CN102966714A - 一种具有多流道的高滑差液力偶合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有多流道的高滑差液力偶合器，包括外壳、与外壳固定连接的泵轮和与泵轮对应设置的涡轮，外壳上设置输入皮带轮，涡轮与输出轴固定连接，输入皮带轮、外壳及泵轮连接成整体，三者通过轴承设置在输出轴上，其特征在于：泵轮的内侧为凹陷空腔，其内设置导流叶片，涡轮的内侧空腔亦设置导流叶片，涡轮设置在泵轮凹陷空腔内，两者的内侧对应设置，泵轮和涡轮之间设置导流环；导流叶片间隔设置形成流道，流道空间的内侧端横设挡流板，或不设置挡流板，其中：泵轮上的流道包括泵轮主流道、泵轮副流道及泵轮辅助流道，涡轮上的流道包括涡轮主流道及涡轮副流道，本发明能适应电缆卷筒电缆的持续使用时间，解决了电缆卷筒的高频度和高速度问题，且力矩可调，适用性广。

Description

一种具有多流道的高滑差液力偶合器

技术领域

本发明涉及液力传动装置中的限矩型液力器偶合器，特别指一种满足高滑差要求、连续工作的一种具有多流道的高滑差液力偶合器。

背景技术

随着经济的发展，物流行业起重机的使用频度和使用速度的要求越来越高，与之配套的起重机及其他设备如起重电磁铁，电动液压抓斗等等的作业频度随之增强，作为其能量供给设备的电缆卷筒，必须满足以下特点才能很好的服务于主体设备：1：易损件少；2：收放电缆时的力矩特性平滑无突变。

目前国内配套卷筒的滑差装置主要有磁力偶合式，力矩电机式，摩擦式及变频式，磁力偶合式的力矩特性较硬，在收放缆切换时，电缆张力变化较大，不利于保护电缆；力矩电机式卷筒响应较慢，且电机的功率要求大，不利于节约；变频式卷筒结构及配套设施多，响应也慢。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种能适应电缆卷筒电缆的持续使用时间，解决了电缆卷筒的高频度和高速度问题，且力矩可调，适用性广的一种具有多流道的高滑差液力偶合器。

本发明的技术方案是构造一种包括外壳、与外壳固定连接的泵轮和与泵轮对应设置的涡轮，外壳上设置输入皮带轮，涡轮与输出轴固定连接，输入皮带轮、外壳及泵轮连接成整体，三者通过轴承设置在输出轴上的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于：

泵轮的内侧为凹陷空腔，其内设置导流叶片，涡轮的内侧空腔亦设置导流叶片，涡轮设置在泵轮凹陷空腔内，两者内侧的导流叶片对应设置，泵轮和涡轮之间设置导流环；

所述的导流叶片间隔设置形成流道，流道空间的内侧端横设挡流板，或不设置挡流板，其中：泵轮上的流道包括泵轮主流道、泵轮副流道及泵轮辅助流道，涡轮上的流道包括涡轮主流道及涡轮副流道。

本发明具有以下优点和有益效果：

本发明泵轮从原动机中得到能量，在离心力的作用下，工作油被导流环导向泵轮偏中部流动，使工作油沿着涡轮叶片偏中部间流道流动，推动涡轮又把工作油的能量变成机械能输出，带动工作机工作，就这样不断循环，实现能量的传递；借助于导流环的作用，可降低滑差工况时液力偶合器的循环流量，由于偶合器泵轮和涡轮叶片设计细密，靠轴部循环流量很小，滑差工作时，液流在工作腔循环数量减少，降低了滑差时的力矩值，从而获得滑差时平滑而稳定的限矩外特性；借助于其新型结构，解决了液力偶合器在第一和第二象限对外力矩突变的特性，不但获得了平滑的力矩特性，而且解决了滑差时偶合器的过热问题，从而达到很好的保护和延长被卷绕物使用寿命的目的，提高设备使用的经济效益。

