CN103591246B - 一种双腔限矩型液力偶合器 - Google Patents

Abstract

一种双腔限矩型液力偶合器，它采用液体为传动介质，主要包括输入组件、输出组件，两个泵轮及两个涡轮，所述的输入组件包括一与原动机相连的输入轴套，所述输入轴套1上固套置有两个相对布置的左泵轮、右泵轮，且其中至少一个泵轮固定在输入轴套上，在所述左泵轮和右泵轮之间固定连接有辅助室外壳，在左泵轮和右泵轮的各自外侧分别安装有挡板；另有左涡轮、右涡轮分置于左泵轮和右泵轮的外侧、并通过各自的轴承支撑在输入轴套上，在所述左泵轮和右泵轮各自外侧、位于输入轴套上分别设置有轴封组件，所述的左涡轮和右涡轮之间还固定连接有外壳；在所述左涡轮或右涡轮上连接有由传动板、弹性盘以及半联轴器组成的输出组件；它具有结构简单，功率传递能力大，能够明显改善偶合器限矩性能，适用于大功率设备中要求限矩场合等特点。

Description

一种双腔限矩型液力偶合器

技术领域

本发明涉及一种限矩型液力偶合器，特别是涉及一种双腔限矩型液力偶合器。

背景技术

限矩型偶合器又称安全型偶合器，主要应用于采煤、运输、破碎和起重等大功率设备中。这些设备在运转时，不但负荷变化大，而且有时会被突然卡住或制动，此时将产生很大的过载，破坏原动机和工作机某些薄弱零件。采用限矩型偶合器可以起到过载保护作用。此外，这些设备的原动机大多为异步电机，而负荷的惯性很大，且经常是有载甚至重载启动，采用限矩型偶合器可大大改善电动机和工作机的启动性能，节约电能。

目前常见的限矩型偶合器结构为：除工作腔外，设有前辅助油腔和后辅助油腔，在涡轮出口处可以装有挡板，也可以不装。其限矩性能的获得主要是依靠前后辅助油腔。

我们知道，在要求传递功率很大（例如达到兆瓦级）时，若采用单腔偶合器，会致使叶轮有效直径很大，甚至会使叶轮线速度超过极限；而采用双腔型偶合器，则可成倍的增大偶合器传递的功率；此外，双腔偶合器还具有平衡轴向力、提高结构强度等优点，因此在在提高传递功率能力，特别是传递大功率时，有其独特的作用。

如上所述，限矩型偶合器具有启动特性好、防瞬时过载能力强等优点，双腔偶合器适用于传递大功率的情况，但在大功率设备中，如果能够结合两者的优点，设计出一种双腔限矩型液力偶合器，则可以将偶合器的效用发挥到极致。在中国专利ZL200920059804.3中公开了一种“双腔型液力偶合器”（公开号CN201448414U），它具有限矩作用，但因只有前辅腔，其限矩能力明显不足。然而，对于既带前辅腔又带后辅腔的双腔限矩型液力偶合器，由于增加后辅腔会致使轴向尺寸很大，而且结构复杂，目前尚未见有专利公开。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能够明显改善偶合器限矩性能，且结构简单，适用于大功率设备中要求限矩场合的双腔限矩型液力偶合器。

本发明是通过以下技术方案实现的：它采用液体为传动介质，主要包括输入组件、输出组件，两个泵轮及两个涡轮，所述的输入组件包括一与原动机相连的输入轴套，所述输入轴套1上固套置有两个相对布置的左泵轮、右泵轮，且其中至少一个泵轮固定在输入轴套上，在所述左泵轮和右泵轮之间固定连接有辅助室外壳，在左泵轮和右泵轮的各自外侧分别安装有挡板；另有左涡轮、右涡轮分置于左泵轮和右泵轮的外侧、并通过各自的轴承支撑在输入轴套上，在所述左泵轮和右泵轮各自外侧、位于输入轴套上分别设置有轴封组件，所述的左涡轮和右涡轮之间还固定连接有外壳；在所述左涡轮或右涡轮上连接有由传动板、弹性盘以及半联轴器组成的输出组件。

