1、本次授课内容,一、液力偶合器的应用二、液力偶合器的结构及作用三、液力偶合器的工作原理四、调速型液力偶合器的调速原理五、液力偶合器的经济效益六、液力偶合器的操作、运行七、液力偶合器的维护,液 力 偶 合 器,液力偶合器是一种利用液体的动能来传递扭矩的叶片式液力传动机械。,一、液力偶合器的应用,液力联轴器是一种动力式液力机械，配置于原动机与工作机之间，利用液体作为介质来传递扭矩。在能量输入与输出之间没有刚性联接和机械磨损，传递效率高、结构简单、安装方便，对原动机和工作机械具有安全保护作用.因而在许多机械设备 (如风机、水泵、磨煤机、皮带输送机、刮板输送机、压路机等) 中得到广泛的应用,并在一些应用
2、中以取得了显著的节能效果。,液力偶合器的主要作用是进行工作机的经济调速、保护电机和保护工作机。,液力偶合器应用于皮带输送机,液力偶合器应用于磨煤机,二、液力偶合器结构及作用,液力偶合器主体部分主要由一对增速齿轮、工作油腔、油泵（辅助油泵、工作油泵、润滑油泵）、调速机构（勺管）、执行机构、轴承（径向轴承、推力轴承）、油系统（工作油系统、润滑油系统）以及冷油器、过滤器和管道阀门等组成。,偶合器的主体部分与增速齿轮合并再同一个箱体中，箱体的下部作为油箱。,（一）增速齿轮,增速齿轮的作用是利用齿轮副的齿数差所产生的齿轮传动比来增加转速,CO46型液力偶合器的齿轮传动比为：,所以电动机的转速为2985r
3、/min时，泵轮的转速为4782 r/min,（二）工作油腔,工作油腔由：泵轮体、涡轮体、转动外壳所组成,结构,泵轮体：包括叶片、流道、连接螺丝孔及进油槽等。泵轮是传递功率的重要部件。两叶片及中间流道的加工精度要求较高，否则会影响循环油量及所传递的功率。连接螺丝孔有泵轮与转动外壳连接用的和泵轮与泵轮轴连接用的两种。进油槽的作用是使油由过油孔进入各流道的流量比较均匀一些。,涡轮体：涡轮的结构基本和泵轮结构相似，其上有排油孔、通气孔、进油槽、叶片、带型线的流道及与涡轮轴连接的螺丝孔。排油孔使排油室与循环圆内的压力平衡，在高滑差时，循环圆液体迅速排出，以增加调速的机动性。通气孔是在调速过程中腔内油位
4、升高或降低时供空气进出之用。涡轮叶片数量一般比泵轮叶片少或多14片，以免产生激振扰动。,转动外壳：转动外壳上有小叶片柳钉孔、易熔塞孔、与泵轮连接的螺丝孔。小叶片柳钉孔是固定小叶片用的柳钉穿孔。小叶片的作用是当转动外壳旋转时带动室内油一起旋转，以提高油的离心力，使排油室与循环圆内压力接近，以取得液位平衡，并能提高勺管的排油压力。易熔塞孔内装置易熔块，当系统发生意外，偶合器工作油温过高后熔化排油，起保护作用,（三）油泵：,辅助油泵（齿轮式）：在给水泵启动、停机、损坏时给水泵组的润滑油由偶合器电动辅助油泵供应。,工作油泵（离心式）：向工作油腔内输送工作油进行扭矩的传递。,润滑油泵（齿轮式）：向偶合器
5、、电动机和主泵的各个轴承、联轴器输送润滑油。,工作油泵与辅助油泵组合成一充油泵组，由输入轴驱动。,（四）油系统（工作油系统、润滑油系统）,1、工作油系统,CO46型液力偶合器的工作油系统是由一个闭式循环系统和一个开式循环系统所组成，进而形成一个能调节流量的油系统。,在闭式循环回路中，压力油经过工作控制阀向偶合器工作腔供油，作动力传送。工作腔的工作油由勺管舀出，在背压的作用下，工作油经过工作油冷油器散热后流回偶合器工作腔中。,开式循环回路中由工作油泵、压力保持阀组成。工作油从开路流向闭路使工作油腔注满。工作油泵供给的多于的工作油经过压力保持阀返回油箱，当偶合器的充油量减少时，多余的工作油也是由此
