CN102913562A - 一种液粘调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液粘调速装置，包括传动机构、控制机构、主动轴透盖和被动轴透盖，并且还包括齿套和支承座，齿套与主动轴固定连接，齿套位于主动轴的动力输出端的端部，主动摩擦片安装于齿套上；支承座与被动轴连接，且支承座与被动轴能够相对转动；支承座位于被动轴的动力输入端的端部，支承座与齿套连接，且由支承座和齿套共同围成一个润滑油油腔，主动轴的轴向油道与润滑油油腔连通，被动轴的轴向油道与润滑油油腔互不相通，润滑油能够经润滑油油腔进入主动摩擦片和被动摩擦片之间；第一活塞缸的工作油油腔与被动轴的第二径向油道连通。本发明将主动轴由整体式改进为分体式，进而改进润滑油路，从根本上解决了现有技术存在的摩擦片偏磨问题。

Description

一种液粘调速装置

技术领域

本发明涉及一种液粘调速装置，可应用于电力、石化、冶金、煤炭等高能耗行业中各种风机、水泵等装置的调速节能。

背景技术

液粘调速离合器是一种液粘调速装置，它基于牛顿内摩擦定律，依靠液体粘性，油膜剪切来传递动力，通过改变油膜间隙来调节转速。七十年代美国费城齿轮公司率先研发出液粘调速技术产品，我国北京理工大学魏宸官教授在引进美国技术的基础上并自主研发成功了基于电液比例控制技术的新型液粘调速装置，并且成功应用于工程实践。

液粘调速装置的摩擦副间油膜是影响其性能的核心因素，传统液粘调速装置采用单活塞结构压紧方式，依靠润滑油泵通过整体式主动轴上的分油道将油液压入摩擦副间，这样建立起来的各摩擦副间油膜不均匀，从而造成摩擦片偏磨，靠近活塞一侧的摩擦片磨损严重，远离活塞一侧的摩擦片几乎无磨损。这是造成液粘调速装置的调速性能变差、工作寿命变短的本质原因之一。并且整体式主动轴生产制造过程必须经过锻造工艺，锻造毛坯质量大，难加工，成本高。因此合理改进传统液粘调速装置的控制油路及润滑油路，提高液粘调速装置摩擦副间油膜均匀程度是影响其可靠运行的关键技术。

到目前为止，采用液粘调速原理设计的液粘调速装置主要有：CN86104607A公布了一种液体粘性传动调速离合器，CN200996420Y公开了一种液体粘性软启动装置，CN201246456Y公布了一种带式输送机液体粘性无极调速装置，CN201236906Y公开了一种基于变频控制的液粘无极调速装置，CN102155526A公布了一种机械-液粘复合式无极调速装置，CN101782142A公开了一种液粘调速传动装置调速主机，CN101440865A公布了一种液粘行星调速装置主机。这些中国专利文献所公开的技术方案各有其优点，也解决了一些实际工程应用中的问题，但是它们的主机结构形式、润滑油路、控制油路类似，均采用的是单活塞式压紧和整体式主动轴结构，通过整体式主动轴上的分油道将油液压入主被动摩擦副间，这样建立起来的各摩擦副间油膜不均匀，在实际应用过程中仍会不可避免的出现摩擦副偏磨问题，从而影响液粘调速装置的工作性能及使用寿命。这是现有技术存在的不足之处。

发明内容

本发明的目的是针对现有液粘调速装置工作过程中出现的摩擦副偏磨问题，提供一种新的液粘调速装置，从而克服现有技术的部分或全部缺陷。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

本发明液粘调速装置包括传动机构、控制机构、主动轴透盖和被动轴透盖，所述传动机构包括主动轴、主动摩擦片、被动摩擦片、被动鼓、被动盘和被动轴，控制机构包括第一活塞缸，被动摩擦片安装于被动鼓上，被动鼓与所述被动盘固定连接，被动盘与被动轴固定连接；所述主动轴设有相互连通的第一径向油道和轴向油道，被动轴设有相互连通的第一径向油道、第二径向油道和轴向油道；所述主动轴透盖设有能够与外界的润滑油供油系统连通的径向油道，被动轴透盖设有能够与外界的控制油供油系统连通的径向油道；被动轴的轴向油道通过被动轴的第一径向油道与被动轴透盖的所述径向油道连通，主动轴的轴向油道通过主动轴的第一径向油道与主动轴透盖的所述径向油道连通；其特征是：还包括齿套和支承座，所述齿套与主动轴固定连接，齿套位于主动轴的动力输出端的端部，主动摩擦片安装于齿套上；所述支承座与被动轴连接，且支承座与被动轴能够相对转动；支承座位于被动轴的动力输入端的端部，支承座与齿套连接，且由支承座和齿套共同围成一个润滑油油腔，主动轴的轴向油道与所述润滑油油腔连通，被动轴的轴向油道与润滑油油腔互不相通，润滑油能够经润滑油油腔进入主动摩擦片和被动摩擦片之间；第一活塞缸的工作油油腔与被动轴的第二径向油道连通。

