CN109780159B - 一种智能定充型液力偶合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可在线实时检测定充型液力偶合器工况且方便液力偶合器拆卸或安装的智能定充型液力偶合器，其特征是在外壳或泵轮上设有压力传感器、温度传感器以及主动端转速传感器，在主轴上设有被动端转速传感器；各传感器信号分别采集送入各自的MCU微控制单元处理，再分别通过无线发射模块发射，由无线接收模块接收后传送给电子控制单元，实现对液力偶合器工况的实时检测；同时，主轴装配端内孔设有胀紧套，胀紧套内开设有轴孔，胀紧套的外表面与主轴装配端内孔的内表面之间通过分段楔形锥面联接，胀紧套上设有轴向通槽，胀紧套一端与锁紧螺母联接，锁紧螺母通过螺纹与主轴装配端内孔连接；本发明可对液力偶合器的工况进行在线实时检测，方便客户对设备实现智能化管理，且联接装置实现了液力偶合器的拆卸或安装方便。

Description

一种智能定充型液力偶合器

技术领域

本发明涉及一种液力偶合器，具体地说是一种定充型液力偶合器，特别是涉及一种可在线实时检测定充型液力偶合器工况且方便液力偶合器拆卸或安装的智能定充型液力偶合器。

背景技术

定充型（限矩型、普通型）液力偶合器因其具有其他传动方式所不具备的特性而被广泛应用。由于定充型液力偶合器是个封闭的传动元件，其运转工作时是不可能对其充液量进行调节的。在当定充型液力偶合器遇到工作机严重过载时会降低输出转速直至堵转（输出零传速）对整个传动系统实现限矩保护，并在长时间过载时随着其内部工作介质温度与压力上升，将通过易熔安全塞将工作介质喷泄出去，从而切断传动实现对整机的卸荷保护，或通过特制的防喷安全塞产生动作触发电器元件给出信号实现断电保护与声光报警。作为定充型液力偶合器对整机的过载终极保护，无论是通过安全塞喷液还是采用防喷安全塞都存在不足：当采用易熔安全塞喷液保护时，喷出的工作介质对现场环境有一定污染，且高温液体可能对周围人员造成伤害，恢复液力偶合器的运行必须重新充液和更换安全塞，操作比较麻烦；而采用防喷安全塞虽可避免工作介质的喷出，但因其动作温度设置较低（防喷安全塞必须与易熔安全塞配套使用，防喷安全塞的动作温度远低于易熔安全塞的熔喷温度）而会使工作机的过载能力大为下降，同样也必须更换防喷安全塞才能恢复液力偶合器的运行。特别要提到的是，当主机因故断电短时又恢复供电，诸如斜坡带式输送机、斗式提升机等类设备可能在皮带料斗已作下行时立刻切换至工作拖动状态，会使液力偶合器同时从输入、输出端吸收能量而导致内部工作介质的温度与压力急剧上升，在安全塞尚来不及动作时引起液力偶合器的爆炸，后果十分严重。

同时，定充型（限矩型、普通型）液力偶合器在各领域的应用很广泛，其装配要求比较精密，一般均采用过渡配合的装配公差要求。另外，限矩型液力偶合器做为动力机与工作机之间的传动部件，为了减轻其运行负荷，壳体材料一般采用铸铝件，不能承受大力撬动或撞击。所以，在装配和拆卸时，壳体部位无法采用敲打或用其他受力方法进行。

目前，用户对限矩型液力偶合器的拆除通常使用拆卸螺杆拆除限矩型液力偶合器，即利用限矩型液力偶合器主轴拆卸端上特设的螺套，通过拆卸螺杆旋入顶到电机轴或减速机轴端，将限矩型液力偶合器从电机轴或减速机轴上顶下。但是，存在一是螺套螺纹加工精度要求高加工难度大，质量难保证，螺套、拆卸螺杆的螺纹配合精度不高，摩擦阻力较大，螺纹的强度不够，易导致螺纹损坏；二是拆卸不方便，为固定电机轴或减速机轴，需先拆下电机风扇防护罩，再拆下风扇叶片。