6、回到油箱。,工作油运行压力的设定与压力保持阀有关,如果闭式循环回路被破坏，偶合器油温升高到160则易熔塞就要熔化，偶合器工作腔随之向外排油。若是油循环短时过热造成易熔塞熔化，（即冷油器故障或偶合器过载），偶合器的调节性能只有略微的改变。而其它特征为：油箱温度略有上升，驱动机器的启动时间略有增加，并几乎达到最大输出功率。,2、润滑油系统,主润滑油泵出油通过压力保持阀、润滑冷油器和双筒滤网到达各轴承点、压力开关和齿轮润滑处。,为了保证各轴承在偶合器启动、停机和故障时都有润滑油润滑，由一电动辅助油泵在主电机启动前和停机后向各轴承供油。,外部设备（即电机、被驱动机器或联轴器）的润滑是由偶合器的润滑回路
7、提供的，其回油回到油箱,偶合器的电机侧和给水泵侧的润滑油出口管道上都已装上了流量孔板，在试运前，可按照所需的油流量和压力对孔板进行调整。,工作油的粘度应尽可能的低、以保证在注油、排油和调节期间有满意的液力效率和放气性能。由于轴承、齿轮也是靠工作油进行润滑，所以工作油必须有优异的润滑性能。液力偶合器所用的油必须是优质、低粘度、具有润滑性能和排气特性的油。工作油与润滑油都用同一种油，建议采用符合GB11120标准的L-TSA32号汽轮机油,偶合器注油：不计热交换器和管道中的油，需要850升油。热交换器的需油量及管路中的油量在现场确定。,建议对装置装上管子后，立即注上工作油。注油时，对油进行过滤。过
8、滤网等级为,通过视孔盖上的注油孔，向偶合器加油。当冷油器和管系都注满油且排尽空气时，油位能从油位指示器显示,油位刻度20-50为偶合器工作时正常油位，油刻度100为偶合器工作时的最高油位，约120 L （不计冷油器及管路）,（五）调速机构（勺管装置）：,勺管装置：勺管的作用在于舀取转动外壳中的工作油，通过上下移动来改变吸油量的大小，从而实现涡轮的变速。勺管及其传动装置见图。,选用偶合器时，应保证在满载全充液的情况下有一低的满载滑差（CO46型液力偶合器全载滑差为： ）。,输出转速可通过调节泵、涡轮间工作腔内的工作油充油量来调节，而工作腔的充液量由勺管的位置确定。,（六）轴承：,径向轴承：支撑轴
9、的径向力。CO46型偶合器内共有三对径向轴承。其中有一对输入轴内、外侧径向轴承、一对泵轮轴内、外侧径向轴承、一对涡轮轴内、外侧径向轴承。,推力轴承：支撑轴的轴向力。 CO46型偶合器共有两对推力轴承。其中有一对泵轮轴内、外侧推力轴承、一对涡轮轴内、外侧推力轴承。,三、液力偶合器的工作原理,液力偶合器是原动机与工作机之间利用工作油为介质来传递扭矩的一种液力传动装置。泵轮和涡轮是两个带有径向叶片的碗状工作叶轮，泵轮为主动轴带动的工作叶轮，涡轮与从动轮相联，两轮相对且保持一定的间距。在泵轮与涡轮中径向叶片之间又形成一对工作腔，构成一个循环通道，既为“循环圆”为了避免共振，涡轮的叶片数一般比泵轮的少1