进一步地，本发明所述第一活塞缸包括所述被动盘、第一活塞顶盘、第一活塞和第一预压弹簧；第一活塞顶盘与所述被动轴固定连接，在被动盘和第一活塞顶盘之间形成第一活塞缸的缸体，第一活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第一弹簧位移容腔和第一工作油油腔，其中，在第一活塞和被动盘之间形成的是所述第一弹簧位移容腔，在第一活塞和第一活塞顶盘之间形成的是所述第一工作油油腔；所述第一预压弹簧设于第一弹簧位移容腔内，第一预压弹簧的一端与第一活塞的一个端面固定连接，第一预压弹簧的另一端与被动盘固定连接，第一活塞的另一个端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接。

作为本发明的另一种实施方式，本发明所述第一活塞缸包括所述被动盘、第三弹簧顶盘、第三活塞和第三弹簧；第三弹簧顶盘与被动轴固定连接，在被动盘和第三弹簧顶盘之间形成第一活塞缸的缸体；第三活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第三弹簧位移容腔和第三工作油油腔，其中，在第三活塞和被动盘之间形成的是所述第三工作油油腔，第三活塞和第三弹簧顶盘之间形成的是所述第三弹簧位移容腔；所述第三弹簧设于第三弹簧位移容腔内，第三弹簧的一端与第三弹簧顶盘固定连接，第三弹簧的另一端与第三活塞的一个端面固定连接，第三活塞的所述端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接。

进一步地，本发明还包括第二活塞缸，所述第二活塞缸包括支承盘、第二活塞顶盘、第二预压弹簧和第二活塞；第二活塞顶盘与主动轴固定连接，支承盘与主动轴动密封连接，在支承盘和第二活塞顶盘之间形成第二活塞缸的缸体，第二活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第二弹簧位移容腔和第二工作油油腔，其中，在第二活塞和支承盘之间形成的是所述第二弹簧位移容腔，在第二活塞和第二活塞顶盘之间形成的是所述第二工作油油腔；所述第二预压弹簧设于第二弹簧位移容腔内，第二预压弹簧的一端与支承盘固定连接，第二预压弹簧的另一端与第二活塞的一个端面固定连接；第二活塞的另一端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接；

所述主动轴还设有第二径向油道；所述第二工作油油腔与主动轴的所述第二径向油道连通；在所述润滑油油腔内置有控制油油管，该控制油油管与主动轴的所述第二径向油道连通；所述支承座设有通孔，所控制油油管通过所述通孔与被动轴的轴向油道连通。

作为本发明的另一种实施方式，本发明的第二活塞缸包括支承盘、第四弹簧顶盘、第四活塞和第四弹簧；所述支承盘与主动轴动密封连接，第四弹簧顶盘与主动轴固定连接，在支承盘和第四弹簧顶盘之间形成第二活塞缸的缸体；第四活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第四弹簧位移容腔和第四工作油油腔，其中，在第四活塞和支承盘之间形成的是所述第四工作油油腔，在第四活塞和第四弹簧顶盘之间形成的是所述第四弹簧位移容腔；所述第四弹簧设于第四弹簧位移容腔内，第四弹簧的一端与第四弹簧顶盘固定连接，第四弹簧的另一端与第四活塞的一个端面固定连接，第四活塞的所述端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接；

所述主动轴还设有第二径向油道；所述第四工作油油腔与主动轴的所述第二径向油道连通；在所述润滑油油腔内置有控制油油管，该控制油油管与主动轴的所述第二径向油道连通；所述支承座设有通孔，所控制油油管通过所述通孔与被动轴的轴向油道连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明将主动轴由整体式改为分体式，不但简化了加工工艺，而且节约了装置的成本；并且使得装置的质量减轻，轴向距离缩短，结构更为紧凑。（2）由于本发明在主动轴的动力输出端的端部设置齿套，在被动轴的动力输入端的端部设置支承座，从而在支承座和齿套之间构成一个润滑油油腔，将主动轴由整体式改进为分体式，进而改进润滑油路，充分利用油腔的离心力将润滑油均匀的甩入摩擦副间，使主、被动摩擦副之间形成均匀的油膜，从根本上解决了现有技术存在的摩擦片偏磨问题。（3）本发明通过改变主动轴的结构实现了双活塞双向压紧方式，进而改变控制油路，从而使摩擦副的位移方式由单向位移变为双向位移，位移均匀度提高2倍以上，由此，油膜的均匀程度相应提高2倍以上，进一步减轻了主、被动摩擦片的偏磨问题。（4）当液粘调速装置采用双活塞双向压紧结构时，能够使摩擦副之间的内力平衡且封闭，由此获得摩擦副间隙自动补偿能力，进而提高了液粘调速装置的输出稳定性。