所述的左泵轮和右泵轮背靠背对称布置，左泵轮、右泵轮和中间固连的辅助腔外壳以及输入轴套之间形成有左右共用的后辅腔；左泵轮与左涡轮之间、右泵轮与右涡轮之间的叶片区各自形成有左右两工作腔；而左右涡轮的叶片消角处与相邻的左右泵轮无叶片区形成有左右两前辅腔；所述的两个前辅腔和中间共用的后辅腔之间开设有第一过流孔连通；所述的后辅腔与左右两个泵轮的工作腔通过第二过流孔连通；所述的左右涡轮上设置有用以注入油液的注液塞。

所述的左泵轮和右泵轮通过辅助腔外壳用螺栓连接，结合面涂有密封胶；所述的辅助腔外壳外侧焊有加强筋。左泵轮或右泵轮与输入轴套的轴肩接触处加装有用以避免过定位的调整垫圈；所述左右泵轮上分别用螺栓紧固有各自的挡板。

所述的轴封组件由密封圈和加装的挡盖组成，并用螺栓紧固在左右两涡轮上；所述的外壳上对称地设置有两个防止工作液体温度过高进行泄漏保护用的易熔塞；所述的左右涡轮上设置有用以注入油液的注液塞。

本发明涉及的双腔限矩型液力偶合器属于内轮驱动，即涡轮与外壳相连，泵轮在内，被外壳包裹。一般的，后辅腔往往在泵轮背面；如果按照现有技术，采用外轮驱动形式，仅在泵轮背面加后辅室，则其轴向尺寸很大。为此，考虑到轴向不至于过多增加轴向尺寸，将泵轮内置，充分利用两泵轮背靠背内部空间作为后辅室，而且两后辅腔合并为一个后辅腔，将大大减小轴向尺寸，这样的偶合器不但具有单腔限矩型偶合器的特点，而且传递功率大约增加一倍，轴向尺寸也不至于过大。

因此，本发明具有如下优点：

1）、提高传递功率能力，双腔液力偶合器传递功率的能力约为单腔的两倍。双腔液力偶合器传递的功率大约相当于其下一规格的单腔液力偶合器，在传递功率能力差不多的情况下，可以明显的减小径向尺寸，这对于需要大功率设备中限制叶轮线速度的情况十分必要。因此，采用双腔液力偶合器可以提供传递功率能力，尤其适用于大功率偶合器；

2）、平衡轴向力，两个泵轮和两个涡轮对称布置，腔型也完全对称，能够平衡大部分轴向力，大大提高轴承使用寿命；

3）、缩短轴向尺寸，后辅腔为左右两腔共用，充分利用腔内空间，明显的缩短轴向尺寸；

4）、增大限矩能力，采用前后辅腔加侧辅腔，过载系数大大降低，限矩能力高于一般的限矩型液力偶合器；

5）、加装挡板，使限矩能力良好，力矩变化平稳。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中所示：1是输入轴套，2、16是密封挡盖，3、17是轴承，4是左涡轮，5、10是注液塞，6是左泵轮，7是调整垫圈，8、19是易熔塞，9是右泵轮，11是右涡轮，12是传动板，13是弹性盘，14是半联接器，15、23是密封圈，18、22是挡板，20是辅助腔外壳，21是外壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：图1所示，本发明所述的双腔限矩型液力偶合器，它采用液体为传动介质，主要包括输入组件、输出组件，所述的输入组件包括一与原动机相连的输入轴套1，所述输入轴套1上固套置有两个相对布置的左泵轮6、右泵轮9，且其中至少一个泵轮固定在输入轴套上，在所述左泵轮6和右泵轮9之间固定连接有辅助室外壳20，在左泵轮6和右泵轮9的各自外侧分别安装有挡板22、18；另有左涡轮4、右涡轮11分置于左泵轮6和右泵轮9的外侧、并通过各自的轴承3、17支撑在输入轴套1上，在所述左泵轮6和右泵轮9各自外侧、位于输入轴套1上分别设置有轴封组件，所述的左涡轮4和右涡轮11之间还固定连接有外壳21；在所述左涡轮4或右涡轮11上连接有由传动板12、弹性盘13以及半联轴器14组成的输出组件。

