液力耦合器课件

1、液力偶合器 赵赵 琳琳 液力偶合器基础知识 一、定义：液力偶合器又称液力联轴器，是以 液体为工作介质，利用液体动能的变化来传递 能量的叶片式传动机械。 二、基本结构： 1、主要部件有：泵轮、涡轮、转动外壳。泵 轮与主动轴相联接，涡轮与被动轴相联接。通 常，转动外壳在其外缘法兰外用螺钉与泵轮相 联接。 液力偶合器 液力偶合器 二、基本结构： 2、转动外壳上装有四个易熔塞。当工作油温 达到130时，易熔塞熔化，工作油便由此孔 排空，工作机械转速下降。 3、泵轮和涡轮之间无机械联系。两轮侧板的 内腔形状和尺寸相同，上面分别装有相当数量 的径向平面叶片。 液力偶合器 三、工作原理： 流体动力传输的原理

2、基于泵轮和涡轮间的交 互作用，这个原理通过两个叶片涡轮来实现。连 同一个围绕着它们的外壳一起，这两个叶片涡轮 形成了工作腔，工作液体在其中循环。 液力偶合器 四、基本概念： 1、循环圆：泵轮、涡轮沿轮轴方向内腔相对布 置，端面间留有适量的间隙，构成一个液流通 道，叫做工作腔。工作腔的轴面投影称为循环 圆，又称流道。循环圆的最大直径称为有效直 径，用D表示，两工作轮（即泵轮和涡轮）间 的间隙约为0.01D。 液力偶合器 四、基本概念： 2、偶合器的传动效率0：液力偶合器在工作过 程中的能量损失主要是液体在工作腔内流动时 的流动损失和进入工作轮入口处的冲击损失， 工作轮面与空气摩擦损失以及轴承、密

3、封等机 械摩擦损失。所以，液力偶合器的输出功率P2 总是小于输入功率P1，二者的比值就是偶合器 的传动效率0。 液力偶合器 四、基本概念： 3、偶合器的传动比i： 传动比=涡轮转速/泵轮转速。可以近似认为偶合器 的传动效率0等于其传动比i。 4、因为当偶合器在高传动比时，泵轮、涡轮转速 非常接近，液体的循环流动明显减弱，传递的有效 扭矩值极小，而摩擦损失的扭矩所占比重相对增加， 所以效率明显低于传动比。在i=0.98-0.99左右，0 达最大值以后，不再随涡轮转速的增加而增加,因 此液力偶合器的效率永远都不可能达到1。 液力偶合器 四、基本概念： 5、滑差：偶合器正常工作时，必然是涡轮转速 小

4、于泵轮转速。泵轮、涡轮转速之差与泵轮转 速之比称为液力偶合器的转差率，又称滑差s。 s=1-i. 6、 为了使液力偶合器在长期运转中具有良好 的经济性，滑差s不应大于0.04。换句话说，从 偶合器本身来讲，应该长期处于高传动比下工 作，才能获得最佳经济效益。 液力偶合器 五、工作过程： 向工作腔中冲入工作液体后，当输入轴 带动泵轮旋转时，在叶片和泵轮内腔的作用 下，工作液体获得能量，以一定的压力和速 度由泵轮内侧（进口）流向外缘（出口）， 再流入涡轮，冲动涡轮，带动输出轴旋转。 当工作液体对涡轮作功，能量减少及速度降 低以后流出涡轮，然后重新流进泵轮腔内吸 收能量。如此继续不断，就实现了泵轮与

5、涡 轮之间的能量传递。 液力耦合器工作动画.EXE 液力偶合器 六、液力偶合器的调节 ： 在泵轮转速固定的情况下，工作油量愈多传递的动 转矩也愈大。要求调节负荷时，只要调节勺管的径 向位置就可。 液力耦合器勺管用于调节耦合器的工作腔的充液量， 它的位置是由电动执行机构通过调节控制轴来调节 的。勺管的位置由锅炉的给水量负荷信号通过执行 机构操纵调速机构控制。液力耦合器控制勺管位置 和控制进油阀开度，是在同一根操纵臂上，它通过 凸轮、齿条、齿轮机构来控制。 液力偶合器 静止静止 工作液集中在液力偶工作液集中在液力偶 合器的较低部分。合器的较低部分。 液力偶合器 起动起动 叶轮通过增加输入转叶轮通过

