[摘 要]永磁電機在磨礦機中發(fā)揮了重要的作用，解決了傳統(tǒng)磨礦機存在的問題。然而，因為磨礦機永磁電機所使用的蛇形彈簧聯(lián)軸器存在易變形損壞的問題，制約了磨礦機永磁電機的使用效率。針對上述問題，文章探討了磨礦機永磁電機聯(lián)軸器優(yōu)化升級方案，旨在為磨礦機永磁電機的優(yōu)化改造提供參考。

[關(guān)鍵詞]磨礦機；永磁電機；聯(lián)軸器；優(yōu)化

[中圖分類號]TM912 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）12–0031–03

Research on Optimization and Upgrade of Permanent Magnet Motor Coupling for Grinding Machine

HE Fei

[Abstract]Permanent magnet motors play an important role in grinding machines， solving the problems of traditional grinding machines. However， the snake shaped spring coupling used in the permanent magnet motor of the grinding machine is prone to deformation and damage， which limits the efficiency of the use of the permanent magnet motor in the grinding machine. In response to the above issues， the article explores the optimization and upgrade plan for the coupling of the permanent magnet motor of the grinding machine， aiming to provide reference for the optimization and transformation of the permanent magnet motor of the grinding machine.

[Keywords]grinding machine； permanent magnet motor； coupling； optimization

1 項目概述

廣西華錫礦業(yè)有限公司銅坑礦業(yè)分公司主選車間位于廣西河池市境內(nèi)的南丹縣車河鎮(zhèn)，毗臨西南出海大通道和新黔桂鐵路，始建于20世紀(jì)70年代中期，1981年建成投產(chǎn)，是一座集選礦生產(chǎn)、科研、維修、機加工、運輸于一體的特大型有色金屬選礦廠。

主選車間是車河選礦廠主體生產(chǎn)車間之一，生產(chǎn)任務(wù)達到每年處理140萬t原礦，對應(yīng)處理量大的生產(chǎn)任務(wù)，開發(fā)了分步分支磨礦和磨選循環(huán)選礦技術(shù)，該廠投入使用的磨礦機型號為MQY2100×3000，其日常運行率在選礦生產(chǎn)流程中起到關(guān)鍵作用。主選車間于2016年將2～6號磨礦機電機改造為永磁電機。該電機型號為QTVF–450L/40YC（380），轉(zhuǎn)矩為9 398 N·m，功率為185 kW，電機傳動形式通過蛇形彈簧聯(lián)軸器連接帶動小齒輪傳動扭矩。

2 6號磨礦機永磁電機傳動方式及存在的不足

2.1 6號磨礦機永磁電機傳動方式

聯(lián)軸器的選擇不僅關(guān)系到機械設(shè)備的正常運行，更直接影響到整個生產(chǎn)線的效率和安全性。由于礦用機械設(shè)備通常在復(fù)雜地質(zhì)條件和嚴(yán)苛的機械結(jié)構(gòu)下工作，聯(lián)軸器的選型和使用顯得尤為重要。在選擇聯(lián)軸器時，應(yīng)先考慮設(shè)備的具體工況和環(huán)境因素。聯(lián)軸器需要具備足夠的扭矩傳遞能力，以適應(yīng)機械設(shè)備在不同工況下的工作需求。

其中，蛇形彈簧聯(lián)軸器是一種機械通用零部件，主要用于連接原動機和工作機，有時也用于連接兩個其他零件。其工作原理是利用蛇形彈簧片沿軸向嵌入兩半聯(lián)軸器的齒槽中，通過原動端的齒面對彈簧片的周向作用，實現(xiàn)從動端的扭矩傳遞，這種設(shè)計使得蛇形彈簧聯(lián)軸器在傳遞動力時具有出色的靈活性和適應(yīng)性。在機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)中，聯(lián)軸器作為連接軸與軸或軸與其他零件的重要裝置，不僅需要傳遞扭矩，還需要適應(yīng)各種工況下的軸間偏移。其中，蛇形彈簧聯(lián)軸器以其獨特的結(jié)構(gòu)和功能，在眾多聯(lián)軸器類型中脫穎而出，廣泛應(yīng)用于各種機械系統(tǒng)中。

蛇形彈簧聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)獨特，主要由蛇形彈簧片、兩半聯(lián)軸器及其他輔助部件組成。其中，蛇形彈簧片是核心部件，具有一定的柔性和彈性，能夠在傳遞扭矩時發(fā)生變形。這種變形不僅能夠補償兩軸之間的相對偏移，還能在一定程度上減少工作機與原動機的共振現(xiàn)象，從而提高機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。此外，蛇形彈簧聯(lián)軸器還具有減震和緩沖功能。在運轉(zhuǎn)過程中，彈簧片通過自身的彈性變形，能夠吸收和分散機械沖擊，減少設(shè)備在運行過程中的振動和噪聲。同時，其還具有過載保護功能，當(dāng)傳遞的扭矩超過設(shè)定限度時，聯(lián)軸器能夠通過打滑或變形來保護設(shè)備不受損壞。

6號磨礦機永磁電機傳動方式為蛇形彈簧聯(lián)軸器，其主要結(jié)構(gòu)由兩個半聯(lián)軸節(jié)、兩個半外罩、密封圈及蛇形彈簧片組成，通過蛇形彈簧嵌入兩半聯(lián)軸節(jié)的齒槽內(nèi)來實現(xiàn)傳遞扭矩。

