论文部分内容阅读
摘要：调速型液力偶合器是一种可以调节输出转速的液力元件，置于原动机与工作机之间进行动力传递。它能使原动机空载起动，在输入转速恒定不变，设备运转过程中通过导管连续无级调整工作腔的充液量，从而改变传递扭矩和输出速度，满足实际使用工况要求，应用于离心式机械，可在1～1/5的转速范围内无级调速；应用于恒扭矩机械，可在1～1/3的转速范围内无级调速。
关键词：调速型液力偶合器；工作原理；故障原因；排除故障方法。
【分类号】：TH137.331
一.调速型液力偶合器的工作原理
1.传递动力的原理：
设备启动时，由输入轴上的齿轮驱动油泵把偶合器箱底的油打出，经过油冷却器到导管壳体内，再经泵轮上的进油口进入工作腔。
当偶合器运转时，油液从工作腔通过泵轮边缘的通道溢出，进入导管腔。在导管壳体里，有一水平放置并可径向伸缩的导管。导管口伸入到导管腔内，导管的伸缩由电动执行器控制，而导管口的径向位置决定了导管腔里油环的厚度，也就是工作腔里的充液量，从而决定了输出转速。当导管伸入旋转着得油环是就把油从导管腔内引出，减少了油环的厚度，并把油液排入箱体底部，供循环使用，相反地，导管缩回时，使油环厚度增加，工作腔内就保持较多油液，这样，利用外部控制装置使导管在充满和抽空的两种极限位置之间进行调节，从而得到了输出轴的无级变速。
2.调速原理：
只有在泵轮和涡轮之间存在压力差时油才可以循环，这就需要泵轮和涡轮之间有速度差异（滑差），即液力传动式需要滑差的。偶合器可以在2～3%滑差传递全部的功率，输出转速以通过改变导管的位置而改变由泵轮和涡轮组成的工作腔的油量来改变滑差，而进行无级变速。
二.传动中应用调速型液力偶合器的优点：
1.提高鼠笼式电机的起动能力，能利用电机的尖峰力矩作为起动力矩，能与高压电机匹配使用。
2.过载保护，不会使电机发生失速而烧毁，保护电机不因过载而损坏。
3.能使电机空载起动，减少起动时间，降低起动过程中的平均电流。
4.多机驱动时能均衡负荷，减少起动电流的峰值和对电网的冲击电流，降低电网容量。
5.能吸收和隔离扭振及冲击，延长机器的使用寿命。
6.长期使用无需特殊维护，无摩擦传递扭矩，使用寿命长。
7.能实行无级调速，有显著的节电效果，节电率达20%～40%，可减少电气设备，降低运行费用。
8.能实现自动控制。
9.传动效率高，额定工况点≥97%。
三.调速型液力偶合器的常见故障及排除方法：
1.偶合器温度过高过热主要故障原因及排除故障方法如下：
（1）.冷却器水量不足，冷却水太热，冷却器不干净，应检查冷却系统，清洗冷却器，加大冷却水量和冷却器换热面积。
（2）.箱体存油过多或过少，应该调节油量至规定值。
（3）.转子泵损坏打不出油，应该更换内外转子。
（4）.安全阀溢流过多以致弹簧太松和密封损坏溅油，应该把弹簧上紧和更换密封件。
（5）油泵滤芯和油路堵塞，应该清洗滤芯和管道。
2.偶合器输入端达到额定转速后没有起动的原因是导管在0%位时，油泵不送油，起动力矩太高，工作机被卡，应该向100%开度调节导管，检查油泵及其转向。
3.偶合器输出轴不转的主要故障原因和排除方法如下：
（1）.工作腔进不去油，以致安全阀压力值太低，应该调节安全阀，上紧弹簧。
（2）.泵转向错误，应该把泵盖及偏心套转180度。
（3）.泵吸油管路密封不住进空气，应该加强泵吸油管路的密封性。
4.偶合器机组振动大主要故障原因及排除方法如下：
（1）.电机振动大，应该测试电机振动从而排除电机振动。