10、4片。,工作原理：在偶合器转子工作时，循环圆中充有工作油。液力偶合器的泵轮直接由主动轴带动，泵轮将原动机输入的机械能转换成工作油的动能。工作油在泵轮中提高能量后，沿着循环通道进入涡轮旋转，将工作油的动能转换成涡轮旋转的机械能，带动从动轴上的工作机旋转。既工作油在泵轮中获得能量，在涡轮中释放能量，通过工作油能量的“一得一失”便把主动轴的能量传递给从动轴，这就是液力偶合器的工作原理和工作过程。,四、 调速型液力偶合器的调速原理,设置专门的调节元件及有关的操作系统、油系统，并将其中的导管(亦称勺管)插在侧辅腔内，就构成调速型液力偶合器。其工作原理是 依靠调节装置改变导管开度(即导管顶端和旋转外壳之间
11、的距离与两者最大间距的百分比值)，人为地改变运转中工作腔的充液量，使偶合器传递力矩变化，从而改变工作机转子上的输入力矩，实现对工作机转速的调节。,（一）调速型液力偶合器的类型,1、进口调节式调速型液力偶合器,进口调节式调速型液力偶合器的调节元件由喷嘴、旋转外壳及导管组成，如图所示。其中喷嘴装在泵轮上并随之恒速转动，且喷嘴通流面积调定后是不变的，故它的作用是保持工作腔出口流量为常数。,喷嘴喷出的油积聚在旋转外壳的腔中形成油环，导管管口接触油环表层，使表层油液能以自身的动能进入管口，然后沿导管及管路进入冷却器，经冷却器后流回工作腔，形成封闭的油液循环系统。 这时若伸高或降低导管，可以使工作腔内充油
12、量增多或减少，从而增大或减小输出转速。因此，这是保持工作腔出口流量不变，改变进口流量的调节方式。,2、出口调节式调速型液力偶合器,在偶合器运转时，供油泵从油箱中吸油，送人冷却器，冷却后通过导管座空腔，泵轮入油口进人工作腔。同时，工作腔中的油液又从连通孔泄人导管室，并在室中形成一个旋转油环。当导管开度不变时，工作腔进、出口流量相等，室中油环厚度不变，工作腔充油量不变，则输出转速和功率亦不改变。若开度变小(或变大)，即升高(或降低)导管时，出口的油流量将增大(或减小)，使工作腔内油量亦相应减少(或增大)，从而减小(或增大)输出转速。,出口调节式调速型液力偶合器的调节元件，由保持工作腔进口油流量不变
13、的定量供油泵，控制工作腔出油流量的伸缩导管及旋转外壳组成，如图所示。,3、复合调节式调速型液力偶合器,CO46型液力偶合器属于复合型液力偶合器,复合调节式调速型液力耦合器的调节元件，比出口调节式多一个调节进口流量的控制阀。运转中，从供油泵来油经该阀调节后才进入工作腔，变动控制阀主阀芯的位置即可改变工作腔进口流量的大小。这种调节方式不仅调速灵敏，还可以做到工作腔油液的更新速度与液力偶合器的转差发热相适应，从而保持工作腔内油温的稳定。,（二）液力偶合器的调节过程,如图2示，图1中的勺管口面对循环圆的旋转液面，并利用液体的速度压头把工作后的工作油（回油）沿勺管内的通道排出。勺管升高，进入勺管的油压升
14、高，回油量增加，工作腔室内循环油量减少，泵轮传递给涡轮的能量减少，涡轮转速下降；反之，勺管降低，进入勺管的油压降低，回油量增减少，工作腔室内循环油量增加，泵轮传递给涡轮的能量增大，涡轮转速升高。这样，液力偶合器就在原动机转速不变的情况下改变了工作机的转速并达到无级调速的目的。,勺管用于调节偶合器工作腔的充液量，它的位置是由电动执行机构通过调节控制轴来调节的，从而确定勺管的位置。,固定的输出速度,勺管的位置不变，传递扭矩所需要的油流量决定与控制阀的调整位置，转动外壳内的工作油的转动在勺管端头产生动压力，被勺管舀起的油经过勺管和工作油冷油器进入工作腔。充油泵抽起的油经压力保持阀使控制阀壳体压力升高