2.2 存在的不足

2～6號磨礦機永磁電機在實際使用過程中二道齒輪軸振動大、傳遞扭矩不均、蛇型彈簧較容易形變損壞，由于彈簧硬度與聯(lián)軸器硬度接近，半聯(lián)軸節(jié)齒槽隨著彈簧的磨損而磨損，每換2～3次蛇形彈簧就需要換1次半聯(lián)軸節(jié)。根據(jù)月度檢修統(tǒng)計，蛇形彈簧聯(lián)軸器耗量為：3個月更換一套蛇形彈簧聯(lián)軸器。蛇形彈簧聯(lián)軸器價格約1萬元/套，1 a消耗4套，則1 a成本約為4萬元，造成生產(chǎn)成本的增加。

在實際生產(chǎn)過程中頻繁維修更換蛇形彈簧，影響生產(chǎn)連續(xù)性，蛇形彈簧磨損造成半聯(lián)軸節(jié)同步磨損，半聯(lián)軸器更換維修較困難，在日常維修時，需要把電機和二道齒輪拆卸吊出，然后利用30T壓力機才能把兩端半聯(lián)軸器脫離出來，再重新安裝一套新的。完成這樣一套拆裝組合工作，需要消耗大量的人力、物力、工時。

針對以上產(chǎn)生的問題，研究一種新的聯(lián)軸器來替代蛇形彈簧聯(lián)軸器，滿足以下要求：①在同樣負(fù)載的情況下，使用壽命長于蛇形彈簧聯(lián)軸器；②易損件損壞后不影響半聯(lián)軸器，通過更換易損件，完成維護；③減少維修工時，保證生產(chǎn)連續(xù)性。

3 彈性柱銷聯(lián)軸器的優(yōu)勢

彈性聯(lián)軸器是一種帶有彈性體的聯(lián)軸器，其設(shè)計理念在于利用彈性體的變形能力來適應(yīng)傳動過程中的各種偏差，如徑向、軸向及角度偏差等。這種聯(lián)軸器能夠保護機器，減少因偏差而導(dǎo)致的設(shè)備故障和損壞。彈性聯(lián)軸器運用平行或螺旋切槽系統(tǒng)，可以適應(yīng)各種傳動系統(tǒng)的偏差，無論是徑向、軸向還是角度偏差，都能有效地進行補償和調(diào)整。由于其設(shè)計精良的彈性體結(jié)構(gòu)，彈性聯(lián)軸器的應(yīng)用可以使扭矩的傳遞更加精確和穩(wěn)定，從而保證了機器的傳動效率和動力輸出的穩(wěn)定性。彈性聯(lián)軸器還能夠?qū)崿F(xiàn)零回轉(zhuǎn)間隙的同步運轉(zhuǎn)，大幅提高各種設(shè)備的運行效率和同步性。該聯(lián)軸器還具有較高的扭矩剛性和靈敏性，能夠快速響應(yīng)傳動系統(tǒng)的變化，保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。另外，彈性聯(lián)軸器具有抗油污、抗腐蝕的特性，同時其免維護的設(shè)計減少了企業(yè)對各種設(shè)備的維護成本和時間。

彈性柱銷聯(lián)軸器是彈性聯(lián)軸器中的一種典型類型，是一種利用若干非金屬彈性材料制成的柱銷，置于兩半聯(lián)軸器的凹圓孔中，通過尼龍柱銷實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的連接，從而保持原有的傳動扭矩。這種聯(lián)軸器屬于可移式彈性聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)簡單，制造、裝配和維修都較容易。同時，由于其具有彈性柱銷的設(shè)計，能夠在傳動過程中起到緩沖和減振的作用，保護設(shè)備免受沖擊和振動的影響。此種類型的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，且制造成本低于蛇簧聯(lián)軸器，裝拆更換彈性元件較方便，不用移動兩個半聯(lián)軸器。

4 彈性柱銷聯(lián)軸器優(yōu)化升級方案

參考GB5014–1985《彈性柱銷聯(lián)軸器》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計（HL10）進行改造，其目的是利用尼龍棒的特性減少對半聯(lián)軸的磨損，尼龍棒磨損而不影響半聯(lián)軸正常使用。在維修時只需打開半聯(lián)軸器擋板蓋，視察12根尼龍棒磨損情況，來逐一更換尼龍棒，再裝好半聯(lián)軸器擋板，就能完成維護，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。

在2022年6月交付圖紙給廠家制作，于2022年11月9日采購回物資，并于11月底檢修時間安裝使用，并觀察記錄使用效果。在2023年2—10月的每個月例行檢修中，拆卸半聯(lián)軸節(jié)進行檢查，改造后的聯(lián)軸器各個配件，均不出現(xiàn)損壞情況，按使用至目前的情況估算，可持續(xù)1 a以上的使用。磨礦機永磁電機聯(lián)軸器優(yōu)化前與優(yōu)化后的情況對比如圖1、圖2所示。

相比原蛇形彈簧聯(lián)軸器1 a的成本，改造后的彈性柱銷聯(lián)軸器的成本為0.527 5萬元，1 a可節(jié)約4萬元左右。

5 結(jié)束語

文章應(yīng)用彈性柱銷聯(lián)軸器對原有的永磁電機聯(lián)軸器進行優(yōu)化升級，解決了磨礦機永磁電機蛇型彈簧易形變損壞的問題，能夠有效兼顧使用壽命、維修便捷性、成本控制，對磨礦機穩(wěn)定運行具有重要的促進作用。未來，還需針對磨礦機永磁電機進行更深入的優(yōu)化升級，以期在二道齒輪軸方面獲得突破。

參考文獻

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