当无螺套或螺套损坏时，无法将旧液力偶合器拆下，只能损毁拆卸，不能检修复用，不仅造成一定的经济损失，更严重的是耽误正常生产。

如果能够对定充型液力偶合器的运行状况作实时监测，特别是能随时掌握其内部温度、压力、传动效率等运行参数并借此通过人为干涉或人工智能控制，就能避免设备严重过载以及液力偶合器喷、爆极端情况的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在线实时检测定充型液力偶合器工况且方便液力偶合器拆卸或安装的智能定充型液力偶合器。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种智能定充型液力偶合器，它包括外壳、泵轮、安装在主轴上的涡轮、与泵轮联接的弹性联轴器，在外壳或泵轮上设有检测液力偶合器工作腔内压力的压力传感器、检测工作介质温度的温度传感器、检测泵轮转速的主动端转速传感器，在主轴上设有检测涡轮转速的被动端转速传感器；液力偶合器主动端的各传感器信号与液力偶合器被动端的传感器信号分别采集送入各自的MCU 微控制单元处理，再分别通过无线发射模块发射，由无线接收模块接收后传送给电子控制单元，实现对液力偶合器工况的实时检测；主轴装配端内孔设有胀紧套，胀紧套内开设有安装电机轴或减速机轴的轴孔，胀紧套的外表面与主轴装配端内孔的内表面之间通过分段楔形锥面联接，胀紧套上设有轴向通槽，胀紧套一端与锁紧螺母联接，锁紧螺母通过螺纹与主轴装配端内孔连接；由锁紧螺母的旋转带动胀紧套左右移动，使胀紧套上轴孔的内径增大或减小，实现对安装在液力偶合器上的电机轴或减速机轴的拆卸或安装。

本发明所述的压力传感器、温度传感器、主动端转速传感器与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块安装在外壳的加油孔内或泵轮的易熔塞孔内；所述的被动端转速传感器与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块通过测速盘安装在主轴上。

为及时发现弹性块的破损，本发明弹性联轴器上检测弹性块磨损信号的磨损传感器与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块安装在弹性联轴器的主动节或从动节上，磨损传感器上设有触碰头。

本发明弹性联轴器上检测弹性块磨损信号的磨损传感器与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块安装在主动节或从动节上，从动节的从动爪上或主动节的主动爪上设有与磨损传感器对应的感应头。

本发明所述的电源包括电池或安装在液力偶合器上的发电机构。

本发明所述的发电机构包括安装在机架上的永磁体，安装在液力偶合器上的感应线圈与感应铁芯。

为增加胀紧套的胀伸余量，本发明胀紧套上至少设有1个防裂孔，沿胀紧套轴向设有自防裂孔通向胀紧套端部的伸缩缝。

为方便安装，本发明胀紧套通过连接套与锁紧螺母连接。

为防止装配后锁紧螺母松动，本发明锁紧螺母上设有锁紧槽及止动螺孔，止动螺孔上安装有止动螺栓。

为方便从主轴装配端内孔内卸下胀紧套与锁紧螺母，本发明所述楔形锥面在相邻两段之间为过渡圆弧。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，其结构简单可靠，可对液力偶合器工作腔内的压力、工作介质的温度以及传动效率等运行参数进行有效的在线实时准确检测，采集的数据处理后经无线方式传送给电子控制单元，再由电子控制单元经网络平台有线或无线传送给液力偶合器生产厂家的客户管理中心，便于偶合器生产厂家随时跟踪了解其产品的运行状况以便于为客户提供及时的全方位的服务以及为产品的改进设计提供直接的技术参数；或者传送给客户中央控制室，以便于客户对生产工艺流程及设备实现智能化调控管理，使每台液力偶合器均始终处于健康良好运行状态，避免液力偶合器喷液、爆炸等极端情况的发生，同时，其联接装置结构简单，加工容易，实现了定充型液力偶合器的拆卸或安装方便。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意框图；

