【基础知识】液力耦合器的原理及运行中的监视参数有哪些?

文摘   2025-01-08 14:11   新疆  


液力耦合器


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液力耦合器工作原理



     液力偶合器主要由泵轮、涡轮和转动外壳组成。泵轮和涡轮尺寸相同,相向布置,其腔内均有许多径向叶片,涡轮的叶片数一般比泵轮少1~4片,以避免共振。泵轮的主轴和电动机主轴(或第一级增速齿轮轴)相连,涡轮轴和水泵主轴(或第二级增速齿轮轴)连接。

     泵轮和涡轮形成的工作油腔内的油自泵轮内侧引入后,在离心力的作用下被甩到油腔外侧形成高速的油流,冲向对面的涡轮叶片,驱动涡轮一同旋转。然后,工作油又沿涡轮叶片流向油腔内侧并逐渐减速,流回到泵轮内侧,构成一个油的循环流动圆。

       而在涡轮和转动外壳的腔中,自泵轮和涡轮的间隙(或涡轮上开设的进油孔)流入的工作油随转动外壳和涡轮旋转,在离心力的作用下形成油环。工作油在泵轮内获得能量,又在涡轮里释放能量,完成了能量的传递。

     如果改变工作油量的多少,即可改变传动动力的大小,从而改变涡轮的转速,以适应负荷的要求。



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液力偶合器的调节



       液力耦合器的调节是由改变勺管位置来进行的。

       由于转动外壳里的油环随半径增大,其油压也增大,因此提高勺管后排出的油也增多,使涡轮迅速降速。

      在勺管作用下,运行时改变偶合器内的油注量:

• 将勺管尽可能深地插入偶合器的勺管室(0%的位置):最小油环,最小输出速度。

• 将勺管尽可能抽出偶合器的勺管室(100%的位置):最大油环,最大输出速度。

勺管位置的运行是VEHS控制的一项功能。(Voith电动液压定位控制)

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液力耦合器结构





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液力耦合器动画展示






05 液力耦合器的结构及安装

(一)液力耦器的结构:

液力耦合器其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分组成,如图所示。

泵轮和涡轮相对安装,统称为工作轮。在泵轮和涡轮上有径向排列的平直叶片,泵轮和涡轮互不接触。两者之间有一定的间隙(约3mm一4mm );泵轮与涡轮装合成一个整体后,其轴线断面一般为圆形,在其内腔中充满液压油。

(二)液力耦合器的安装方式:

液力耦合器的输入轴与电动机联在一起,随电动机的转动而转动,是液力耦合器的主动部分。涡轮和输出轴连接在一起,是液力耦合器的从动部分,与负载连在一起。其结构示意图如下:

在安装时,液力耦合器安装在电动机与负载之间,通常由于负载较大,且与其它设备有联锁,采用将电机后移方案,在改造方案中需重新做电机的基础。

06 液力耦合器在运行中监视的参数有哪些?

1. 液力耦合器的基本运行参数
  • 转速比:液力耦合器的转速比是指输入轴的转速与输出轴转速之比,通常要求在0.9~1.15的范围内。这一参数对液力耦合器的传动寿命有重要影响,过高或过低的转速比都可能导致效率降低和损坏风险增加。
  • 滑差率:反映了液力耦合器的传动损失,与转速比密切相关,它体现了泵轮和涡轮之间的转速差异,也是评估耦合器性能的一个重要指标。
2. 液力耦合器的油温监视
  • 工作油温:液力耦合器运行时,液体的温度对其性能和寿命至关重要。一般情况下,油温应控制在50~90℃(也有说法认为正常值在60~110℃,报警值110℃,停泵值130℃)的范围内。过高的油温会导致液体黏度下降,影响传动效率;而过低的油温则可能影响耦合器的正常启动和性能发挥。
  • 润滑油温:除了工作油温外,润滑油的温度也需要进行监视,确保其在适宜的范围内运行,比如正常值45~65℃,报警值65℃,停泵值70℃。这有助于保护耦合器的内部部件,延长使用寿命。

3. 液力耦合器的扭矩与功率相关参数
  • 扭矩传递系数:液力耦合器的扭矩传递系数是指其传递扭矩与输入轴扭矩之比,一般要求在0.9~0.97之间。扭矩传递系数的合理控制对于避免超载、过热以及提高传动效率具有重要意义。
  • 功率损失:液力耦合器在传递动力的过程中会产生一定的功率损失,这主要是由于机械摩擦和液体剪切等因素引起的。为了保持耦合器的良好运行状态,需要监视其功率损失情况,确保不超过规定的范围(如3%)。
4. 液力耦合器的特殊保护参数
  • 易熔塞状态:易熔塞是液力耦合器的一种保护装置,用于防止工作油温过高而引发事故。在耦合器运行过程中,需要定期检查易熔塞的状态,确保其能够正常工作。一旦易熔塞熔化,需要及时更换并查明原因,以避免类似情况再次发生。
  • 勺管位置与调速性能:勺管是调节液力耦合器工作油量的关键部件,其位置的变化直接影响到耦合器的调速性能和输出转速。因此,在耦合器运行过程中,需要密切关注勺管的位置和调速性能的变化情况,以确保耦合器能够稳定、可靠地工作。

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