综上可见，本发明显著提高了液粘传动装置的摩擦副间油膜的均匀程度，有效解决了液粘调速装置摩擦副偏磨问题，从而可改善装置的调速性能，延长其使用寿命，提高其工作可靠性。

附图说明

图1是本发明液粘调速装置的第三种实施方式的结构示意图；

图2是现有技术中的普通液粘调速装置的整体式主动轴的结构示意图；

图3是本发明液粘调速装置的润滑油路示意图；

图4是本发明液粘调速装置的支承座的剖视图；

图5是图3中的主动轴的D-D剖视图；

图6是本发明液粘调速装置的第一种实施方式的活塞与其他部件的连接示意图；

图7是本发明液粘调速装置的第三种实施方式的活塞与其他部件的连接示意图；

图8是图7的B部放大视图；

图9是图8的E部放大视图；

图10是本发明液粘调速装置的第三、第四种实施方式的控制油路的示意图；

图11是本发明液粘调速装置的第一、第二种实施方式的主动轴的结构示意图；

图12是本发明液粘调速装置的第四种实施方式的活塞与其他部件的连接示意图。

图中：1—主动轴；1a—主动轴的第一径向油道；1b—主动轴的轴向油道；1c—主动轴的第二径向油道；2—轴承；3—轴承；4—支承盘；5— 螺钉；6—第二活塞顶盘；7— 齿套；8—主动摩擦片；9—被动摩擦片；10—第二预压弹簧；11—第二活塞；11a—第二活塞的一端端面； 11 b—第二活塞的另一端端面；12—上箱体；13—被动鼓；14—第一预压弹簧；15—密封圈；16—被动盘； 17—第一活塞；17a—第一活塞的一端端面； 17b—第一活塞的另一端端面； 18—第一活塞顶盘；19—支承座；19a—支承座上中心通孔；20—螺钉；21— 轴承；22— 被动轴； 22a—被动轴的第一径向油道；22b—被动轴的轴向油道；22c—被动轴的第二径向油道；23—被动轴透盖；23a—被动轴透盖的径向油道；24— 销轴；25—下箱体；26—密封圈；27—销轴；28—控制油油管；28a—控制油油管的第一支管；28b—控制油油管的第二支管；29—主动轴透盖；29a—主动轴透盖的径向油道；30—润滑油油腔；31—第一工作油油腔；32—第一弹簧位移容腔；33—第二工作油油腔；34— 第二弹簧位移容腔；35—整体式主动轴；36—整体式主动轴上的第二径向油道； 37—整体式主动轴上的分油道； 38—整体式主动轴上的轴向油道； 39—整体式主动轴上的第一径向油道；40—第一活塞缸的第三被动盘；41—第一活塞缸的第三活塞；41a—第三活塞的右端面的上部；41b—第三活塞的右端面的下部；42—第一活塞缸的第三弹簧；43—第一活塞缸的第三弹簧顶盘；44—密封圈；45—被动摩擦片；46—第一活塞缸的第三工作油油腔； 47—第一活塞缸的第三弹簧位移容腔；48—第二活塞缸的第四工作油油腔；49—第二活塞缸的支承盘；50—第二活塞缸的第四弹簧顶盘；51—第二活塞缸的第四活塞；52—第二活塞缸的第四弹簧；53—第二活塞缸的第四弹簧位移容腔。

具体实施方式

 下面结合附图和具体实例对本发明作进一步的描述：

参见图1、图3和图10，本发明液粘调速装置主要由传动机构、控制机构、主动轴透盖和被动轴透盖构成。其中，传动机构主要由主动轴1、齿套7、主动摩擦片8、被动摩擦片9、被动鼓13和被动轴22等构成；控制机构主要由活塞缸构成。

主动轴1与被动轴22的中轴线重合。主动轴1利用轴承2、轴承3支承在上箱体12和下箱体25之间。齿套7上开有小孔，齿套7位于主动轴1的动力输出端的端部，齿套7通过螺钉5、销轴27与主动轴1固定相连。主动摩擦片8安装于齿套7上，被动摩擦片9安装于被动鼓13上，被动鼓13与被动盘16固定连接，被动盘16通过螺钉20、销轴24与被动轴22连接。

如图2所示，现有的普通液粘调速装置的主动轴35为整体式结构，其润滑油路为：润滑油从主动轴35上的第一径向油道39进入轴向油道38，后经过第二径向油道36进入分油道37，最后在油压的挤压作用下经由分油道37上的小孔进入主、被动摩擦片之间。由于沿程压力损失，造成进入分油道37的各小孔的压力油流量不同，由此建立起来的各摩擦副间的油膜不均匀；并且，整体式主动轴的生产制造过程必须经过锻造工艺，锻造毛坯质量大，难加工，成本高。

