低速电机及备用低速电机，驱动同轴式双输入轴减速机结构。如图（1）所示，两台电机输出轴各自通过超
3、越离合器与标准齿轮减速机输入轴相联接，减速机的输出则通过剪销式安全离合器与传动轴联接。传动轴上的主动小齿轮驱动鼓形滤网的大齿圈，带动鼓网运行。当鼓形滤网过载时，安全离合器上的安全销被剪断，感应开关同步动作并向控制柜发出信号，电机断电，达到保护电机与保护设备的目的。 图（1） 一、系统描述： 系统配备有一台高/低速电机和一台备用低速电机，正常情况下，水位差小于 0.2m，高/低速电机低速运转，安装在高/低速电机端的超越离合器与减速器结合，备用低速电机端的超越离合器与减速器超越（脱离） ，减速器输出轴通过剪销式安全离合器带动传动轴末端的小齿轮与安装在鼓骨架上的大齿圈啮合，鼓网低速运行；当水位差大于
4、 0.3m 时，由压力传感器切换至高速运行。当高/低速电机出现故障时，备用低速电机工作，安装在备用低速电机端的超越离合器与减速器结合，高/低速电机端的超越离合器与减速器超越（脱离） ，鼓形滤网由备用电机驱动鼓网低速运行。由此可见，在驱动系统中超越离合器的作用是至关重要的。因此，我们将超越离合器作为一个重点在这里进行介绍。 二、超越离合器的应用： 根据技术性能要求，减速机输入轴为同轴式双输入轴，一端接高 /低速电机（主电机） ，另一端接备用低速电机。这就要求主电机工作时，备用电机不能随之空转，反之亦然。为此，在两台电机输出轴和减速机输入轴之间均需要设置一种特殊结构的离合器。超越离合器是利用主、从
5、动部分的速度变化或旋转方向的变换实现自动结合和分离的。而单向超越离合器在旋转方向不变时，只能从主动部分向从动部分传递转矩，反之则脱开。故此我们选用了滚柱式单向超越离合器，并将离合器外环作为主动，联接在电机输出轴上；内环作为被动，联接在减速机输入轴上。这种配置可以确保一台电机工作时，另一台不工作的电机不会随着空转。滚柱式单向超越离合器结构示意如图 2： 图 2 其连接方案及工作原理为：电机输出轴安装的联结法兰与超越离合器外环上的 4-12 孔通过螺栓连接，超越离合器内环与减速机输入轴采用平键联接。此种方案轴向尺寸较小，装配与调整简单、同心度也容易保证。当主电机正常工作时，其输出转矩按如下路径传递
6、: 传至鼓网主电机的一路驱动设备运转，另外一路则被备用电机侧的超越离合器隔断。当主电机因故障不能正常运转而设备又不能停机时，则可改用备用电机驱动，而传向主电机侧一路亦被该侧超越离合器隔断。其输出转矩传递路径如下: 三、超越离合器的选型:(电动机参数表) 序号 型号 功率 （KW） 转速 （r/min） 1 高/低速电机 13/5.5 1500/500 2 低速电机 5.5 500 根据减速机输入轴直径 30mm 选择内环内径，初选 CY1B 型 100B 的滚柱式超越离合器。内环内径 30mm,许用扭矩 Tn=250Nm。 电机输出扭矩： 高速 T=9550P/n=955013/1500=82
7、.77Nm 低速 T=9550P/n=95505.5/500=105.05Nm （二）计算扭矩： Tc=KTmaxTn 式中：k工况系数，对较平衡低速转动地鼓网，取 1.51.8。 Tmax最大工作力矩，这里保守取为电机输出扭矩。 则： Tc=(1.51.8)105.05 =157.58189.09Nm TcTn 所选离合器符合要求。 结论： 超越离合器是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，来实现自行离合功能的离合器。是机电一体化机械传动中的基础件。其主要功能是防止逆转、精确定位、传递转矩或切断转矩。 为了满足鼓形滤网的正常使用，我们这里选用的滚柱式超越离合器，在保证其需用扭矩的前提下
8、具有以下优点： （1）两台电动机仅需配备一台减速机，降低了成本； （2）可以有效的确保主、从动两台电动机不会发生联动； （3）确保设备的连续运转。当主电动机发生故障时，可及时启动备用电机，保证鼓形滤网的正常清污。 参考文献 （1） 机械设计实用手册第二版吴宗泽主编化学工业出版社 （2） 滚动轴承产品样本洛阳轴承研究所编中国石化出版社 （3） 机械设计第七版西北工业大学机械原理及机械零件教研室 濮良贵 纪名刚主编 高等教育出版社 （4） 工厂常用电气设备手册上册 第二版 工厂常用电气设备手册编写组中国电力出版社 （5）沈阳三环机械厂：超越离合器产品样本 （6）弗兰德公司：减速机产品样本 （7）中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心：核电鼓形滤网静力分析报告