15、，压力保持阀开启，不适合的油回到油箱，使流入工作腔的流量保持均匀。,增速调节（勺管向100%移动）,勺管向离开工作腔油环面的方向移动，工作油保持阀中与溢流口关小，主油泵向工作腔充油。,减速调节（勺管向0%移动）,勺管移进工作腔油环面，自勺管舀出的油量增加，这些油通过压力保持阀排入油箱。,勺管定位：,传动控制轴通过调节手柄来调节，控制轴上装有一扇形圆柱齿轮，该齿轮与勺管的齿条相啮合。勺管装在勺管套内并由防转销防转定位。,注意事项：,电动执行器机构必须配备止动装置以限制勺管的“最大”与“最小”位置。不能将控制装置或勺管作控制限位使用。 在运行时不能松开执行机构定位元件或脱开执行装置，否则勺管的移动
16、会损坏执行机构和导向销。,动画F 再现,液力偶合器静止状态,液力偶合器启动状态,液力偶合器额定运行状态,液力偶合器加速状态,五、液力偶合器的技术经济效益,1、可与廉价的笼型电动机相匹配，使电机只带泵轮空载启动，而载荷却可满载平稳地启动和加速；并且能利用电机的尖峰力矩启动负载，克服笼型电动机启动力矩低的缺点。使电动机选型时，不必为满足满载启动需要而选大容量或改用价高的绕线电动机，改变“大马拉小车”的现象，从而减小设备投资费用和启动时的功率损耗。还可以让电机在接近额定工况下运行，具有较高的功率因数和效率，进一步降低功率损耗。,2、对电机和工作机均有良好的过载保护作用。由于液力偶合器柔性传动，当工作
17、机载荷突然增大时，只是涡轮与泵轮转速比i=nT/nB下降的工作状况。即使是工作机卡住不转，也仅是i0的工况，仍属液力偶合器的联合工作范围。此时，动力机仍能带动泵轮照常转动，并不超载，不失速，不堵转。对于卡住后不易自行解除的情况，偶合器外壳上有易熔放油塞，可以在油温超高时自动地将热油排空，切断扭矩的传递，从而保护电机及传动部件免于损坏，减少设备事故的发生,3、液力偶合器的泵轮与涡轮之间没有机械联接，扭矩是通过液体传递的，因此，主、从动轴上的扭振能被吸收和隔离，冲击可得到缓和。使设备与转动部件受到保护，延长了使用寿命。,4、由于泵轮与涡轮工作十分可靠，所以液力偶合器的使用、维护简便，可以长期无检修
18、地运行。与其他传动方式相比，笼型电机与之相匹配在可靠性和维修费用低等方面有明显的优点。,5、调速型偶合器能无级调速，易于实现遥控或自动控制，改善劳动条件，提高工作效率。且可以满足锅炉点火工况要求。锅炉点火时，要求给水流量很小，若采用关小给水阀门的节流调节，不但会生成很大的节流损失，而且极易损坏给水阀，使流量调节效果下降，甚至失灵。如果利用液力偶合器调速。则不必操作给水阀，只要降低转速即可满足要求，既经济又安全，还能减少管路与阀门，简化给水操作台,6、复合调节式调速型液力偶合器调速的升降速度快，约8一l0s可以完成启动。因此能较好地适应单元机组直流锅炉对快速启动的特殊要求。,7、应用调速型偶合器
19、，可使灰浆泵等在部分负荷时低速运转，减少部件磨损，延长使用寿命。,8、泵与风机利用液力偶合器进行变速调节时，通常可以降低耗电量，获得较大的节电效果。,液力偶合器的缺点是运行时有一定的功率损失。对于功率较大的偶合器，除本体外还需增加一套增速齿轮、冷油器、伺服机等辅助设备与管路，其系统复杂，造价较贵。,六、液力偶合器的运行、操作、维护,（一）运行前的调试,1、试运行准备,校验所有设备的对中性。校验时要考虑由于运行引起的热膨胀而造成轴的不对中等因素，必要时应进行纠正。,纪录对中值。,检查基础上的紧固情况。,断开偶合器与电动机的联轴器检查电动机的转向。,检查具有喷油润滑的圆弧齿联轴器的联接套简拆换是否