如图3和图4所示，本发明液粘调速装置的主动轴1为分体式结构，通过在主动轴1的动力输出端的端部设置齿套7，在被动轴22的动力输入端的端部设置支承座19，从而在支承座19和齿套7之间构成一个润滑油油腔30。具体地说，支承座19通过轴承21与被动轴22连接，支承座19与被动轴22能够相对转动；支承座19位于被动轴22的动力输入端的端部，支承座19通过止口与齿套7定位连接，由此，支承座19和齿套7共同围成一个润滑油油腔30。

如图11所示，作为本发明的第一种、第二种实施方式，润滑油由主动轴1的第一径向油道1a进入主动轴1上的轴向油道1b后直接进入由支承座19和齿套7共同围成的润滑油油腔30中，由此省去了如图2所示的现有整体式主动轴的用作润滑油通道的第二径向油道36。

此外，如图1、图3、图10和图11所示，主动轴透盖29设有能够与外界的润滑油供油系统连通的径向油道29a，主动轴透盖29与主动轴1动密封连接；被动轴透盖23设有能够与外界的控制油供油系统连通的径向油道23a；被动轴透盖23与被动轴动密封连接；被动轴22设有相互连通的第一径向油道22a、第二径向油道22c及轴向油道22b；被动轴22的轴向油道22b通过被动轴的第一径向油道22a与被动轴透盖23的径向油道23a连通；主动轴1设有相互连通的第一径向油道1a和轴向油道1b，主动轴1的轴向油道1b通过主动轴的第一径向油道1a与主动轴透盖29的径向油道29a连通；主动轴1的轴向油道1b与润滑油油腔30连通，被动轴22的轴向油道22b与润滑油油腔30互不相通，第一活塞缸的工作油油腔与被动轴22的第二径向油道22c连通。

作为本发明的第一种实施方式，控制机构采用的是单活塞结构，其活塞缸（即第一活塞缸）的结构可以与现有的普通液粘调速装置的活塞缸相同。如图6所示，第一活塞缸主要由第三被动盘40、第三弹簧顶盘43、第三活塞41和第三弹簧42构成。第三被动盘40通过螺钉20与被动轴22固定连接，第三弹簧顶盘43通过止口与被动轴22固定连接，由此在第三被动盘40和第三弹簧顶盘43之间形成一个活塞缸缸体（即第一活塞缸的缸体），第三活塞41置于该活塞缸缸体内并将该活塞缸缸体分隔成互不相通的第三弹簧位移容腔47和第三工作油油腔46。其中，在第三活塞41和第三被动盘40之间形成的是第三工作油油腔46，第三活塞41和第三弹簧顶盘43之间形成的是第三弹簧位移容腔47，并且，第三工作油油腔46与被动轴22上的第二径向油道22c连通。为确保第三弹簧位移容腔47和第三工作油油腔46互不相通，可以在第三活塞41与第三被动盘40、第三弹簧顶盘43的接触面上分别使用密封圈44进行密封。第三弹簧位移容腔47内设有第三弹簧42，第三弹簧42的右端与第三弹簧顶盘43固定连接，第三弹簧42的左端与第三活塞41的右端面的下部41b固定连接；第三活塞41的右端面的上部41a与被动摩擦片组中最靠近第三活塞41的一片被动摩擦片固定连接。当第一活塞缸进压力油时，第三活塞41带动被动摩擦片45朝远离第三被动盘40的方向（即图6中的“g向”）移动，从而实现主动摩擦片和被动摩擦片的压紧。当第一活塞缸的压力油压减小时，第三活塞41带动被动摩擦片45朝第三被动盘40所在的方向（即图6中与“g向”相反的方向）移动，从而实现主动摩擦片和被动摩擦片的相互分离。由此，本发明第一种实施方式的液粘调速装置的调速过程为：控制油从第二径向油道22c进入第一活塞缸的工作油油腔（即第三工作油油腔46），实现主动摩擦片和被动摩擦片的压紧。通过改变控制油压力大小可以调整弹簧的压缩量，从而改变主、被动摩擦副的油膜厚度大小，实现调速目的。

进一步地，作为本发明的第二种实施方式，其传动机构与本发明第一种实施方式的相同，控制机构亦仍采用单活塞结构，但活塞缸（即第一活塞缸）采用的是图8和图9所示的结构，由此获得更优的技术效果。具体地说，如图8和图9所示，被动盘16、第一活塞顶盘18分别与被动轴22固定连接，由此在被动盘16和第一活塞顶盘18之间形成一个活塞缸缸体（即第一活塞缸的缸体），第一活塞17置于该活塞缸缸体内并将该活塞缸缸体分隔成互不相通的第一弹簧位移容腔32和第一工作油油腔31。其中，在第一活塞17和被动盘16之间形成的是第一弹簧位移容腔32，第一活塞17和第一活塞顶盘18之间形成的是第一工作油油腔31，并且，第一工作油油腔31与被动轴22上的第二径向油道22c连通。为确保第一弹簧位移容腔32和第一工作油油腔31互不相通，可以在第一活塞17与被动盘16、第一活塞顶盘18的接触面上分别使用密封圈26、15进行密封。第一弹簧位移容腔32内设有第一预压弹簧14，第一预压弹簧14的一端与被动盘16固定连接，第一预压弹簧14的另一端与第一活塞17的一个端面17a固定连接；第一活塞17的另一端面17b与被动摩擦片组中最靠近第一活塞17的一片被动摩擦片固定连接。当第一活塞缸进压力油时，第一活塞17带动被动摩擦片9朝被动盘16的方向（即图8中的“c向”）移动，从而实现主动摩擦片和被动摩擦片的分离。当第一活塞缸的压力油压减小时，第一活塞17带动被动摩擦片9朝远离被动盘16的方向（即图8中与“c向”相反的方向）移动，从而实现主动摩擦片和被动摩擦片的相互压紧。

