CN102080714B - 新型调速型液力偶合器 - Google Patents

Abstract

一种新型调速型液力偶合器，支撑输入轴的输入轴承I固定在输入法兰内、输入轴承II固定在安装在旋转外壳中间支撑盘内环的支撑座II内，支撑输出轴的埋入轴承固定在联接在泵轮内环的支撑座I内、输出轴承II固定在固定轴承座内；固定轴承座上半部开有润滑油孔II，并安装供润滑油管为输出轴承II、输入轴承II提供润滑油，下半部开有回油孔，并装固定导液管和回油管组成回油通路；输入轴开有滑油孔I为埋入轴承提供润滑油且与泵轮连接；泵轮安装甩油环，并圆周向均布供油孔，外环与旋转外壳连接；供油泵由输入轴上的齿轮驱动；供油阀调节为泵轮提供工作油量；供油阀开度由单片计算机采集偶合器转速仪信号与期望转速比较，由模糊控制器计算出控制值控制。

Description

新型调速型液力偶合器

技术领域

本发明涉及用于可无级调节输出转速的液力传动机械，属于一种液力无级调速设备。

背景技术

调速型液力偶合器是安装在电机和工作机之间的一种液力传动无级调速机械，是大功率交流恒速电动机驱动机组大力推广应用的调速手段，具有无级调节工艺运行状态，节约电能损耗；能使电机空载起动，而对载荷却可满载、平稳地起动和加速；利用电机的尖峰力矩去起动载荷，可以提高电机的起动能力；减缓冲击、隔离扭振；可实现远距离自动控制等优良的传动品质，因而被广泛应用于国民经济的各个行业。

我国于1979年引进德国的首台液力偶合器产品GWT58，被广泛使用于国民经济的各部门。但由于结构采用埋入轴承的支撑方式，使用中一直存在振动大，轴承发热损坏的问题。同时用该结构自主设计的一系列偶合器产品，也都存在上述问题，成为偶合器行业急需解决的一大难题。

现有的偶合器调速是通过调节导管的伸缩从而调节工作腔内工作油环厚度来实现的。多年的偶合器运行实践表明，偶合器调速存在以下问题：

1、偶合器导液管的位置与其输出转速是单调变化，但无确定的函数对应关系，存在稳态误差；

2、偶合器导液管的位置变化与其输出转速变化有大滞后效应，且液流的波动带来转速的波动；

3、偶合器导液管进、返程存在间隙误差。因此目前的调速控制方式很难满足转速要求较精确的工作机使用。

因此很希望能发明一种新型的调速型液力偶合器，克服现有调速型液力偶合器使用振动大，埋入轴承润滑不良的状况，提供一种新的、先进的调速及控制方法。

发明内容

本发明的提出，旨在提供一种新型的调速型液力偶合器，克服现有调速型液力偶合器使用振动大，埋入轴承润滑不良的状况，提供了一种新的、先进的调速及控制方法。

本发明的技术解决方案是这样现实的；

一种新型调速型液力偶合器，包括箱体、箱盖、输入端法兰、输出端法兰，箱体和箱盖为水平剖分上下布置，输入端法兰和输出端法兰分别焊接在箱体和箱盖上，其特征在于所述的输入端法兰左端安装输入通盖，内部固定输入轴轴承Ⅰ；输出端法兰固定轴承座；轴承座右端安装输出通盖，右内固定输出轴承Ⅱ，左内固定输入轴承Ⅱ，上半部开有润滑油孔Ⅱ，并安装供润滑油管为输出轴承Ⅱ、输入轴承Ⅱ提供润滑油，下半部开有回油孔，并装有固定导液管和回油管形成回油通路；输入轴左端支撑在输入轴轴承Ⅰ内，中间安装供油泵驱动齿轮，右端开有滑油孔Ⅰ为埋入轴承提供润滑油并联结泵轮；泵轮中下环处安装甩油环，并圆周向均布供油孔，内环装有固定埋入轴承的支撑座Ⅰ，外环与旋转外壳连接；旋转外壳内的支撑盘的外环开有圆周向均布的通油孔使固定导液管所在腔内与泵轮和涡轮腔内油通流，内环连接支撑在输入轴承Ⅱ内的支撑座Ⅱ；输出轴左端支撑在埋入轴承内，中间安装与泵轮相向且间距在4～8mm的涡轮，右端支撑在输出轴承Ⅱ内；供油泵固定在箱体外壁上，其泵轴安装的供油泵从动齿轮与供油泵驱动齿轮啮合；供油阀固定在箱盖的外壁上，外接供油管，内接进油管为泵轮提供工作油；空气滤清器安装在箱盖顶上部。