6、增加输入转 速加速工作液，形成速加速工作液，形成 一个液流循环。一个液流循环。 液力偶合器 额定运行额定运行 这样的结果是固定的这样的结果是固定的 液流循环。液流循环。 液力偶合器 七、液力偶合器的运行 ： 偶合器一般可在转速比i= 20-98%范围内工作，可 实际上转速比在40%以下时偶合器中的工作油温上 升很快，偶合器运行不稳定。这是因为转速比小， 工作油油量少，工作油在泵轮里获得的升压值小， 于是排放至冷油器的油量就小，不足以冷却偶合 器的发热，致使油温上升。 液力偶合器 八、液力偶合器的特点： a) 在输入轴转速不变的情况下，可获得无级变 化的输出轴转速。 b) 空载启动。离合方便，向

7、偶合器循环园冲油 即可进行传递扭矩，平稳升速；排油即可脱离， 方便离合，可实现空载启动。 c) （相对于摩擦离合）无磨损，不怕发热,坚固 结实，安全可靠，寿命长。 液力偶合器 八、液力偶合器的特点： d) 隔离振动。离合器的泵轮与涡轮之间没有机 械联系，扭矩通过液体传递，是柔性连接，若 主动轴扭矩有周期性波动时，不会传到从动轴 上，具有良好的隔振效果，对冲击负荷也能大 大减缓。 e) 过载防护。由于偶合器是柔性传动，工作时 泵轮与涡轮间有滑差，当从动轴阻力矩突然增 加时，滑差就增大，甚至制动，而原动机仍能 继续运转而不致损坏。 一、概况 热电厂135MW机组用3台电动给水泵为郑州电力机 械有限

8、公司生产，型号为135TSBI I - J , 配套的液 力耦合器型号为YOTFQZ460，为广东中兴液力传动 有限公司生产。 YOTFQZ460型液力耦合器包括一级增速齿轮及调速 型耦合器，二者置于同一箱体内。耦合器为单腔 勺管式，各轴承均为滑动轴承，压力油润滑。泵 轮及涡轮轴均为有双向瓦块式推力轴承，润滑油 与工作油合用一个油箱。工作油泵和润滑油泵同 轴安装于耦合器箱体内，由增速齿轮主动轴通过 传动齿轮带动。 给水泵液力偶合器 1234 A B C D 4321 D C B A T itle N um berR evisionSize A 4 D ate:9-Jul-2004 Sheet

9、of File:F:工 作 有 关 41SC H （ #1液 力 偶 合 .SC HD raw n B y: 67 89 1 2 19 3 5 4 11 16 17 12 18 15 14 13 10 2021 给水泵组油系统 1、主润滑油泵 2、电动辅助润滑油泵 3、溢流阀 4、润滑油冷油器 5、滤油器 6、前置泵 7，9，10、联轴器 8、电动机 11、主给水泵 12、工作油泵 13、进油控制阀 14、供油腔 15、排油腔 16、工作油冷油器 17、循环圆 18、勺管 19、逆止阀 20、泵轮 21、涡轮 给水泵液力偶合器 型号说明 Y O T F Q Z 4 6 0 液力 偶合器 叶轮有

10、效直径(mm) 调速型 增速 复合调节 前置齿轮 给水泵液力偶合器 给水泵液力偶合器 参数参数范围范围 电机转速2985r/min 涡轮（输出）额定转速4750r/min 调速范围20%-97% 齿轮增速比1.6324 滑差3% 工作压力0.6MPa 传递功率1750-3200KW 给水泵液力偶合器 二、检修技术要点 1、动平衡要求：每次更换转子零部件时，都必须 重新做转子动平衡。 2、静平衡要求：转子所有的连接螺钉允差在0.1克。 3、每个推力轴承总间隙在0.2-0.3mm。 4、泵轮与涡轮之间的间隙为40.5mm。 5、各径向轴承的间隙为0.05-0.10mm。 给水泵液力偶合器 二、检修