本发明的第二种实施方式的动力传递过程与本发明的第一种实施方式的动力传递过程相同，但由于两种实施方式所采用的活塞缸结构不同，使得两者的调速方法不同。在本发明的第一种实施方式中，当第一活塞缸里进油时实现的是主、被动摩擦片间的压紧，当第一活塞缸里没有油压时实现的是主、被动摩擦片间的分离。而在本发明的第二种实施方式中，第一活塞缸里进油时实现的是主、被动摩擦片的分离，没有油压时实现的是主、被动摩擦片的相互压紧。本发明的第二种实施方式的这种调速方式具有第一种实施方式所不具备的如下优点：

（1）当控制系统出现故障，如电液比例溢流阀卡死导致系统建立不起压力时，由于主、被动轴仍处于同步旋转状态，且主、被动摩擦片相互压紧，由此可实现不停机维修，并在故障排除后恢复调速，具有突出的应急能力。而普通液体调速装置控制系统出现故障时，主、被动摩擦片分离，被动轴停止转动。需解除故障后才能重新开机运行。（2）由于主、被动轴长期处于同步旋转的工况，主、被动摩擦片亦由预压弹簧压紧进行同步传动，因而供油系统中的润滑油泵和控制油泵不需工作，可以节省供油系统的电能，尤其适用于经常满负荷工作的风机、水泵。（3）由于本发明装置处于同步或调速运行工况时，主、被动摩擦片的压紧力由预压弹簧提供，因此供油系统控制油压力较小，有利于防止漏油。

如图1、图10所示，以上第一和第二种实施方式的控制油路为：控制压力油从被动轴透盖23上的径向油道23a进入被动轴22的第一径向油道22a，后经被动轴22上的轴向油道22b进入第二径向油道22c，然后经第二径向油道22c进入第一活塞缸的工作油油腔。

更进一步地，作为本发明的第三种实施方式，控制机构采用的是如图7所示的双活塞式压紧结构，由此更进一步提高主、被动摩擦副之间的油膜均匀程度，更好地解决液粘调速装置的主、被动摩擦副之间的偏磨问题。

如图7至图9所示，在本发明第三种实施方式中，控制机构采用的是左右对称的双活塞结构，其第一活塞缸的结构之前已在本发明的第二种实施方式中详述，在此不再赘述；第二活塞缸相对于第一活塞缸，两者成左右对称关系，在此只作概要描述。

在本发明第三种实施方式中，第二活塞缸主要由支承盘4、第二活塞顶盘6、第二预压弹簧10和第二活塞11构成。其中，如图1和图7所示，支承盘4与主动轴1动密封连接，第二活塞顶盘6通过螺钉5与主动轴1固定连接，由此在支承盘4和第二活塞顶盘6之间形成一个活塞缸缸体（即第二活塞缸的缸体），第二活塞11置于该活塞缸缸体内并将该活塞缸缸体分隔成互不相通的第二弹簧位移容腔34和第二工作油油腔33。其中，在第二活塞11和支承盘4之间形成的是第二弹簧位移容腔34，第二活塞11和第二活塞顶盘6之间形成的是第二工作油油腔33，并且，第二工作油油腔33与主动轴1上的第二径向油道1c连通。为使第二弹簧位移容腔34和第二工作油油腔33互不相通，可以在第二活塞11与支承盘4、第二活塞顶盘6的接触面上分别使用密封圈进行密封。第二弹簧位移容腔34内设有第二预压弹簧10，第二预压弹簧10的一端与支承盘4固定连接，第二预压弹簧10的另一端与第二活塞11的一个端面11a固定连接；第二活塞11的另一端面11b与被动摩擦片组中最靠近第二活塞11的一片被动摩擦片9固定连接。当第二活塞缸进压力油时，第二活塞11带动被动摩擦片9朝支承盘4的方向（即图7中的“b向”）移动，从而实现主动摩擦片和被动摩擦片的分离。当第二活塞缸的压力油压减小时，第二活塞11带动被动摩擦片9朝远离支承盘4的方向（即图7中与“b向”相反的方向——“a向”）移动，从而实现主动摩擦片和被动摩擦片的相互压紧。