（2）偶合器振动大以致偶合器转子不平衡、电机与偶合器安装不同心、轴承已损坏、联接件松动，应该检查转子和按标记重装转子、重新找正电机与偶合器的同心轴、更换已损坏轴承、调紧联接件。
（3）.工作机振动大以致工作机不平衡和安装偏心，应该重新平衡工作机和重新找正轴心。
（4）安装基础刚度不够，应该加强安装基础刚度。
5.轴端漏油主要故障原因和排除方法如下：
（1）.弹性联轴器旋转引起真空效应将油吸出，应该有罩将联轴器与端面隔开。
（2）.皮碗密封圈唇面不平，应该更换密封圈
（3）.密封处轴面有划痕，应该把轴面的划痕打磨光滑。
6.达不到最高输出转速的主要故障原因是导管没在最大位置，工作机的轴功率太高，应该检查导管的最大行程，测量功率消耗及对照参数。
7.调速时自动控制操作时不能操作和控制（即无法调速）的主要故障原因是仪表损坏，伺服放大器、传感器损坏，操作器内部接触不良，应该修复或更换损坏仪器仪表，重新调试自动控制系统。
总结：调速型偶合器的应用范围比较广泛，在工业中的电力、钢铁、煤炭、建材、化工以及港口等各行各业的机械设备中都承担着重要作用。在使用过程中影响调速型偶合器寿命的因素较多，除了调速型偶合器自身设计、制造因素外和一些与调速型偶合器使用相关元（如联轴器、滤油器等）的选用、试车运行过程中的操作等也有关。本文主要是讲解了在使用过程中常出现的故障及解决方法，以及在运行过程中的注意事项，只要在日常维护中多检查，多维护，及时发现设备缺陷，就能延长调速型偶合器的使用寿命。
参考文献：
[1]陆肇达.液力传动原理与液力传动工程[M].哈尔滨：哈尔滨工 业大学出版社，1994
[2]刘应诚主编，液力偶合器实用手册[K].北京：化学工业出版社，2008.
[3]杨乃乔，液力偶合器[M].北京：机械工业出版社，1989.
作者简介：
颜醒林，广东云浮人，机械助理工程师，2004年毕业于广东省江门市五邑大学机械工程及其自动化专业，现在广东省郁南县广东中兴液力传动有限公司从事调速型液力偶合器的技术工作。
关键词：调速型液力偶合器；工作原理；故障原因；排除故障方法。
【分类号】：TH137.331
一.调速型液力偶合器的工作原理
1.传递动力的原理：
设备启动时，由输入轴上的齿轮驱动油泵把偶合器箱底的油打出，经过油冷却器到导管壳体内，再经泵轮上的进油口进入工作腔。
当偶合器运转时，油液从工作腔通过泵轮边缘的通道溢出，进入导管腔。在导管壳体里，有一水平放置并可径向伸缩的导管。导管口伸入到导管腔内，导管的伸缩由电动执行器控制，而导管口的径向位置决定了导管腔里油环的厚度，也就是工作腔里的充液量，从而决定了输出转速。当导管伸入旋转着得油环是就把油从导管腔内引出，减少了油环的厚度，并把油液排入箱体底部，供循环使用，相反地，导管缩回时，使油环厚度增加，工作腔内就保持较多油液，这样，利用外部控制装置使导管在充满和抽空的两种极限位置之间进行调节，从而得到了输出轴的无级变速。
2.调速原理：
只有在泵轮和涡轮之间存在压力差时油才可以循环，这就需要泵轮和涡轮之间有速度差异（滑差），即液力传动式需要滑差的。偶合器可以在2～3%滑差传递全部的功率，输出转速以通过改变导管的位置而改变由泵轮和涡轮组成的工作腔的油量来改变滑差，而进行无级变速。
二.传动中应用调速型液力偶合器的优点：
1.提高鼠笼式电机的起动能力，能利用电机的尖峰力矩作为起动力矩，能与高压电机匹配使用。
2.过载保护，不会使电机发生失速而烧毁，保护电机不因过载而损坏。
3.能使电机空载起动，减少起动时间，降低起动过程中的平均电流。