11、技术要点 6、安装调速机构的扇形齿轮时，必须使指针在刻 度板上处于“0”位置时，勺管咀的中心至基准面 距离为138mm，处于“100”位置时，勺管咀的 中心至基准面距离为31mm。 7、安装调速机构的偏心轮时，必须使指针在刻度 板上处于“55”位置时，最大偏心外缘处于最位 置，并调节螺栓，使其顶端至基准面距离为10mm。 给水泵液力偶合器 二、检修技术要点 8、因为液偶热态时比冷态时轴中心要抬高0.3mm. 所以,为减小运行中的轴系不对中,在进行冷态找 正时，轴心要比电机侧、泵侧低0.1mm(厂家建议)。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 1、润滑油压低、润滑油压低 给水泵正常

12、运行时，润滑油压的建立是由液耦主动轴通过 两付齿轮传递扭矩带动主润滑油泵来实现的。润滑油泵是 由主轴上的主动齿轮带动 3 个圆周均布的从动齿轮组成的 齿轮油泵。润滑油泵从液耦底部油箱吸油，排出压力油， 经润滑油冷却器、溢流阀、过滤器后到润滑油母管，从这 里向耦合器本身的齿轮轴承、电机轴承、给水泵轴承供油。 润滑油压正常范围在 0. 160. 22MPa，当母管油压0. 12MPa 时，辅助润滑油泵启动，当母管油压0. 08MPa 时， 发主电机停机信号。 原因判断及处理措施： 润滑油滤网堵。滤网前后压差超过0.03MPa，要及时切换 清洗滤网。 给水泵液力偶合器 给水泵液力偶合器 三、常见故障

13、原因分析和处理措施 1 1、润滑油压低、润滑油压低 润滑油泵损坏。及时解体耦合器，检查耦合器内润 滑油泵。如发现齿轮损坏进行更换，同时清理液耦油 箱和润滑油泵吸油管，加强滤油（2#2#高压给水泵润滑高压给水泵润滑 油泵曾出现一次齿轮损害造成油压低的现象，更换完油泵曾出现一次齿轮损害造成油压低的现象，更换完 油压正常）油压正常）。 润滑油冷油器严重泄漏。可以开启润滑油冷油器水 侧放空门是否有油来判断其泄漏与否，如泄漏进行打 压查漏，消除泄漏。 液耦内部润滑油母管连接法兰处泄漏严重。对液耦 内部润滑油母管连接法兰进行检查更换法兰垫，消除 泄漏。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 2

14、 2、润滑油温高、润滑油温高 原因分析和处理措施： 润滑油冷油器（板式换热器）板片堵，造成换热恶 化（我厂多次出现因循环水质量造成板片堵、润滑油我厂多次出现因循环水质量造成板片堵、润滑油 温高，上盖排气孔冒青烟的现象）温高，上盖排气孔冒青烟的现象）。及时将泵退出运 行，清洗冷油器。 冷却水滤网堵，造成冷却水量不足。运行人员巡检 设备时要注意检查滤网前后压差，定时对冷却水滤网 进行清洗。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 3 、工作油压低、工作油压低 原因分析和处理措施： 运行中耦合器工作油压低常伴随着工作油温升高，液耦出 力下降甚至跳机。工作油压低的常见原因有： 液耦油温高易熔

15、塞融化，工作油从液耦泵轮壳喷至油箱。 更换易熔塞，同时查找工作油温升高原因予以消除。 耦合器内勺管底部的丝堵脱落，勺管回油经过勺管套仍 回到转动外壳内，无法把转动外壳内的热油经勺管送到冷 油器冷却。及时解体耦合器，检查耦合器内勺管底部的丝 堵，如果脱落进行补焊处理。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 3 、工作油压低、工作油压低 工作油泵至液耦管路存在严重泄漏。更换工作油泵 至液耦管路各法兰垫子，紧固各锁母接头。 工作油冷油器严重泄漏，导致工作油跑到水侧。工 作油冷油器进行打压查漏，消除泄漏。 油滤网堵、压差大，造成工作油量不足（在我厂此在我厂此 种状况经常出现，主要因为油质差