图7所示的左右对称的双活塞压紧结构与第一种实施方式的单活塞压紧结构方式相比，不仅仅只是简单的增加了一套活塞缸，还在于相应的控制油路发生了较大改变。现有液粘调速装置的润滑油路与控制油路之间一般是相互独立的，其中，控制油路一般设在被动轴一侧，润滑油路一般设在主动轴一侧；而主动轴上由于已经开有较大的径向和轴向润滑油油道，再增设一条控制油油路不易实现。因此如果在主动轴一侧再增加一套活塞缸，相应的控制油路如何布置成为一个难点。而本发明第三种实施方式的液粘调速装置将整体式主动轴上改进为分体式后，相应的润滑油路发生了改变，润滑油直接由主动轴1上的轴向油道1b进入润滑油油腔30，不再经过原来整体式主动轴上用作通润滑油通道的第二径向油道36。因此，本发明第三种实施方式的液粘调速装置能够在主动轴1不增设径向油道的情况下，将主动轴1的第二径向油道1c用作控制油通道，并且通过在润滑油油腔30内设置控制油油管28，从而巧妙地将控制油路设于主动轴1的轴向油道1b内。

具体地说，在本发明的第三种实施方式中，如图3、图5所示，主动轴1与被动轴22相对且两者的中轴线重合；主动轴1设有轴向油道1b、第一径向油道1a和第二径向油道1c，轴向油道1b分别与第一径向油道1a、第二径向油道1c连通；第二径向油道1c与第二活塞缸的第二工作油油腔33连通；控制油油管28置于润滑油油腔30内。控制油油管28可以是一根由第一支管28a和第二支管28b构成的三通管，其中，控制油油管28的第一支管28a置于主动轴1的轴向油道1b内，第一支管28a的两端的端口各自与主动轴1的一个第二径向油道1c相对并连通，且第一支管28a的各端口与第二径向油道1c密封连接，从而避免主动轴1的轴向油道1b中的润滑油进入控制油油管28，使得轴向油道1b中的润滑油能够由第一支管28a两侧的通道                                               

、通道

进入润滑油油腔30。如图4所示，支承座19设有中心通孔19a，控制油油管28的第二支管28b的端口通过支承座19的中心通孔19a与被动轴22的轴向油道22b相对并连通。并且，第二支管28b的端口与轴向油道22b密封连接，由此避免轴向油道22b内的控制油进入润滑油油腔30。

如图3、图10所示，本发明的第三种实施方式的控制油路为：控制压力油从被动轴透盖23上的径向油道23a进入被动轴22的第一径向油道22a，后经被动轴22上的轴向油道22b进入第二径向油道22c，此路控制压力油通往第一工作油油腔31；另一部分控制压力油经由控制油油管28进入主动轴1上的第二径向油道1c，此路控制压力油通往第二工作油油腔33。由于第一活塞缸及第二活塞缸的控制压力油同为被动轴22侧的压力油，两者油压相等，易于协调控制，因此第一活塞缸与第二活塞缸两者的位移左右对称相等，并且实现了仅靠一个工作油压同时控制两个活塞对称运动的目的。

本发明第三种实施方式的调速过程为：当供油系统无控制压力油时，主、被动摩擦片同时由第一预压弹簧14、第二预压弹簧10完全压紧，主、被动轴同步旋转；当需要调速时，控制油从被动轴22的第二径向油道22c及主动轴1的第二径向油道1c别进入第一、第二活塞缸，通过改变控制油压力大小可同时调整第一预压弹簧14、第二预压弹簧10的压缩量，从而双向改变主、被动摩擦副间的油膜厚度大小，实现调速目的。双活塞结构下的摩擦副的位移量只有单活塞单向位移方式的1/2，而位移均匀度却提高到2倍以上，从而有效提高了工作时液粘调速装置的摩擦副间油膜的均匀程度。当控制油压增大时，第一、第二活塞受控制系统油压的作用，克服预压弹簧力而运动使主、被动摩擦片的间隙增大，即油膜厚度增加；继续增大控制油压到足以克服第一预压弹簧14、第二预压弹簧10的压紧力时，主、被动摩擦片分离。

如果将本发明第三种实施方式的两个活塞缸用现有的普通液粘调速装置的活塞缸替代，然后将被动轴22的第二径向油道22c和主动轴1的第二径向油道1c各与一个活塞缸的工作油油腔连通，则可构成本发明的第四种实施方式。