图2是本发明检测装置的结构示意图；

图3是图2的A部放大示意图；

图4是图2的B部放大示意图；

图5是图2的K向局部放大示意图；

图6是本发明磨损传感器10的另一种结构示意图；

图7是本发明联接装置的结构示意图；

图8是本发明联接装置中胀紧套的结构示意图；

图9是图8的左视图；

图10是图8的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

由图1、图2、图3、图5、图7可知，一种智能定充型液力偶合器，它包括外壳1、泵轮2、安装在主轴6上的涡轮3、与泵轮2联接的弹性联轴器，在外壳1或泵轮2上设有检测液力偶合器工作腔内压力的压力传感器、检测工作介质温度的温度传感器、检测泵轮转速的主动端转速传感器，在主轴6上设有检测涡轮3转速的被动端转速传感器；液力偶合器主动端的各传感器信号与液力偶合器被动端的传感器信号分别采集送入各自的MCU 微控制单元处理，再分别通过无线发射模块发射，由无线接收模块接收后传送给电子控制单元，实现对液力偶合器工况的实时检测；主轴6装配端内孔设有胀紧套19，胀紧套19内开设有安装电机轴或减速机轴18的轴孔，胀紧套19的外表面与主轴6装配端内孔的内表面之间通过分段楔形锥面联接，胀紧套19上设有轴向通槽24，胀紧套19一端与锁紧螺母21联接，锁紧螺母21通过螺纹与主轴3装配端内孔连接；由锁紧螺母21的旋转带动胀紧套19左右移动，使胀紧套19上轴孔的内径增大或减小，实现对安装在液力偶合器上的电机轴或减速机轴1的拆卸或安装。

本实施例分段楔形锥面根据液力偶合器主轴装配端内孔的长度确定段数，本实施例分为2段，两段锥面的锥度相同。

本发明所述的压力传感器、温度传感器、主动端转速传感器与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块安装在外壳1的加油孔内或泵轮2的易熔塞孔11内；所述的被动端转速传感器与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块通过测速盘5安装在主轴6上。

由于定充型液力偶合器是悬挂安装于电动机与减速机之间，一般要通过梅花型弹性联轴器来方便安装，并适当放宽对安装同轴度的苛求；但由于材料老化或安装同轴度严重超差时，将造成弹性块8的损坏，如果不能及时发现并予更换弹性块8，则会造成液力偶合器的更大破坏甚至殃及电动机或减速机，因此，及时发现弹性块8的破损也是本发明的目的之一。

为及时发现弹性块8的破损，本发明设置在弹性联轴器上检测弹性块8磨损信号的的磨损传感器10与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块安装在弹性联轴器的主动节9或从动节7上，磨损传感器10上设有触碰头15

本发明所述的电源包括电池或安装在液力偶合器上的发电机构。

由图8、图9、图10可知，为增加胀紧套19的胀伸余量，本发明胀紧套19上至少设有1个防裂孔26，沿胀紧套19轴向设有自防裂孔26通向胀紧套19端部的伸缩缝25。

本实施例防裂孔9为3个，伸缩缝9在胀紧套4上交错通向胀紧套4的端部，即1条伸缩缝9通向胀紧套4的端部，另一条相邻的伸缩缝9通向胀紧套4的另一端部。

为方便安装，本发明胀紧套19通过连接套20与锁紧螺母21连接。

本实施例所述连接套2由对称相同的2个零件组成。

为防止装配后锁紧螺母21松动，本发明锁紧螺母21上设有锁紧槽23及止动螺孔，止动螺孔上安装有止动螺栓22。

为方便从主轴6装配端内孔内卸下胀紧套19与锁紧螺母21，本发明所述楔形锥面在相邻两段之间为过渡圆弧。

本发明由于设置在液力偶合器主动端、被动端及弹性联轴器上的各传感器距离较远且处于不同的转动体上，因此，主动端上的传感器、被动端上的传感器及弹性联轴器上的传感器分别采用独立的电源、MCU 微控制单元及无线发射模块；无线接收模块与电子控制单元共用，即各无线发射模块发射的检测信号，由1个无线接收模块接收后传送给电子控制单元，实现对液力偶合器工况的实时检测。无线接收模块与电子控制单元安装在无线传输模块可通信距离范围内，设置在液力偶合器附近。

本实施例将压力传感器、温度传感器、主动端转速传感器与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块集成安装在泵轮2的易熔塞孔11内；将被动端转速传感器4与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块集成安装在主轴6的测速盘5上；将磨损传感器10与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块集成安装在弹性联轴器的从动节7上，磨损传感器10上设有触碰头15。所述电源均采用扭扣电池。

