CN111623100A

CN111623100A - 一种单腔调速型液力偶合器

Info

Publication number: CN111623100A
Application number: CN202010600962.6A
Authority: CN
Inventors: 韩石全
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2020-09-04

Abstract

本发明公开了一种单腔调速型液力偶合器，它包括箱体、泵轮、涡轮、液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ，所述的箱体设置有充液口、排液泵管；泵轮与涡轮对偶设置在箱体内，泵轮与液压轴套Ⅰ法兰固定连接，涡轮与液压轴套Ⅱ法兰固定连接，液压轴套Ⅰ与电机输出轴连接，液压轴套Ⅱ与减速机输入轴连接，所述的液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ与箱体之间通过密封接合，相比较同输出功率的传统双腔液力偶合器，具有结构紧凑、占用空间小安装环境适应力强、功率与体积比高；配件少、拆装方便、主体不需要大修、维修与管理费用及闲置时间几乎是零；动力传递效率高的特点。

Description

一种单腔调速型液力偶合器

技术领域

本发明涉及液力偶合器技术领域，具体为一种单腔调速型液力偶合器。

背景技术

现有的液力偶合器，为提高输出功率，多为双腔液力偶合器，如图1所示，传统的双腔液力偶合器主要包括双泵轮、双涡轮组成的双腔动力传递结构，它的泵轮通过驱动轴与电机轴套法兰连接；其涡轮通过涡轮套、法兰轴、联轴器与减速机连接，同时，还必须配备两个轴承座、两个轴承支承。其主要的技术缺陷在于：

①结构复杂、配件多、加工费用高；

②装配与拆解技术要求高，费工费时；

③与电机减速机安装、拆卸不方便；

④易损件多，使用一个周期后需要大修，使用成本高；

⑤双腔结构占用空间大，液力偶合器主要应用于煤矿井下环境，环境适应力差。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种、结构紧凑、安装拆卸方便、无大修成本的水介质单腔调速型液力偶合器。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种单腔调速型液力偶合器，它包括箱体、泵轮、涡轮、液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ，所述的箱体设置有充液口、排液泵管；泵轮与涡轮对偶设置在箱体内，泵轮与液压轴套Ⅰ法兰固定连接，涡轮与液压轴套Ⅱ法兰固定连接，液压轴套Ⅰ与电机输出轴连接，液压轴套Ⅱ与减速机机输入轴连接，所述的液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ与箱体之间滑动转动连接。

所述的液压轴套Ⅰ与液压轴套Ⅱ与箱体之间的密封为盘根密封或机械迷宫密封或两者兼具。

所述的泵轮、涡轮采用不锈钢S30408材质，泵轮或涡轮的转子内工作腔的光洁度为0.4a。

所述的箱体前后端分别设置有圆孔与液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ密封连接；所述的箱体前后端分别与电机外壳、减速机外壳固定连接，连接方式为止口加螺栓，电机法兰与减速机法兰通过偶合器的箱体止口连接，以保证它们之间的同轴度。

所述的液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ包括轴外套、轴内套，轴外套、轴内套同一轴线焊接固定，轴外套、轴内套之间设置有液压腔，轴外套设置有通油管路，通油管路一端与液压腔连通，另一端与油嘴连接。

油嘴本身也是单项阀，高压油只能进不能出，保证轴与液压轴套的有效结合传递动力，只有在拆解驱动部时使用油针（专用工具）才可以放油，使连接在一起的轴与套分开。

轴外套的厚度至少是轴内套的三倍以上，满足液压轴套长期承受折算成轴半径扭矩十倍的压力而不变形。

轴内套套在电机输出轴或减速机的输入轴，液压腔进入高压油后挤压轴内套，使其孔径均匀变小，使液压轴套与轴牢固连接在一起。

上述的单向阀与油泵增压器严密连接，油泵动作，增压器增压，高压油进入液压腔。

进一步地，所述的液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ为一端封闭的筒形结构，插入后的电机输出轴或减速机的输入轴的端面与筒形结构的封闭端内筒面贴合；进一步地，所述的液压腔与轴内套内封闭端面所在的平面相交。

所述的液压腔为环筒形，与轴内套同轴线。

进一步地，还包括充液盘、大集液环、小集液环，充液盘与泵轮外侧壳体近心端固定连接，形成环形槽Ⅰ，环形槽Ⅰ的开口朝向泵轮圆心，小集液环设置有环形腔，与泵轮远心端固定连接，设置在涡轮外侧，其与涡轮、轴套Ⅱ之间设置有间隙，大集液环与泵轮外侧壳体远心端固定连接，大集液环与小集液环之间形成环形槽Ⅱ。