如图12所示，在本发明的第四种实施方式中，第一活塞缸的结构之前已在本发明的第一种实施方式中详述，在此不再赘述；第二活塞缸相对于第一活塞缸，两者成左右对称关系，由于第二活塞缸的内部结构与第一活塞缸相同，在此只作概要描述。在本发明的第四种实施方式中，第二活塞缸包括支承盘49、第四弹簧顶盘50、第四活塞51和第四弹簧52；支承盘49与主动轴1动密封连接，第四弹簧顶盘50与主动轴1固定连接，在支承盘49和第四弹簧顶盘50之间形成一个活塞缸缸体（即第二活塞缸的缸体）；第四活塞51置于该活塞缸缸体内并将该活塞缸缸体分隔成互不相通的第四弹簧位移容腔53和第四工作油油腔48。其中，在第四活塞51和支承盘49之间形成的是第四工作油油腔48，第四工作油油腔48与主动轴1的第二径向油道1c连通。第四活塞51和第四弹簧顶盘50之间形成的是第四弹簧位移容腔53；第四弹簧52设于第四弹簧位移容腔53内，第四弹簧52的左端与第四弹簧顶盘50固定连接，第四弹簧52的右端与第四活塞51的左端面固定连接，第四活塞51的左端面与被动摩擦片组中最靠近第四活塞51的一片被动摩擦片9固定连接；

由此，本发明第四种实施方式的液粘调速离合器的调速过程为：控制油分别从被动轴22的第二径向油道22c以及主动轴1的第二径向油道1c进入第一活塞缸的第三工作油油腔46和第二活塞缸的第四工作油油腔48，实现主动摩擦片和被动摩擦片的压紧。通过改变控制油压力大小可以调整弹簧的压缩量，从而改变主、被动摩擦副的油膜厚度大小，实现调速目的。

如图10所示，本发明第四种实施方式的控制油路为：控制压力油从被动轴透盖23上的径向油道23a进入被动轴22的第一径向油道22a，后经被动轴22上的轴向油道22b进入第二径向油道22c，此路控制压力油通往第一活塞缸的第三工作油油腔46；另一部分控制压力油经由控制油油管28进入主动轴1上的第二径向油道1c，此路控制压力油通往第二活塞缸的第四工作油油腔48。

本发明第四种实施方式的液粘调速装置的调速过程为：当供油系统无控制压力油时，主、被动摩擦片分离；当需要调速时，控制油从被动轴22的第二径向油道22c及主动轴1的第二径向油道1c别进入第一、第二活塞缸，通过改变控制油压力大小可同时调整弹簧的压缩量，从而双向改变主、被动摩擦副间的油膜厚度大小，实现调速目的。当控制油压增大时，两个活塞受控制系统油压的作用，克服弹簧力而运动使主、被动摩擦片的间隙减小，即油膜厚度减小；继续增大控制油压到足以克服弹簧力时，主、被动摩擦片完全压紧，主被动轴同步旋转。

如图3所示，本发明液粘调速装置的润滑油路为：润滑油从主动轴透盖29上的径向油道29a（此处所谓的“径向”是相对于主动轴1而言）进入主动轴1的第一径向油道1a，后经主动轴1上的轴向油道1b进入润滑油油腔30中；由于齿套7能够与主动轴1高速恒定旋转，从而带动整个润滑油油腔30高速旋转，由此润滑油油腔30产生一个恒定的离心力，在此离心力的作用下，润滑油经齿套7上的均匀小孔均匀地进入主、被动摩擦副之间。由此，在主、被动摩擦副之间形成均匀的油膜，从而克服现有技术存在的摩擦片偏磨问题。并且，主动轴1由整体式改为分体式，不但简化了加工工艺，而且减轻了液粘调速装置的整体质量，缩短了整个装置的轴向距离，节约了成本。

参见图1，本发明液粘调速装置的动力传递过程为：风机、水泵等工作机从主动轴1传入动力，与主动轴1固定连接的齿套7旋转带动其上的主动摩擦片8，主动摩擦片8通过主、被动摩擦片间油膜的剪切作用带动被动摩擦片9旋转，被动摩擦片9将动力传递给被动鼓13，被动鼓13通过被动盘16将动力最终传递给被动轴22输出。

综上所述，本发明通过改变传动机构的润滑油油路，采用润滑油油腔离心力甩油，显著提高了液粘调速装置的主、被动摩擦副之间油膜的均匀程度，大大减轻液粘调速装置的主、被动摩擦副之间的偏磨问题。此外，通过改变控制机构的活塞结构及活塞控制方式而改进了控制油路，可进一步减轻了液粘调速装置的主、被动摩擦副之间的偏磨问题，并且提高了液粘调速装置的输出稳定性，对于液粘调速装置的使用与推广有着十分重要的意义。

本说明书陈述的内容只是对发明构思的实现形式的例举，本发明的保护范围不应当被视为只局限于实施例所示的具体方式，而应当涉及于本领域技术人员根据本发明构思所能够思考到的等同技术方案。

Claims (5)