4.多机驱动时能均衡负荷，减少起动电流的峰值和对电网的冲击电流，降低电网容量。
5.能吸收和隔离扭振及冲击，延长机器的使用寿命。
6.长期使用无需特殊维护，无摩擦传递扭矩，使用寿命长。
7.能实行无级调速，有显著的节电效果，节电率达20%～40%，可减少电气设备，降低运行费用。
8.能实现自动控制。
9.传动效率高，额定工况点≥97%。
三.调速型液力偶合器的常见故障及排除方法：
1.偶合器温度过高过热主要故障原因及排除故障方法如下：
（1）.冷却器水量不足，冷却水太热，冷却器不干净，应检查冷却系统，清洗冷却器，加大冷却水量和冷却器换热面积。
（2）.箱体存油过多或过少，应该调节油量至规定值。
（3）.转子泵损坏打不出油，应该更换内外转子。
（4）.安全阀溢流过多以致弹簧太松和密封损坏溅油，应该把弹簧上紧和更换密封件。
（5）油泵滤芯和油路堵塞，应该清洗滤芯和管道。
2.偶合器输入端达到额定转速后没有起动的原因是导管在0%位时，油泵不送油，起动力矩太高，工作机被卡，应该向100%开度调节导管，检查油泵及其转向。
3.偶合器输出轴不转的主要故障原因和排除方法如下：
（1）.工作腔进不去油，以致安全阀压力值太低，应该调节安全阀，上紧弹簧。
（2）.泵转向错误，应该把泵盖及偏心套转180度。
（3）.泵吸油管路密封不住进空气，应该加强泵吸油管路的密封性。
4.偶合器机组振动大主要故障原因及排除方法如下：
（1）.电机振动大，应该测试电机振动从而排除电机振动。
（2）偶合器振动大以致偶合器转子不平衡、电机与偶合器安装不同心、轴承已损坏、联接件松动，应该检查转子和按标记重装转子、重新找正电机与偶合器的同心轴、更换已损坏轴承、调紧联接件。
（3）.工作机振动大以致工作机不平衡和安装偏心，应该重新平衡工作机和重新找正轴心。
（4）安装基础刚度不够，应该加强安装基础刚度。
5.轴端漏油主要故障原因和排除方法如下：
（1）.弹性联轴器旋转引起真空效应将油吸出，应该有罩将联轴器与端面隔开。
（2）.皮碗密封圈唇面不平，应该更换密封圈
（3）.密封处轴面有划痕，应该把轴面的划痕打磨光滑。
6.达不到最高输出转速的主要故障原因是导管没在最大位置，工作机的轴功率太高，应该检查导管的最大行程，测量功率消耗及对照参数。
7.调速时自动控制操作时不能操作和控制（即无法调速）的主要故障原因是仪表损坏，伺服放大器、传感器损坏，操作器内部接触不良，应该修复或更换损坏仪器仪表，重新调试自动控制系统。
总结：调速型偶合器的应用范围比较广泛，在工业中的电力、钢铁、煤炭、建材、化工以及港口等各行各业的机械设备中都承担着重要作用。在使用过程中影响调速型偶合器寿命的因素较多，除了调速型偶合器自身设计、制造因素外和一些与调速型偶合器使用相关元（如联轴器、滤油器等）的选用、试车运行过程中的操作等也有关。本文主要是讲解了在使用过程中常出现的故障及解决方法，以及在运行过程中的注意事项，只要在日常维护中多检查，多维护，及时发现设备缺陷，就能延长调速型偶合器的使用寿命。
参考文献：
[1]陆肇达.液力传动原理与液力传动工程[M].哈尔滨：哈尔滨工 业大学出版社，1994
[2]刘应诚主编，液力偶合器实用手册[K].北京：化学工业出版社，2008.
[3]杨乃乔，液力偶合器[M].北京：机械工业出版社，1989.
作者简介：
颜醒林，广东云浮人，机械助理工程师，2004年毕业于广东省江门市五邑大学机械工程及其自动化专业，现在广东省郁南县广东中兴液力传动有限公司从事调速型液力偶合器的技术工作。