所述的左泵轮6和右泵轮9背靠背对称布置，左泵轮6、右泵轮9和中间固连的辅助腔外壳以及输入轴套之间形成有左右共用的后辅腔；左泵轮6与左涡轮4之间、右泵轮9与右涡轮11之间的叶片区各自形成有左右两工作腔；而左右涡轮4、11的叶片消角处与相邻的左右泵轮6、9无叶片区形成有左右两前辅腔；所述的两个前辅腔和中间共用的后辅腔之间开设有第一过流孔连通；所述的后辅腔与左右两个泵轮的工作腔通过第二过流孔连通；所述的左右涡轮上设置有用以注入油液的注液塞5、10。

所述的左泵轮6和右泵轮9通过辅助腔外壳20用螺栓连接，结合面涂有密封胶；所述的辅助腔外壳20外侧焊有加强筋。左泵轮6或右泵轮9与输入轴套的轴肩接触处加装有用以避免过定位的调整垫圈7；所述左右泵轮上分别用螺栓紧固有各自的挡板22、18。

所述的轴封组件由密封圈23、15和加装的挡盖2、16组成，并用螺栓紧固在左右两涡轮上；所述的外壳上对称地设置有两个防止工作液体温度过高进行泄漏保护用的易熔塞19。

工作液体流入前辅腔，由于挡板的作用，使得前辅腔延充。前辅腔与后辅腔之间通过过流孔φD1联通，后辅腔到泵轮工作腔通过过流孔φD2联通，过流孔直径及数量根据偶合器具体型号而定。

实施例：

本发明所述的左右泵轮6、9、左右涡轮4、11均采用铸铝用树脂砂工艺铸造；左泵轮6和右泵轮9完全一样，背靠背对称布置，左右两涡轮6、9上开有过流孔φD1和φD2。左右泵轮6、9通过辅助腔外壳20用螺栓连接，结合面处涂密封胶密封。辅助腔外壳外侧焊有加强筋。左泵轮6和右泵轮9与输入轴套1用螺栓连接，为避免左右泵轮与输入轴套两轴肩面过定位，在左泵轮与轴肩接触处加装调整垫圈7，通过调整垫圈厚度以避免过定位。左右泵轮上分别装有挡板22和18，并用螺栓紧固。左右泵轮和辅助腔外壳以及输入轴套之间的腔体为左右共用的后辅腔。左涡轮4和右涡轮11上设计有注液塞5和10。充液时，打开注液塞，充入液体体积占总容积的40%~80%。左涡轮4和右涡轮11通过外壳21用螺栓连接，结合面处应涂密封胶密封，拧紧螺栓。外壳上对称的设计两个易熔塞19，以便工作液体温度过高时泄液保护。左右泵轮和涡轮之间叶片区形成工作腔，涡轮叶片消角处和泵轮无叶片区形成前辅腔。左右涡轮通过轴承3和17支撑在输入轴套1上，两端用密封圈23和15加装挡盖2和16用螺栓紧固在涡轮上密封。工作时，输入轴套带动泵轮旋转，泵轮搅动工作液体冲击涡轮，涡轮通过右端传动板12由半联接器14将动力输出。

装配时，先将右泵轮9与输入轴套1用螺栓连接，再将辅助腔外壳20与泵轮9连接，接着装入调整垫圈7，再将左泵轮6分别与辅助腔外壳20和输入轴套1连接，然后装上挡板22和18，至此装配好泵轮组件。装配输出组件时，先将轴承3和17分别装入左涡轮4和右涡轮11轴承孔内，然后从左端装入左涡轮4进行轴向定位，再将外壳21与左涡轮4连接，从右端装入右涡轮11并将右涡轮与外壳用螺栓连接。再分别从左右两端装入由密封圈23和15与挡盖2和16组成的密封组件，用螺栓紧固在涡轮上。最后将传动板12、弹性盘13、半联接器14组成的输出联接器组件与右涡轮11连接。拆卸时过程正好与装配顺序相反。

