一、采用软启动安全联轴器的必要性

    大型球磨机、风机类设备由于其钢球填充量较大（一般在35~85吨），或其转动部分自重较大，有较大的转动惯量，属于大惯量启动类设备，其驱动电动机的启动为带满载启动。以球磨机为例，电机行业为使电动机能顺利启动球磨机，在Y系列电动机的基础上，通过加长铁芯、提高启动能力、增加堵转电流等措施，研制了球磨机专用电动机YTM系列。球磨机的启动解决了，但下列危害依然存在：

（1）当电动机启动时，球磨机的转动惯量直接加载到电动机上，造成电动机满载启动，启动电流过大，大电流持续时间长，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，对机械部分产生远高于工作负荷的冲击载荷，对传动系统的齿轮齿牙及对轮的联接销均有不良影响，长期积累易使齿轮损坏及对轮断销。
（3）当电机停机时，磨机的反向摆回会产生较大的瞬时反向力矩，由于传动系统为刚性联接，此力矩会瞬时作用于电机转子，使电机转子瞬时反转，由于大电机的转子自重较大，这种工况使传动系统产生反冲击，仍会造成不良影响，
（4）球磨机的传动链较长，其末端为开式传动，由于冲击载荷造成的潜在损坏或其他原因往往会造成传动系统振动或对轮的联接销的断销，直接影响生产。
因此，改进球磨机、风机类设备的传动系统，使电动机近似空载启动，减少冲击载荷，吸收反冲击，吸收系统振动是保证球磨机、风机类设备长周期稳定运行的重要措施。
采用软启动安全联轴器可起到近似空载启动，减少冲击载荷，吸收反冲击，吸收传动系统振动的作用。
 

图1表示了电动机启动过程中的转矩变化曲线。
 

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

图2表示了球磨机启动过程中，传递到电动机上的需克服的转矩Tw的变化曲线。


 
图2  球磨机启动过程的转矩变化曲线
TN—额定转矩    TDmax—最大转矩   nN—额定转速
 

综合图1、图2可知，在电动机的启动过程中，球磨机传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大于球磨机的TFmax时，电动机能带起球磨机，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。

球磨机在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，加上电动机满载启动，使电动机的启动电流很大，且持续时间长，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，球磨机的最大转矩TFmax才能传递到电动机上，电动机此时的转差率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。采用软启动安全联轴器可达到此效果。

二、软启动安全联轴器对电机及工作机的保护作用

1.如上面分析，在设备的启动过程中可减缓启动冲击，将降低传动系统机械零部件的启动负荷；降低了启动电流，缩短了峰值时间，减少了能耗。
2.当电机停机时，磨机的反向摆回产生的较大瞬时反向力矩在联轴器中得到释放，避免了传动系统的反冲击；
3.由于联轴器中传力介质为大量小直径的钢球，这些钢球在传力过程中相互间的弹性运动，产生了较好的吸振作用，可吸收传动系统的振动。

三、工程实践

西安帆力机电技术有限公司生产的软启动安全联轴器已在球磨机、风机上安装使用许多，经过用户多年的应用，实践证明对设备起到了良好的保护作用，如某厂球磨机（电机功率1120kW、转速984rpm）安装使用软启动安全联轴器后，启动电流峰值降到204A（工作电流88A），启动过程柔和，启动时间为9秒；再如某厂球磨机（电机功率1800kW、转速594rpm）之前传动系统零部件易损坏，安装使用软启动安全联轴器后传动系统运行平稳，仅低速齿轴由1～2年更换延长为4～5年更换，节省大量资金；再如某厂球磨机（电机功率355kW、转速740rpm）传动系统一直有振动现象，振动值达8~9mm/s，安装使用软启动安全联轴器后振动值降为4.2mm/s；再如某厂排粉机（电机功率900kW、转速1500rpm）安装使用软启动安全联轴器后，启动过程电流峰值下降70%以上，启动过程柔和；因此在球磨机、风机类设备上安装软启动安全联轴器对设备的长周期稳定运行可起到良好效果。