本发明应用时，首先，将胀紧套19通过连接套20与锁紧螺母21连接，胀紧套19上的轴向通槽24对准主轴6上的键槽从附图7的右侧装入液力偶合器主轴6装配端内孔内，锁紧螺母21上设有内六方孔。

装配时，用外六方扳手插入锁紧螺母21的内六方孔内并旋转，使锁紧螺母21带动胀紧套19向右移动，由于胀紧套19的外表面与主轴6装配端内孔的内表面之间通过分段楔形锥面联接，且胀紧套19上设有轴向通槽24及伸缩缝25，这样，胀紧套19上轴孔的内径逐渐增大，轴孔与待装入的电机轴或减速机轴18之间成间隙配合，这时，不用任何辅助工具，即可轻松将液力偶合器装在电机轴或减速机轴18上。装上后，再用外六方扳手插入锁紧螺母21的内六方孔内并反向旋转，使锁紧螺母21带动胀紧套19向左移动，胀紧套19上轴孔的内径逐渐减小，直至将电机轴或减速机轴18完全箍紧，然后，拧紧锁紧螺母21上的止动螺栓22，防止装配后锁紧螺母21松动，从而完成装配。

当液力偶合器处于停机状态，各MCU 微控制单元控制各传感器不工作（处于“休眠”状态）；当液力偶合器运转，但其内部温度、压力、传动效率（转速）等相关参数均没达到设定值时，各MCU 微控制单元控制各传感器以较长的时间间隔采集液力偶合器工作腔内压力、温度及液力偶合器主动端和被动端的转速（处于“懈怠”状态），并通过无线发射模块、无线接收模块传送给电子控制单元，实现对液力偶合器工况的在线实时检测。当液力偶合器运行时其内部温度、压力以及主动端和被动端的转速任一参数达到设定值时，各MCU 微控制单元控制各传感器以较短的时间间隔采集液力偶合器工作腔内压力、温度及液力偶合器主动端和被动端的转速（处于“警觉”状态）；只有所检测的各运行参数均下降至设定以下后，才重回“懈怠”状态。同时，为方便生产厂家随时跟踪了解其产品的运行状况以便于为客户提供及时的全方位的服务，检测装置在出厂时均设置有唯一的IP码，以方便客户注册，点对点的监测与管理。

当弹性块8出现磨损，使触碰头15工作发出弹性块磨损信号，经对应的MCU 微控制单元、无线线发射模块发射，由无线接收模块接收后传送给电子控制单元，并由电子控制单元报警，提醒客户更换弹性块8。

当为各传感器提供电源的扭扣电池电压低于设定值时，检测装置也将发出电源电压信号至电子控制单元，提醒客户更换扭扣电池。

检测装置所采集的数据经电子控制单元处理后，可由电子控制单元直接对液力偶合器工作时工作腔内的过压或过热进行保护，也可经网络平台有线或无线传送给液力偶合器生产厂家的客户管理中心，便于偶合器生产厂家随时跟踪了解其产品的运行状况以便于为客户提供及时的全方位的服务以及为产品的改进设计提供直接的技术参数；或者传送给客户中央控制室，以便于客户对生产工艺流程及设备实现智能化调控管理。

同样，本发明可根据需要，增加液力偶合器其他需要检测的数据信号进行处理，以便实现液力偶合器的安全稳定运行。

当液力偶合器需拆卸时，停机断电后，首先松开锁紧螺母21上的止动螺栓22，用外六方扳手插入锁紧螺母21的内六方孔内并旋转，使锁紧螺母21带动胀紧套19向右移动，胀紧套19上轴孔的内径逐渐增大，轴孔与待装入的电机轴或减速机轴18之间形成间隙，然后，用手锤在液力偶合器的轴端敲击两下（注意：敲击时垫上垫板，以免损坏轴端），这样，很轻松的即可将液力偶合器从电机轴或减速机轴18上拆下，从而完成拆卸。