附图说明

图1是本发明的剖视图。

图2是本发明的泵轮、导流环及涡轮的立体分解图。

图3是本发明涡轮的立体结构图。

图4是本发明泵轮的立体结构图。

图5是图3的俯视图。

图6是图4的俯视图。

图7是图5的A-A剖视图。

图8是图5的B-B剖视图。

图9是图6的C-C剖视图。

图10是图6的D-D剖视图。

图11是图6的E-E剖视图。

具体实施方式

由图1至图11可知，本发明包括外壳7、与外壳7固定连接的泵轮2和与泵轮2对应设置的涡轮6，外壳7上设置输入皮带轮8，涡轮6与输出轴3固定连接，输入皮带轮8、外壳7及泵轮2连接成整体，三者通过轴承设置在输出轴3上，其特征在于：

泵轮2的内侧为凹陷空腔，其内设置导流叶片9，涡轮6的内侧空腔亦设置导流叶片9，涡轮6设置在泵轮2凹陷空腔内，两者内侧的导流叶片9对应设置，泵轮2和涡轮6之间设置导流环5；

上述的导流叶片9间隔设置形成流道，流道空间的内侧端横设挡流板10，或不设置挡流板10，其中：泵轮2上的流道包括泵轮主流道11、泵轮副流道12及泵轮辅助流道13，涡轮6上的流道包括涡轮主流道14及涡轮副流道15。

所述的泵轮主流道11为相邻的两个导流叶片9及挡流板10相隔形成的空间，该流道位于泵轮2直径方向上距离圆心较远的一侧，其内面为弧面。

所述的涡轮主流道14为相邻的两个导流叶片9及挡流板10相隔形成的空间，该流道位于泵轮2直径方向上距离圆心较远的一侧，其内面为弧面。

所述的泵轮副流道12为未设置挡流板10的两个相邻的导流叶片9相隔形成的空间，其内面为平面。

所述的涡轮副流道15为未设置挡流板10的两个相邻的导流叶片9相隔形成的空间，其内面为平面。

所述的泵轮辅助流道13为相邻的两个导流叶片9及挡流板10相隔形成的空间，该流道位于泵轮2直径方向上距离圆心较远的一侧，其内面为平面；

所述的涡轮6上的流道均分成多个单元，每个单元由涡轮主流道14及涡轮副流道15组合设置成。

所述的泵轮2上的流道均分成多个单元，每个单元由泵轮主流道11、泵轮副流道12及泵轮辅助流道13组合设置成。

所述的导流环5的截面为L型，导流环5与泵轮2固定连接，其底端为圆环形状，该端伸入贴紧泵轮2的内壁。

所述的泵轮2的外侧均匀的设置散热筋16。

所述的泵轮2的上部设置加油孔，加油孔内设置加油塞4。

所述的泵轮2的下部设置安全塞1。

本发明的结构原理

本发明包括输入皮带轮、输出轴、涡轮、泵轮、导流环及外壳，所述输入皮带轮与外壳采用螺栓联接；所述涡轮、泵轮及导流环与外壳组成液力传动腔；所述泵轮采用螺栓联接在输出轴上方，并与外壳通过螺栓结合；所述外壳除了与下轴承、泵轮结合外，下部利用螺栓紧固在输入皮带轮上，与涡轮构成辅室。

本发明具有以下结构特点：

1、改变流道的结构形状和数量

液力偶合器的输出特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状、数量不同而有差异，现行的液力偶合器采用单一流道，本发明采用多种流道的不同组合实现多种输出力矩特性的高滑差液力偶合器，以满足不同工况要求。