20、方便。,检查联轴器及保护罩是否安装正确。,向外部装置供给润滑油的孔板是否符合要求。,向偶合器注入工作油，直至油位指示器的最高标记处。,检查电动机的电气安装，执行机构等的电压接口，信号处理的控制，调整与监视的连接。,冲洗润滑油回路，接通电动润滑油辅助油泵（如果主电动机是自动,起动的，则应与之联锁），并对润滑油回路进行一天或几天的冲洗。排空冷却器和管道内空气。,当压差升至006PMa时，切换滤网至另一清洁的滤网，并清洗污染的滤网桶。,检查外部装置润滑油量；必要时进行调整。,冲洗管道直至滤网干净为止。,检查管子是否有泄漏。,检查液力偶合器的油位是否到最高。并补充注入工作油。,检查润滑油油压，必要时进
21、行调整。,检查压力开关的切换点及其功能。检查温度监控的切换点，如有必要进行调整。,在勺管执行机构上预先设定两个限位块。检查执机构操作是否正确，移动是否容易。,检查在调整角度范网内的执计机构位置，执行机构的两端位置都需采用机械限位的方式。,勺管在100%位置时，检查并调整执行机构上的最大控制信号或反馈信号。,在经过手动或执行机构行程运行后，检查最小或反馈信号是否对应于比勺管位置0%稍大些的地方。,将勺管设定在最小位置处。,如果水/油冷却器安装在水侧，则冷却器水侧通风并检查流量。,2、试车,打开冷却器上的水阀门，在冷却器水侧排放并检查流量。遵守运行数据和冷油器的说明手册。,检查整个设备的运行准备情
22、况。,起动辅助润滑油泵。当润滑压力达到所需值（负荷泵组启动条件）时，接通主电动机或者监控其自动起动。,电动机运转达到额定转速后，观察在润滑油压下的保持要求值，辅助油泵是否自动停机，或者用手控切断辅助润滑油泵。,在最低转速下运行设备，观察运转的平稳性、温度润滑油压和滤网状况。,慢慢地升速。通过冷却水源量调整工作油及润滑油温度。冷却水最小流量必须保证。观察温度直至达到稳定。如有必要，重新调整工作油流量。工作油冷油器进口（上游）温度不应超过110。,判断并测定偶合器的振动情况，除测量值外，还应记录测量点、转速和勺管位置。,设备调至最低转速。,切断主电动机后检查辅助润滑油泵在润滑压力下降的情况下是否自
23、动开启。在主电动机和从动机停运后，关闭辅助润滑油泵。,在试运行中或试运行之后，清洗润滑油滤网，检查并校正油位。,（二）液力偶合器的操作、运行,设备到现场后无需解体。,1、偶合器的起动、运行、停机及切断设备电源时采取的措施,对偶合器进行持续监控，以维持所需润滑压力和油位高度，这样就可无故障、低维护地运行。,启动,一般来讲，液力偶合器可在勺管处任何位置起动。然而，当勺管处于最小位置时，主动电动机可在空载下起动。,接通辅助润滑油泵并保持5分钟运转之后，而起动主电动机。,当达到起动润滑油压时，启动主电动机。,达到润滑油压（设定点）之后，切断辅助润滑油泵电源。,将勺管移动至最大的100%勺管位置。,运行