1. 一种液粘调速装置，包括传动机构、控制机构、主动轴透盖和被动轴透盖，所述传动机构包括主动轴、主动摩擦片、被动摩擦片、被动鼓、被动盘和被动轴，控制机构包括第一活塞缸，被动摩擦片安装于被动鼓上，被动鼓与所述被动盘固定连接，被动盘与被动轴固定连接；所述主动轴设有相互连通的第一径向油道和轴向油道，被动轴设有相互连通的第一径向油道、第二径向油道和轴向油道；所述主动轴透盖设有能够与外界的润滑油供油系统连通的径向油道，被动轴透盖设有能够与外界的控制油供油系统连通的径向油道；被动轴的轴向油道通过被动轴的第一径向油道与被动轴透盖的所述径向油道连通，主动轴的轴向油道通过主动轴的第一径向油道与主动轴透盖的所述径向油道连通；其特征是：还包括齿套和支承座，所述齿套与主动轴固定连接，齿套位于主动轴的动力输出端的端部，主动摩擦片安装于齿套上；所述支承座与被动轴连接，且支承座与被动轴能够相对转动；支承座位于被动轴的动力输入端的端部，支承座与齿套连接，且由支承座和齿套共同围成一个润滑油油腔，主动轴的轴向油道与所述润滑油油腔连通，被动轴的轴向油道与润滑油油腔互不相通，润滑油能够经润滑油油腔进入主动摩擦片和被动摩擦片之间；第一活塞缸的工作油油腔与被动轴的第二径向油道连通。

2.根据权利要求1所述的液粘调速离合器，其特征是：所述第一活塞缸包括所述被动盘、第一活塞顶盘、第一活塞和第一预压弹簧；第一活塞顶盘与所述被动轴固定连接，在被动盘和第一活塞顶盘之间形成第一活塞缸的缸体，第一活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第一弹簧位移容腔和第一工作油油腔，其中，在第一活塞和被动盘之间形成的是所述第一弹簧位移容腔，在第一活塞和第一活塞顶盘之间形成的是所述第一工作油油腔；所述第一预压弹簧设于第一弹簧位移容腔内，第一预压弹簧的一端与第一活塞的一个端面固定连接，第一预压弹簧的另一端与被动盘固定连接，第一活塞的另一个端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接。

3.根据权利要求1所述的液粘调速离合器，其特征是：所述第一活塞缸包括所述被动盘、第三弹簧顶盘、第三活塞和第三弹簧；第三弹簧顶盘与被动轴固定连接，在被动盘和第三弹簧顶盘之间形成第一活塞缸的缸体；第三活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第三弹簧位移容腔和第三工作油油腔，其中，在第三活塞和被动盘之间形成的是所述第三工作油油腔，第三活塞和第三弹簧顶盘之间形成的是所述第三弹簧位移容腔；所述第三弹簧设于第三弹簧位移容腔内，第三弹簧的一端与第三弹簧顶盘固定连接，第三弹簧的另一端与第三活塞的一个端面固定连接，第三活塞的所述端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的液粘调速离合器，其特征是：还包括第二活塞缸，所述第二活塞缸包括支承盘、第二活塞顶盘、第二预压弹簧和第二活塞；第二活塞顶盘与主动轴固定连接，支承盘与主动轴动密封连接，在支承盘和第二活塞顶盘之间形成第二活塞缸的缸体，第二活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第二弹簧位移容腔和第二工作油油腔，其中，在第二活塞和支承盘之间形成的是所述第二弹簧位移容腔，在第二活塞和第二活塞顶盘之间形成的是所述第二工作油油腔；所述第二预压弹簧设于第二弹簧位移容腔内，第二预压弹簧的一端与支承盘固定连接，第二预压弹簧的另一端与第二活塞的一个端面固定连接；第二活塞的另一端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接；

所述主动轴还设有第二径向油道；所述第二工作油油腔与主动轴的所述第二径向油道连通；在所述润滑油油腔内置有控制油油管，该控制油油管与主动轴的所述第二径向油道连通；所述支承座设有通孔，所控制油油管通过所述通孔与被动轴的轴向油道连通。

5.根据权利要求1、2或3所述的液粘调速离合器，其特征是：还包括第二活塞缸，所述第二活塞缸包括支承盘、第四弹簧顶盘、第四活塞和第四弹簧；所述支承盘与主动轴动密封连接，第四弹簧顶盘与主动轴固定连接，在支承盘和第四弹簧顶盘之间形成第二活塞缸的缸体；第四活塞置于该缸体内并将该缸体分隔成互不相通的第四弹簧位移容腔和第四工作油油腔，其中，在第四活塞和支承盘之间形成的是所述第四工作油油腔，在第四活塞和第四弹簧顶盘之间形成的是所述第四弹簧位移容腔；所述第四弹簧设于第四弹簧位移容腔内，第四弹簧的一端与第四弹簧顶盘固定连接，第四弹簧的另一端与第四活塞的一个端面固定连接，第四活塞的所述端面与被动摩擦片组中最靠近的一片被动摩擦片固定连接；

所述主动轴还设有第二径向油道；所述第四工作油油腔与主动轴的所述第二径向油道连通；在所述润滑油油腔内置有控制油油管，该控制油油管与主动轴的所述第二径向油道连通；所述支承座设有通孔，所控制油油管通过所述通孔与被动轴的轴向油道连通。

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