16、和滤网使用时间长种状况经常出现，主要因为油质差和滤网使用时间长 须更换导致）。须更换导致）。打开油滤网进行清理。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 4、工作油温度高、工作油温度高 原因分析和处理措施： 工作油温升高，导致易熔塞融化，出力降低，继续升 高导致停泵。常见原因有： 给水泵故障、转子卡涩或卡死，此时耦合器的涡轮 不能转动，而耦合器泵轮仍以原速运转，电动机所提 供的功率绝大部分转化成热量进入油中，使工作油温 突然升高， 引起易熔塞熔化。 脱开给水泵与耦合器的联轴器，盘动给水泵转子，如 不能够盘动，说明芯包卡涩或者卡死，需要抽芯包解 体检查处理。 给水泵液力偶合器 三、常见

17、故障原因分析和处理措施 4、工作油温度高、工作油温度高 工作油进油量不足，工作腔中油的热量是靠工作油 的循环冷却带走的。工作油控制阀开度与勺管位置不 匹配，耦合器需要大流量工作油时控制阀开在小流量 位置，耦合器内部大量热量不能及时带走，从而使工 作油温急剧升高，引起易熔塞熔化。 检查耦合器的执行机构凸轮与勺管开度是否对应，如 果在勺管开度达到 55时，而进油控制阀没有全开， 需要调整凸轮的位置，以使得进油控制阀全开。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 4、工作油温度高、工作油温度高 液耦内动静部分摩擦，工作油温迅速升高。解体检 修或更换备件，消除动静摩擦。 冷油器（板式换热器）

18、板片堵，造成换热恶化（同（同 上我厂多次出现）。上我厂多次出现）。及时将泵退出运行，清洗冷油器。 冷却水滤网堵，造成冷油器冷却水量不足。运行人 员巡检设备时要注意检查滤网前后压差，定时对冷却 水旋转滤网进行清洗。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 4、工作油温度高、工作油温度高 冬季备用给水泵，由于油温过低，油粘度增加，液 耦瞬间启动快速带高负荷，造成局部工作油温过高跳 泵。 这种情况在北方冬季容易出现，因为循环水温较低， 导致油温过低。备用泵在事故联动情况下根据负荷需 要，液耦又不可避免的要迅速带高负荷。在这种工况 下，运行人员因根据外界环境温度适当节流冷却水量， 保证冷油器

19、出口油温在 20以上，在泵运行后再根据 油温调整冷却水量。不过最好还是在油箱内加装恒温 加热装置。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 5、耦合器轴承烧坏或磨损、耦合器轴承烧坏或磨损 原因分析和处理措施： 耦合器轴承烧坏或磨损是耦合器发生的恶性事故之一， 通常由以下几个方面的原因所造成： 润滑油中含杂质过多，使轴承表面被杂质拉毛、划 伤。如是轻微损伤，检修时稍加修刮即可，如严重损 伤，则需调换轴承。 首先应检查润滑油滤网是否有杂物、油泥和铁屑等； 检查铜丝布的规格是否正确，一般选 60 80 目的比 较好。同时检查油管路和润滑油泵内是否有异物，并 且清理干净。 给水泵液力偶合器

20、三、常见故障原因分析和处理措施 5、耦合器轴承烧坏或磨损、耦合器轴承烧坏或磨损 由于润滑油泵故障，造成润滑油中断，轴与轴承发 生干摩擦，产生大量的热量，使轴承乌金熔化。 应检查油泵吸入管是否堵塞，油管路是否断裂，润滑 油冷油器是否进空气，或是润滑油泵轴承损坏和齿轮 损坏，润滑油冷油器是否内漏造成润滑油跑到水侧， 同时检查溢流阀工作是否正常，并且进行必要的处理。 给水泵液力偶合器 三、常见故障原因分析和处理措施 5、耦合器轴承烧坏或磨损、耦合器轴承烧坏或磨损 当泵组发生异常情况时，例如泵发生故障，突然卡 死，此时耦合器涡轮转速为零，此时耦合器所产生的 轴向推力最大，方向为两轮互相排斥，引起推力瓦在 超负载情况下工作，造成推力轴承烧坏，回油温度急 剧上升。液耦内部动静卡涩，造成转速比下降，轴向 推力增加。 检查给水泵的进