本发明所述的双腔限矩型液力偶合器，它是通过输入轴套1与原动机相连，靠平键传递转矩，输入轴套1孔径及孔长度可以根据输入功率的大小选择；所述半联接器14孔径及长度可以根据输出功率的大小选择；左右涡轮上设计有注液塞5和10，用以注入油液。外壳21上设计有易熔塞8和19，当油液温度超过限制时通过易熔塞泄液保护；本发明的密封采用挡盖加密封圈的形式，它包括左右两个密封挡盖2、16，左右两个密封圈15、23，分别通过螺栓固定在左右两个涡轮上。

本发明所用循环圆有效直径为D=650mm，叶片为直叶片，叶片基本厚度为4mm，泵轮叶片数58，涡轮叶片数56，泵轮与涡轮装配间隙mm。

本发明所述的泵轮循环圆形状为桃形，涡轮循环圆形状为长圆形；涡轮叶片消角，与泵轮构成前辅腔，后辅腔由两泵轮背靠背构成；侧辅腔最大直径为D+2e。从前辅腔到后辅腔由孔连通，后辅腔到泵轮工作腔由孔连通。

Claims (4)

1.一种双腔限矩型液力偶合器，它采用液体为传动介质，主要包括输入组件、输出组件，其特征在于所述的输入组件包括一与原动机相连的输入轴套（1），所述输入轴套（1）上固套置有两个相对布置的左泵轮（6）、右泵轮（9），且其中至少一个泵轮固定在输入轴套上，在所述左泵轮（6）和右泵轮（9）之间固定连接有辅助室外壳（20），在左泵轮（6）和右泵轮（9）的各自外侧分别安装有挡板（22、18）；另有左涡轮（4）、右涡轮（11）分置于左泵轮（6）和右泵轮（9）的外侧、并通过各自的轴承（3、17）支撑在输入轴套（1）上，在所述左泵轮（6）和右泵轮（9）各自外侧、位于输入轴套（1）上分别设置有轴封组件，所述的左涡轮（4）和右涡轮（11）之间还固定连接有外壳（21）；在所述左涡轮（4）或右涡轮（11）上连接有由传动板（12）、弹性盘（13）以及半联轴器（14）组成的输出组件。

2.根据权利要求1所述的双腔限矩型液力偶合器，其特征在于所述的左泵轮（6）和右泵轮（9）背靠背对称布置，左泵轮（6）、右泵轮（9）和中间固连的辅助腔外壳以及输入轴套之间形成有左右共用的后辅腔；左泵轮（6）与左涡轮（4）之间、右泵轮（9）与右涡轮（11）之间的叶片区各自形成有左右两工作腔；而左右涡轮（4、11）的叶片消角处与相邻的左右泵轮（6、9）无叶片区形成有左右两个前辅腔；所述的两个前辅腔和中间共用的后辅腔之间开设有第一过流孔连通；所述的后辅腔与左右两个泵轮的工作腔通过第二过流孔连通；所述的左右涡轮（4、11）上设置有用以注入油液的注液塞（5、10）。

3.根据权利要求1或2所述的双腔限矩型液力偶合器，其特征在于所述的左泵轮（6）和右泵轮（9）通过辅助腔外壳（20）用螺栓连接，结合面涂有密封胶；所述的辅助腔外壳（20）外侧焊有加强筋；左泵轮（6）或右泵轮（9）与输入轴套的轴肩接触处加装有用以避免过定位的调整垫圈（7）；所述左右泵轮上分别用螺栓紧固有各自的挡板（22、18）。

4.根据权利要求1所述的双腔限矩型液力偶合器，其特征在于所述的轴封组件由密封圈（23、15）和加装的挡盖（2、16）组成，并用螺栓紧固在左右两涡轮上；所述的外壳上对称地设置有两个防止工作液体温度过高进行泄漏保护用的易熔塞（19）；所述的左右涡轮（4、11）上设置有用以注入油液的注液塞（5、10）。