24、,持续检测允许温度，工作油及润滑油压力。详见“技术数据”表。,从动机的输入功率和输入转速，是通过执行机构对勺首相应定位（最大至100%勺管位置）而确定的。,如运行发生故障，配备的监控仪表将发出一个电信号，起动报警，或接通辅助润滑油泵电源，或切断设备电源。,切断,原则上说，偶合器可在勺管处于任何位置时切断。然而，当勺管处于最低位置时，主电动机可空载下起动。,将偶合器调整到最低转速。,接通辅助润滑油泵电源。,切断主电动机电源。,主电动机和从动机装置停转之后，切断辅助润滑油泵电源。,2、润滑油压、润滑油压监测,润滑油压力制造厂整定为0.2MPa左右（由压力保持阀调整）。润滑油压力由压力表显示。还配备
25、了压力开关，用于监控主电动机与电动辅助润滑油泵的联锁使得：,1）主电动机只能在润滑油压力达到0.15MPa时方可起动。通过时间延迟确保所有轴承都能得到润滑，特别是向外部装置供给润滑油的情况下。,2）当主电动机已经起动，主油泵开始供油之后，切断辅助润滑油系电源。,3）如果由于故障，润滑油压降至0.1MPa时，则接通辅助润滑油泵电源。如果无法排除故障，必须切断主电动机电源。,4）当压力降至0.08MPa时主电动机开3分种内必须停止工作。另外，还要顾及整个保护回路及开关的次序。,外部机器的润滑油总需要量不应大于120 l/min,3、工作油监测,工作油冷却器出口处的工作油温应在35-70左右。冷油器
26、进口温度可能升至110 。在异常运行情况下（例如锅炉给水泵冲管时）可能出现接近130左右的最高温度。,另外，在工作油油温180时易熔塞签熔化，此时通过易熔塞孔将油泄入油箱内。,压力保持阀保持工作油压力在0.15MPa至0.25MPa之间。,4、轴承温度,一般情况下轴承温度不能超过90、厂方建议将“轴承温度过高”报警信号温度值设定在90 。,各处轴承的温度是不同的。因为各轴的转速不同或是由工作油引起的外部热负荷不同。,5、润滑油滤网,润滑油滤网是双筒滤网。,在滤网换阀芯处于正确位置时，只有一个滤网处于工作状态。滤网上装有一差压开关，因此，在0.06MPa时要求有一压差报警点。慢慢地转动换向杆切换
27、至另一个滤网。,在运行期间，当从一个滤网切换到另一个滤网时，应保证偶合器的油压不会过分下降，否则压力开关动作。要求做到这一点，应把干净的滤网事先充满油，然后再把它切换上去。,七、偶合器的维护,1、设备运行时的维护,当润滑油滤网压差升高时，切换滤网并清洗。,若工作机转速有波动，检查一下工作油的气体释放性能。,同时也应检查工作油冷油器的排气装置。,油位处于正常位置。,如果出现油位增高，应检查油内是否含水。,日常检查：,检查轴承温度和油温，润滑油滤网的油压和压差。,每运行1000小时后：,检查油是否受到污染必要时进行离心处理和过滤。,每3个月后：,在相同工况下测量、记录和比较设备的运行平稳性。,在相同工况下测量、记录和比较运行平稳（振动）性。如有任何偏离，校验偶合器的对中度。,2 、设备停机时的维护,每2个月：,检查执行机构是否动作自如。,目测检查齿轮副对油的适应性（齿面啮合情况）。,如果出现油位增高，检查油内是否含水，找出并排除含水的原因，把油、水分离或换油。,如果振动值有改变，检查偶合器对中情况，并检查所有基础是否紧固。,每运行8000小时或至少每年：,分析油是否老化变质,对偶合器进行找中校验及基础紧固状况检查。,卸下箱盖上的检查孔盖作目税检查（腐蚀，总体情况等），并对齿轮啮合状况及易熔塞作外观检查。,谢谢,