充液口通过进水环与箱体内腔连通，进水环的内端出口设置在环形槽Ⅰ开口处，排液泵管的内口设置在环形槽Ⅱ槽腔内，用以排出液体工作介质。

充液盘、大集液环的作用是将离心力下的水液挡在其内环形腔槽中；充液盘内的泵轮设置有通液口与泵轮内工作腔连通；小集液环设置有喷嘴，喷嘴设置有通液口与箱体内腔或环形槽Ⅱ内腔连通，该处的箱体内腔指泵轮和涡轮外围的箱体内腔。

进一步地，充液盘、大集液环、小集液环的环形槽腔内均布有叶片。

进一步地，还包括回水管，回水管设置在箱体下部，回水管出水口设置在大集液环的环形槽开口处，回水管通过管路与箱体下端内腔连通。

所述的箱体设置有窗口，窗口可打开，便于配件装配操作，窗口同时可作为观察窗。

所述的箱体固定连接有法兰盘，通过法兰盘与电机或减速机的外壳连接。

所述的机械迷宫密封包括固定设置在液压轴套Ⅰ或液压轴套Ⅱ上的挡环Ⅰ和固定在箱体内腔的挡环Ⅱ，挡环Ⅰ与液压轴套Ⅰ或液压轴套Ⅱ的轴线垂直，挡环Ⅱ设置在挡环Ⅰ外围附近，挡环Ⅱ与液压轴套Ⅰ或液压轴套Ⅱ的轴线呈45度角。

本发明的工作过程为：电机输出轴伸入液压轴套Ⅰ，电机外壳与箱体通过螺栓固定，液压轴套Ⅰ内液压腔冲压，紧固液压轴套Ⅰ与电机输出轴的连接，同样的，液压轴套Ⅱ与减速机的输入轴固定连接，可通过在减速机输入轴做标记的方式查看输入轴是否与液压轴套Ⅱ到位连接；通过箱体两端分别与电机和减速机箱体固定连接，确保液力偶合器的稳定性，电机输出轴与泵轮直连，减速机输入轴与涡轮直连；

液力偶合器开始工作后，水通过箱体充液口、进水环流入集液环的环形槽Ⅰ内，水在离心力作用下压入泵轮与涡轮对合的工作腔内；工作腔内的水在离心力作用下通过泵轮与涡轮的对合间隙溢出到小集液环的环形腔内，水继续通过喷嘴最终到达大集液环内，通过排液泵管排出箱体。

本发明的有益效果为：

1.结构紧凑、占用空间小，安装环境适应力强；

2.配件少，电机输入轴通过轴套Ⅰ与泵轮直连；涡轮通过轴套Ⅱ与减速机输入轴直连，动力传递效率高；

3.易损件少，基本不需要大修。

附图说明

图1为传统双腔液力偶合器结构示意图；

图2为本发明实施例结构示意图；

图3为图2中液压轴套Ⅱ结构示意图。

1-泵轮，2-涡轮，3-箱体，4-内轴承盖，5-活动轴承套，6-外轴承盖，7-大轴承，8-联轴器，9-外轴承座，10-法兰轴，11-小轴承，12-内轴承座，13-力矩环，14-涡轮套，15-中间段，16-压力盘，17-大集液环，18-回水管，19-排液泵管，20-充液口，21-进水环，22-液压轴套Ⅰ，23-液压轴套Ⅱ，24-大集液环，25-小集液环，26-充液盘，27-叶片，28-挡环Ⅰ，29-挡环Ⅱ，30-轴外套，31-轴内套，32-液压腔，33-通油管路，34-单向阀。

具体实施方式

下面结合附图1附图2附图3对本发明进行详细的阐述。

如附图1所示的为传统双腔液力偶合器结构，其包括两个泵轮1，两个涡轮2，内轴承盖4，活动轴承套5，外轴承盖6，大轴承7，联轴器8，外轴承座9，法兰轴10，小轴承11，内轴承座12，力矩环13，涡轮套14，中间段15，压力盘16，大集液环17，回水管18，由此可见，传统的双腔液力偶合器结构复杂、配件多，从而导致加工费用高；装配与拆解技术要求高，费工费时；与电机减速机安装、拆卸不方便；易损件多，使用一个周期后需要大修，使用成本高；同时双腔液力偶合器结构占用空间大，液力偶合器主要应用于煤矿井下环境，环境适应力差。

