1 引言

2012年英國(guó)石油公司（BP）發(fā)布了《世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2012》，其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2011年中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。中國(guó)在2011年的煤炭產(chǎn)量是19.56億噸油當(dāng)量，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)位居世界第二的美國(guó)（5.56億噸油當(dāng)量）。同時(shí)，2011年中國(guó)的煤炭消耗量為18.39億噸油當(dāng)量，雄踞全球第一位。數(shù)據(jù)還顯示，2011年全球煤炭產(chǎn)量的最大增幅來(lái)自中國(guó)，這也使在2011年全球煤炭產(chǎn)量中，中國(guó)的份額上升到50%。然而，2011年全球石油消費(fèi)增長(zhǎng)卻相對(duì)表現(xiàn)疲軟，其增長(zhǎng)只有0.7%。BP首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家克里斯托夫·魯爾表示：“無(wú)論是從產(chǎn)量還是消費(fèi)量看，2011年全球增幅最迅猛的石化能源均是煤炭”。他更進(jìn)一步指出：“全球煤炭行業(yè)的飛速發(fā)展，是因?yàn)槠浣⒘诉m應(yīng)市場(chǎng)條件的生產(chǎn)和貿(mào)易模式，通過(guò)這種模式，煤炭支撐了全球能源供應(yīng)的安全”。

相對(duì)應(yīng)的，煤炭裝備制造業(yè)是煤炭工業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和發(fā)動(dòng)機(jī)，其直接決定著煤炭產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化和可持續(xù)性發(fā)展。隨著我國(guó)對(duì)煤炭能源需求的飛速增長(zhǎng)，我國(guó)的煤炭產(chǎn)業(yè)正在向著大型規(guī)模化、高度機(jī)械化和自動(dòng)化的方向發(fā)展；投入運(yùn)行的煤炭生產(chǎn)斜井工作面也向著超長(zhǎng)、大截面和大傾角等方向發(fā)展。作為保障煤炭運(yùn)輸連續(xù)暢通工作的皮帶機(jī)，其是否能夠進(jìn)行高產(chǎn)、高效、安全和可靠運(yùn)行，對(duì)煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效益具有重大意義。正是從確保煤炭皮帶機(jī)安全可靠和無(wú)憂運(yùn)行的角度，本文將探討SKF格柵聯(lián)軸器在皮帶機(jī)上應(yīng)用，以期對(duì)我國(guó)煤炭裝備制造業(yè)的發(fā)展和強(qiáng)大提供一些啟示和幫助。

2 SKF格柵聯(lián)軸器的特性和類(lèi)型

2.1 性能特點(diǎn)

煤炭行業(yè)皮帶機(jī)在實(shí)際使用中存在振動(dòng)和沖擊載荷，對(duì)于高輸出功率、高扭矩并存在對(duì)中誤差的應(yīng)用場(chǎng)合，SKF格柵聯(lián)軸器是一個(gè)理想的選擇。圓錐形格柵元件采用高強(qiáng)度合金鋼材料，而SKF格柵彈簧和輪轂齒的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使該聯(lián)軸器能適應(yīng)來(lái)自三個(gè)平面的位移和應(yīng)力；SKF格柵聯(lián)軸器同時(shí)兼顧了齒式聯(lián)軸器的大扭矩和彈性聯(lián)軸器的柔性，其性能特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

（1）、優(yōu)越的緩沖吸振能力，抵抗沖擊載荷并有效保護(hù)設(shè)備。

SKF格柵聯(lián)軸器的錐形彈簧設(shè)計(jì)和柔性特性，能緩沖減少振動(dòng)水平達(dá)30%，當(dāng)聯(lián)軸器受到強(qiáng)烈沖擊或變化載荷時(shí)，產(chǎn)生的沖擊能量被聯(lián)軸器彈簧的柔性傳動(dòng)進(jìn)行有效吸收，此時(shí)聯(lián)軸器起到了振動(dòng)吸收器的作用。

同時(shí)，由于格柵彈簧片的特殊性能，在很大程度上避免了驅(qū)動(dòng)裝置與被驅(qū)動(dòng)裝置共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而有效保護(hù)設(shè)備。

（2）、采取獨(dú)特的弧型齒設(shè)計(jì)，確保聯(lián)軸器的長(zhǎng)壽命。

SKF格柵聯(lián)軸器通過(guò)特殊的弧型齒設(shè)計(jì)，保證聯(lián)軸器在運(yùn)行時(shí)彈簧始終與弧形齒面保持最佳貼合位置，即彈簧與弧形齒的接觸面積隨著聯(lián)軸器負(fù)荷大小的改變而進(jìn)行漸進(jìn)變化，從而使聯(lián)軸器傳遞的扭矩更大，而產(chǎn)生的摩擦應(yīng)力得到有效分散，確保了聯(lián)軸器的長(zhǎng)壽命。