高滑差液力偶合器共采用五种流道：其中涡轮二种，泵轮三种，涡轮二种分别为主流道、副流道；泵轮三种分别为主流道、副流道、辅助流道。

2、采用导流环

导流环安装在泵轮上，利用导流环内孔大小，控制高滑差液力偶合器最大输出力矩和输出力矩特性，其原理为：改变导流环内孔大小就改变了泵轮上流道的行程，在转速和充液量不变情况下，确定了输出力矩，同样，改变导流环内孔大小就改变了泵轮上各种流道的行程，因各流道特性不同其输出力矩特性也就不同。

3、增设散热筋

散热筋有两种功效：增加散热面积；提高壳体强度。

液力偶合器输入扭矩等于输出扭矩加摩擦力矩，高滑差液力偶合器摩擦力矩较大，产生热量就大，温度会升高，增加适当散热面积，使温度控制在安全塞安全温度内。

本发明的工作原理

本发明的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入外壳上，涡轮装在输出轴上，动力机(内燃机、电动机等)带动输入外壳旋转时，液体被离心式泵轮甩出，这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴，最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。

本发明靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩，它的输出扭矩等於输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小於输入扭矩，液力偶合器输入与输出间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。

液力偶合器的特点是：能消除冲击和振动；输出转速低於输入转速，转速差随载荷的增大而增加；过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时输入轴仍可转动，不致造成动力机的损坏；当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近於输入轴的转速，使传递扭矩趋於零，液力偶合器的传动效率等於输出轴转速与输入轴转速之比，液力偶合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种具有多流道的高滑差液力偶合器，包括外壳（7）、与外壳（7）固定连接的泵轮（2）和与泵轮（2）对应设置的涡轮（6），外壳（7）上设置输入皮带轮（8），涡轮（6）与输出轴（3）固定连接，输入皮带轮（8）、外壳（7）及泵轮（2）连接成整体，三者通过轴承设置在输出轴（3）上，其特征在于：

泵轮（2）的内侧为凹陷空腔，其内设置导流叶片（9），涡轮（6）的内侧空腔亦设置导流叶片（9），涡轮（6）设置在泵轮（2）凹陷空腔内，两者的内侧对应设置，泵轮（2）和涡轮（6）之间设置导流环（5）；

所述的导流叶片（9）间隔设置形成流道，流道空间的内侧端横设挡流板（10），或不设置挡流板（10），其中：泵轮（2）上的流道包括泵轮主流道（11）、泵轮副流道（12）及泵轮辅助流道（13），涡轮（6）上的流道包括涡轮主流道（14）及涡轮副流道（15）。

2.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的泵轮主流道（11）为相邻的两个导流叶片（9）及挡流板（10）相隔形成的空间，该流道位于泵轮（2）直径方向上距离圆心较远的一侧，其内面为弧面（111）。

3.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的涡轮主流道（14）为相邻的两个导流叶片（9）及挡流板（10）相隔形成的空间，该流道位于泵轮（2）直径方向上距离圆心较远的一侧，其内面为弧面（141）。

4.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的泵轮副流道（12）为未设置挡流板（10）的两个相邻的导流叶片（9）相隔形成的空间，其内面为平面（121）。

5.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的涡轮副流道（15）为未设置挡流板（10）的两个相邻的导流叶片（9）相隔形成的空间，其内面为平面（151）。

6.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的泵轮辅助流道（13）为相邻的两个导流叶片（9）及挡流板（10）相隔形成的空间，该流道位于泵轮（2）直径方向上距离圆心较远的一侧，其内面为平面（131）。

7.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的涡轮（6）上的流道均分成至少二个单元，每个单元包括涡轮主流道（14）或涡轮副流道（15）。

8.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的泵轮（2）上的流道均分成至少二个单元，每个单元包括泵轮主流道（11）或泵轮副流道（12）或泵轮辅助流道（13）。

9.根据权利要求1所述的一种具有多流道的高滑差液力偶合器，其特征在于所述的导流环（5）的截面为L型，导流环（5）与泵轮（2）固定连接，其底端为圆环形状，该端伸入泵轮（2）的凹陷空腔内，且贴紧泵轮（2）的内壁。

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