所述的供油阀开度由单片计算机采集偶合器转速仪信号与期望转速比较，由模糊控制器计算出控制值进行控制。

所述的固定导液管排油，或者旋转外壳外环上开设喷嘴排油，或者径向伸缩的导液管排油。

与现有技术相比较，本发明的优点是显而易见的，主要表现在；

1、采用固定导液管排油，取消了电动执行器及径向伸缩导液管的伸缩空间，轴向尺寸短，结构简单。

2、取消了背壳，增加了支撑盘使输入轴的支撑更稳定。

3、埋入轴承固定在安装在泵轮内环处的支撑座Ⅰ上，使输出轴的支撑更稳定。

4.埋入轴承改为从输入轴供油孔Ⅰ供润滑油，在泵轮离心力作用下回油，使埋入轴承润滑状况得到改善。

5、供油阀开度由单片计算机采集偶合器转速仪信号与期望转速比较，由模糊控制器计算出控制值控制，使控制更准确、更先进。解决了传统偶合器调速存在的偶合器导液管的位置与其输出转速是单调变化，但无确定的函数对应关系，存在稳态误差；偶合器导液管的位置变化与其输出转速变化有大滞后效应，且液流的波动带来转速的波动；偶合器导液管进、返程存在间隙误差的问题。

附图说明

本发明有附图4幅，其中：

图1是本发明专利的结构示意图；

图2是本发明专利的转速控制关系图；

图3是本发明专利的模糊控制系统结构图；

图4是本发明专利的计算机控制流程图。

图中，1、输入轴，2、输入通盖，3、输入轴轴承Ⅰ，4、输入端法兰，5、供油泵驱动齿轮，6、供油泵，7、箱体，8、供油泵从动齿轮，9、泵轮，10、旋转外壳，11、涡轮，12、支撑盘，13、固定导液管，14、回油管，15、回油孔，16、输出端法兰，17、轴承座，18、输出轴承Ⅱ，19、输出通盖，20、输出轴，21、润滑油孔Ⅱ，22、供润滑油管，23、输入轴承Ⅱ，24、支撑座Ⅱ，25、通油孔，26、空气滤清器，27、箱盖，28、埋入轴承，29、支撑座Ⅰ，30、供油孔，31、润滑油孔Ⅰ，32、供油阀，33、供油管，34、甩油环，35、进油管，36、单片计算机，37、模糊控制器，38、供油阀开度，39、偶合器转速仪。