附图2为本发明实施例结构示意图，一种单腔调速型液力偶合器，它包括箱体3、泵轮1、涡轮2、液压轴套Ⅰ22、液压轴套Ⅱ23，所述的箱体3设置有充液口20、排液泵管19；泵轮1与涡轮2对偶设置在箱体3内，泵轮1与液压轴套Ⅰ22法兰固定连接，涡轮2与液压轴套Ⅱ23法兰固定连接，液压轴套Ⅰ22与电机输出轴连接，液压轴套Ⅱ23与减速机机输入轴连接，所述的液压轴套Ⅰ22、液压轴套Ⅱ23与箱体3之间滑动转动连接。

所述的液压轴套Ⅰ22与液压轴套Ⅱ23与箱体3之间的密封为盘根密封或机械迷宫密封或两者兼具，本案优选两者共同密封。

所述的泵轮1、涡轮2采用不锈钢S30408材质，泵轮1或涡轮2的转子内工作腔的光洁度为0.4a，光洁度提高后，镜面的工作腔相比光面的工作腔，初始启动时输出力矩大于输入力矩1.6倍以上，电机选型可以就低不就高、增加有用功、改善电网品质。

所述的箱体3前后端分别设置有圆孔与液压轴套Ⅰ22、液压轴套Ⅱ23密封连接；所述的箱体3前后端分别与电机外壳、减速机外壳固定连接，连接方式为止口加螺栓，电机法兰与减速机法兰通过偶合器的箱体止口连接，以保证它们之间的同轴度。

所述的液压轴套Ⅰ22、液压轴套Ⅱ23包括轴外套30、轴内套31，轴外套30套置在轴内套31上，轴外套30、轴内套31同一轴线两端焊接固定，轴外套30、轴内套31之间设置有液压腔32，液压腔32的两端为焊接封闭，轴外套30设置有通油管路33，通油管路33一端与液压腔32连通，另一端与油嘴连接。

轴外套30的厚度至少是轴内套31的三倍以上。

油嘴本身也是单项阀34，高压油只能进不能出，保证轴与液压轴套的有效结合传递动力，只有在拆解驱动部时使用油针（专用工具）才可以放油，使连接在一起的轴与套分开；轴内套31套在电机输出轴或减速机的输入轴，液压腔32进入高压油后挤压轴内套31，使其孔径均匀变小，使液压轴套与轴牢固连接在一起。

上述的单向阀34与油泵增压器严密连接，油泵动作，增压器增压，高压油进入液压腔32。

进一步地，所述的液压轴套Ⅰ22、液压轴套Ⅱ23为一端封闭的筒形结构，插入后的电机输出轴或减速机的输入轴的端面与筒形结构的封闭端内筒面贴合；进一步地，所述的液压腔32与轴内套31内封闭端面所在的平面相交。

所述的液压腔32为环筒形，与轴内套31同轴线。

进一步地，还包括充液盘26、大集液环17、小集液环25，充液盘26与泵轮1外侧壳体近心端固定连接，形成环形槽Ⅰ，环形槽Ⅰ的开口朝向泵轮1圆心，小集液环25设置有环形腔，与泵轮1远心端固定连接，设置在涡轮2外侧，其与涡轮2、轴套Ⅱ之间设置有间隙，大集液环17与泵轮1外侧壳体远心端固定连接，大集液环17与小集液环25之间形成环形槽Ⅱ。

充液口20通过进水环21与箱体3内腔连通，进水环21的内端出口设置在环形槽Ⅰ开口处，排液泵管19的内口设置在环形槽Ⅱ槽腔内，用以排出液体工作介质。

充液盘26、大集液环17的作用是将离心力下的水液挡在其内环形腔槽中；充液盘26内的泵轮1设置有通液口与泵轮1内工作腔连通；小集液环25设置有喷嘴，喷嘴设置有通液口与箱体3内腔或环形槽Ⅱ内腔连通，该处的箱体3内腔指泵轮1和涡轮2外围的箱体3内腔。

进一步地，充液盘26、大集液环17、小集液环25的环形槽腔内均布有叶片27。

进一步地，还包括回水管18，回水管18设置在箱体3下部，回水管18出水口设置在大集液环17的环形槽开口处，回水管18通过管路与箱体3下端内腔连通。

所述的箱体3设置有窗口，窗口可打开，便于配件装配操作，窗口同时可作为观察窗。

所述的箱体3固定连接有法兰盘，通过法兰盘与电机或减速机的外壳连接。

所述的机械迷宫密封包括固定设置在液压轴套Ⅰ22或液压轴套Ⅱ23上的挡环Ⅰ28和固定在箱体3内腔的挡环Ⅱ29，挡环Ⅰ28与液压轴套Ⅰ22或液压轴套Ⅱ23的轴线垂直，挡环Ⅱ29设置在挡环Ⅰ28外围附近，挡环Ⅱ29与液压轴套Ⅰ22或液压轴套Ⅱ23的轴线呈45度角。