（3）、可靠的材質(zhì)保證，零部件完全互換性。

SKF格柵聯(lián)軸器彈簧采用高精度加工的高彈性合金彈簧鋼，其錐形彈簧經(jīng)過(guò)淬火、回火以取得最佳硬度，同時(shí)彈簧表面經(jīng)過(guò)精密?chē)娡栌不幚?，進(jìn)一步壓縮其表面分子結(jié)構(gòu)。輪轂采用的精加工SM45C鋼，顯著增強(qiáng)聯(lián)軸器的額定功率，保證聯(lián)軸器的優(yōu)越性能和使用壽命。另外，SKF格柵聯(lián)軸器的構(gòu)成部件加工精度高，確保了零部件的完全互換性。

（4）、結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)方便。

SKF格柵聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)成的零件數(shù)量少和重量輕。允許兩個(gè)輪轂之間存在一定的徑向、角向和軸向偏差。彈簧是聯(lián)軸器的主要易損件，彈簧可以在輪轂齒槽內(nèi)自由擺動(dòng)，SKF的設(shè)計(jì)非常便于格柵彈簧的快速更換。

而且，與其它類(lèi)型的聯(lián)軸器不同，SKF格柵聯(lián)軸器的輪轂和其它部件并沒(méi)有相互聯(lián)結(jié)，維修安裝時(shí)無(wú)需重新對(duì)中，可以有效縮短停機(jī)時(shí)間和降低維護(hù)成本。

2.2 常見(jiàn)類(lèi)型

由于采用多種軸套設(shè)計(jì)吻合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，SKF格柵聯(lián)軸器可以涵蓋全部工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格和尺寸，并且能與其它符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的格柵聯(lián)軸器進(jìn)行部件互換。

SKF格柵聯(lián)軸器以其卓越的性能廣泛應(yīng)用于煤炭行業(yè)，其常見(jiàn)類(lèi)型主要包括：

（1）、水平和垂直外罩類(lèi)型

水平安裝外罩的SKF格柵聯(lián)軸器，采用鋁合金外罩，其重量輕、空間小的特點(diǎn)，非常適合設(shè)備存在正反轉(zhuǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合；而對(duì)于垂直安裝外罩的設(shè)計(jì)類(lèi)型，除了方便更換彈簧外，該類(lèi)型的SKF格柵聯(lián)軸器采用高強(qiáng)度的沖壓鋼外罩，以適合于高轉(zhuǎn)速應(yīng)用場(chǎng)合。

水平和垂直外罩類(lèi)型的一整套SKF格柵聯(lián)軸器由2個(gè)輪轂、1個(gè)格柵和1個(gè)外罩組成。其裝配配件則包含外罩，油封、密封襯墊、螺栓和鎖緊螺母。

（2）、全調(diào)距和半調(diào)距聯(lián)軸器類(lèi)型

全調(diào)距類(lèi)型的SKF格柵聯(lián)軸器，同樣采用水平安裝的鋁合金外罩，其脫卸式設(shè)計(jì)非常適合于需要調(diào)整距離的應(yīng)用場(chǎng)合；而對(duì)于半調(diào)距聯(lián)軸器類(lèi)型，還可以提供特殊尺寸輪轂，以適用于特殊尺寸的應(yīng)用場(chǎng)合。

一整套全調(diào)距的SKF格柵聯(lián)軸器由2個(gè)輪轂、1個(gè)格柵、1個(gè)外罩和1個(gè)調(diào)距輪轂組成。

3 SKF格柵聯(lián)軸器的一般技術(shù)參數(shù)

煤炭行業(yè)皮帶機(jī)的最終需求是盡可能以最低消耗實(shí)現(xiàn)最高產(chǎn)量，SKF將其具備的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與最新技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合及工況的聯(lián)軸器解決方案。

煤炭皮帶機(jī)的工作環(huán)境通常比較惡劣，對(duì)設(shè)備零部件的互換性要求比較高[7]。SKF格柵聯(lián)軸器的圓錐格柵彈簧元件采用高強(qiáng)度合金鋼制成，而格柵彈簧是聯(lián)軸器的主要易損件，因此其設(shè)計(jì)要求便于格柵彈簧快速更換。

另外，煤炭皮帶機(jī)在工作過(guò)程中存在振動(dòng)和沖擊載荷，設(shè)備的組成部件如電機(jī)、減速機(jī)等容易出現(xiàn)不對(duì)中的情況[8][9]。所有這些都對(duì)聯(lián)軸器的相關(guān)技術(shù)參數(shù)提出了特定要求。

考慮到煤炭行業(yè)皮帶機(jī)聯(lián)軸器的實(shí)際應(yīng)用情況和維修便利性，還需要注意各個(gè)聯(lián)軸器品牌的互換性。

如下展示了SKF格柵聯(lián)軸器與其它符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的互換性、抗不對(duì)中能力、拉拔螺栓孔等方面的一般技術(shù)參數(shù)（分別見(jiàn)表1-4）。

表1   SKF格柵聯(lián)軸器的互換指南（水平剖分式）