具体实施方式

如图1所示的一种新型调速型液力偶合器，包括箱体7、箱盖27、输入端法兰4、输出端法兰16，箱体7和箱盖27为水平剖分上下布置，输入端法兰4和输出端法兰16也为水平剖分，分别焊接在箱体7和箱盖27上，输入端法兰4左端安装输入通盖2，内部固定输入轴轴承Ⅰ3；输出端法兰16固定轴承座17；轴承座17右端安装输出通盖19，右内固定输出轴承Ⅱ18，左内固定输入轴承Ⅱ23，上半部开有润滑油孔Ⅱ21，并安装供润滑油管22为输出轴承Ⅱ18、输入轴承Ⅱ23提供润滑油，输入轴承Ⅱ23经转动产生的离心力将回油甩走，输出轴承Ⅱ18回油经输出通盖19的密封装置密封回到油箱7，下半部开有回油孔15，并装有固定导液管13和回油管14形成回油通路将工作腔内的油派到油箱7；输入轴1左端支撑在输入轴轴承Ⅰ3内，中间安装供油泵驱动齿轮5，右端开有滑油孔Ⅰ31为埋入轴承28提供润滑油，回油经泵轮9转动产生的离心力带走，并联结泵轮9；泵轮9中下环处安装甩油环34，并圆周向均布供油孔30，内环装有固定埋入轴承28的支撑座Ⅰ29，外环与旋转外壳10连接；旋转外壳10内的支撑盘12的外环开有圆周向均布的通油孔25使固定导液管13所在腔内与泵轮9和涡轮11腔内油通流，内环连接支撑在输入轴承Ⅱ23内的支撑座Ⅱ24；输出轴20左端支撑在埋入轴承28内，中间安装与泵轮9相向且间距在4～8mm的涡轮11，右端支撑在输出轴承Ⅱ18内；供油泵6固定在箱体7外壁上，其泵轴安装的供油泵从动齿轮8与供油泵驱动齿轮5啮合，泵出的油进入冷却器；供油阀32固定在箱盖27的外壁上，外接与冷却器出油口连接的供油管33，内接进油管35为泵轮9提供工作油；空气滤清器26安装在箱盖27顶上部，是偶合器内外均压。

如图2所示，供油阀32的供油阀开度38由单片计算机36采集偶合器转速仪39信号与期望转速比较，由模糊控制器37计算出控制值控制。

如图3所示为模糊控制系统结构图，图4所示为计算机控制流程图。

Claims (3)

1.一种新型调速型液力偶合器，包括箱体（7）、箱盖（27）、输入端法兰（4）、输出端法兰（16），箱体（7）和箱盖（27）为水平剖分上下布置，输入端法兰（4）和输出端法兰（16）分别焊接在箱体（7）和箱盖（27）上，其特征在于所述的输入端法兰（4）左端安装输入通盖（2），内部固定输入轴轴承Ⅰ（3）；输出端法兰（16）固定轴承座（17）；轴承座（17）右端安装输出通盖（19），右内固定输出轴承Ⅱ（18），左内固定输入轴承Ⅱ（23），上半部开有润滑油孔Ⅱ（21），并安装供润滑油管（22）为输出轴承Ⅱ（18）、输入轴承Ⅱ（23）提供润滑油，下半部开有回油孔（15），并装有固定导液管（13）和回油管（14）形成回油通路；输入轴（1）左端支撑在输入轴轴承Ⅰ（3）内，中间安装供油泵驱动齿轮（5），右端开有滑油孔Ⅰ（31）为埋入轴承（28）提供润滑油并联结泵轮（9）；泵轮（9）中下环处安装甩油环（34），并圆周向均布供油孔（30），内环装有固定埋入轴承（28）的支撑座Ⅰ（29），外环与旋转外壳（10）连接；旋转外壳（10）内的支撑盘（12）的外环开有圆周向均布的通油孔（25）使固定导液管（13）所在腔内与泵轮（9）和涡轮（11）腔内油通流，内环连接支撑在输入轴承Ⅱ（23）内的支撑座Ⅱ（24）；输出轴（20）左端支撑在埋入轴承（28）内，中间安装与泵轮（9）相向且间距在4～8mm的涡轮（11），右端支撑在输出轴承Ⅱ（18）内；供油泵（6）固定在箱体（7）外壁上，其泵轴安装的供油泵从动齿轮（8）与供油泵驱动齿轮（5）啮合；供油阀（32）固定在箱盖（27）的外壁上，外接供油管（33），内接进油管（35）为泵轮（9）提供工作油；空气滤清器（26）安装在箱盖（27）顶上部。

2.根据权利要求1所述的新型调速型液力偶合器，其特征在于所述的供油阀（32）的供油阀开度（38）由单片计算机（36）采集偶合器转速仪（39）信号与期望转速比较，由模糊控制器（37）计算出控制值进行控制。

3.根据权利要求1所述的新型调速型液力偶合器，其特征在于所述的固定导液管（13）排油，或者旋转外壳（10）外环上开设喷嘴排油，或者径向伸缩的导液管排油。

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