本发明的工作过程为：电机输出轴伸入液压轴套Ⅰ22，电机外壳与箱体3通过螺栓固定，液压轴套Ⅰ22内液压腔32冲压，紧固液压轴套Ⅰ22与电机输出轴的连接，同样的，液压轴套Ⅱ23与减速机的输入轴固定连接，可通过在减速机输入轴做标记的方式查看输入轴是否与液压轴套Ⅱ23到位连接；通过箱体3两端分别与电机和减速机箱体3固定连接，确保液力偶合器的稳定性，电机输出轴与泵轮1直连，减速机输入轴与涡轮2直连；

液力偶合器开始工作后，水通过箱体充液口20、进水环21流入集液环的环形槽Ⅰ内，水在离心力作用下压入泵轮1与涡轮2对合的工作腔内；工作腔内的水在离心力作用下通过泵轮1与涡轮2的对合间隙溢出到小集液环25的环形腔内，水继续通过喷嘴最终到达大集液环17内，通过排液泵管19排出箱体3。

本发明实施例相比较同输出功率的双腔液力偶合器，少一个工作腔的情况下，工作腔直径只大10%左右，体积却缩减了30%以上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种单腔调速型液力偶合器，其特征在于：它包括箱体、泵轮、涡轮、液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ，所述的箱体设置有充液口、排液泵管；泵轮与涡轮对偶设置在箱体内，泵轮与液压轴套Ⅰ法兰固定连接，涡轮与液压轴套Ⅱ法兰固定连接，液压轴套Ⅰ与电机输出轴连接，液压轴套Ⅱ与减速机机输入轴连接，所述的液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ与箱体之间滑动转动连接。

2.根据权利要求1所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：所述的液压轴套Ⅰ与液压轴套Ⅱ与箱体之间的密封为盘根密封或机械迷宫密封或两者兼具。

3.根据权利要求1所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：所述的泵轮、涡轮采用不锈钢S30408材质，泵轮或涡轮的转子内工作腔的光洁度为0.4a。

4.根据权利要求1所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：所述的箱体前后端分别设置有圆孔与液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ密封连接；所述的箱体前后端分别与电机外壳、减速机外壳固定连接，连接方式为螺栓；电机法兰与减速机法兰通过偶合器的箱体止口连接。

5.根据权利要求1所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：所述的液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ包括轴外套、轴内套，轴外套、轴内套同一轴线焊接固定，轴外套、轴内套之间设置有液压腔，轴外套设置有通油管路，通油管路一端与液压腔连通，另一端与油嘴连接。

6.根据权利要求5所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：轴外套的厚度至少是轴内套的三倍以上。

7.根据权利要求5所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：所述的液压轴套Ⅰ、液压轴套Ⅱ为一端封闭的筒形结构，插入后的电机输出轴或减速机的输入轴的端面与筒形结构的封闭端内筒面贴合。

8.根据权利要求5所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：所述的液压腔与轴内套内封闭端面所在的平面相交；所述的液压腔为环筒形，与轴内套同轴线。

9.根据权利要求1所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：还包括充液盘、大集液环、小集液环，充液盘与泵轮外侧壳体近心端固定连接，形成环形槽Ⅰ，环形槽Ⅰ的开口朝向泵轮圆心，小集液环设置有环形腔，与泵轮远心端固定连接，设置在涡轮外侧，其与涡轮、轴套Ⅱ之间设置有间隙，大集液环与泵轮外侧壳体远心端固定连接，大集液环与小集液环之间形成环形槽Ⅱ。

10.根据权利要求1所述的单腔调速型液力偶合器，其特征在于：充液口通过进水环与箱体内腔连通，进水环的内端出口设置在环形槽Ⅰ开口处，排液泵管的内口设置在环形槽Ⅱ槽腔内；充液盘、大集液环的作用是将离心力下的水液挡在其内环形腔槽中；充液盘内的泵轮设置有通液口与泵轮内工作腔连通；小集液环设置有喷嘴，喷嘴设置有通液口与箱体内腔或环形槽Ⅱ内腔连通，该处的箱体内腔指泵轮和涡轮外围的箱体内腔。