当需要卸下胀紧套19与锁紧螺母21时，虽然胀紧套19与主轴6装配端内孔的内表面之间的楔形锥面形成倒刺结构，不能拨出，但是由于本发明所述楔形锥面在相邻两段之间为过渡圆弧，因此，胀紧套19与锁紧螺母21可从液力偶合器主轴6装配端内孔内卸下。

本发明其联接装置结构简单，加工容易，实现了定充型液力偶合器的拆卸或安装方便。

实施例2：

由图4、图6可知，本实施例的磨损传感器10与对应的电源、MCU 微控制单元、无线发射模块安装在主动节9上，从动节7的从动爪17上设有与磨损传感器10对应的感应头16。当弹性块8出现磨损，从动节7偏转，使从动爪17上的感应头16与磨损传感器10对应，从而发出弹性块磨损信号，经对应的MCU 微控制单元、无线线发射模块发射，由无线接收模块接收后传送给电子控制单元，并由电子控制单元报警，提醒客户更换弹性块8。

本实施例的电源采用安装在液力偶合器上的发电机构，所述的发电机构包括安装在机架上的永磁体12，安装在液力偶合器上的感应线圈13与感应铁芯14。即利用液力偶合器旋转时，感应线圈13切割磁力线产生的感应电流给各传感器供电。

余同实施例1。

Claims (6)

1.一种智能定充型液力偶合器，它包括外壳、泵轮、安装在主轴上的涡轮、与泵轮联接的弹性联轴器，其特征是在外壳或泵轮上设有检测液力偶合器工作腔内压力的压力传感器、检测工作介质温度的温度传感器、检测泵轮转速的主动端转速传感器，在主轴上设有检测涡轮转速的被动端转速传感器；液力偶合器主动端的各传感器信号与液力偶合器被动端的传感器信号分别采集送入各自的MCU微控制单元处理，再分别通过无线发射模块发射，由无线接收模块接收后传送给电子控制单元，实现对液力偶合器工况的实时检测；主轴装配端内孔设有胀紧套，胀紧套内开设有安装电机轴或减速机轴的轴孔，胀紧套的外表面与主轴装配端内孔的内表面之间通过分段楔形锥面联接，所述楔形锥面在相邻两段之间为过渡圆弧，胀紧套上设有轴向通槽，胀紧套上至少设有1个防裂孔，沿胀紧套轴向设有自防裂孔通向胀紧套端部的伸缩缝，伸缩缝在胀紧套上交错通向胀紧套的端部，即1条伸缩缝通向胀紧套的端部，另一条相邻的伸缩缝通向胀紧套的另一端部，胀紧套一端与锁紧螺母联接，锁紧螺母通过螺纹与主轴装配端内孔连接；由锁紧螺母的旋转带动胀紧套左右移动，使胀紧套上轴孔的内径增大或减小，实现对安装在液力偶合器上的电机轴或减速机轴的拆卸或安装；所述的压力传感器、温度传感器、主动端转速传感器与对应的电源、MCU微控制单元、无线发射模块安装在外壳的加油孔内或泵轮的易熔塞孔内；所述的被动端转速传感器与对应的电源、MCU微控制单元、无线发射模块通过测速盘安装在主轴上；所述的电源包括电池或安装在液力偶合器上的发电机构。

2.根据权利要求1所述的一种智能定充型液力偶合器，其特征是弹性联轴器上检测弹性块磨损信号的磨损传感器与对应的电源、MCU微控制单元、无线发射模块安装在弹性联轴器的主动节或从动节上，磨损传感器上设有触碰头。

3.根据权利要求1所述的一种智能定充型液力偶合器，其特征是弹性联轴器上检测弹性块磨损信号的磨损传感器与对应的电源、MCU微控制单元、无线发射模块安装在主动节或从动节上，从动节的从动爪上或主动节的主动爪上设有与磨损传感器对应的感应头。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种智能定充型液力偶合器，其特征是所述的发电机构包括安装在机架上的永磁体，安装在液力偶合器上的感应线圈与感应铁芯。

5.根据权利要求1所述的一种智能定充型液力偶合器，其特征是胀紧套通过连接套与锁紧螺母连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能定充型液力偶合器，其特征是锁紧螺母上设有锁紧槽及止动螺孔，止动螺孔上安装有止动螺栓。