电动给水泵液力耦合器基础知识

1、耦合器知识耦合器知识2 | VC-cret-Feu | 2004-25-05液力偶合器液力偶合器马达马达涡轮涡轮泵轮泵轮福伊特偶合器工作原理福伊特偶合器工作原理原理原理3 | VC-cret-Feu | 2004-25-05工作原理工作原理油流油流涡轮涡轮泵轮泵轮偶合器液力传动基于泵轮和涡轮的相偶合器液力传动基于泵轮和涡轮的相互作用。偶合器的泵轮和壳体组成工互作用。偶合器的泵轮和壳体组成工作腔，涡轮被包含在工作腔内，由于作腔，涡轮被包含在工作腔内，由于泵轮和涡轮并不接触，所以没有任何泵轮和涡轮并不接触，所以没有任何磨损。磨损。电机的机械能由泵轮变成液体的动能，电机的机械能由泵轮变成液体的动能，

2、涡轮再将液体的动能转变成机械能涡轮再将液体的动能转变成机械能4 | VC-cret-Feu | 2004-25-05工作腔构造工作腔构造图中红色部件为主动部件，蓝色为从动部件5 | VC-cret-Feu | 2004-25-05齿轮型耦合器构造原理及调速过程齿轮型耦合器构造原理及调速过程通过勺管改变工作腔内介质的多少，调整能量的传递6 | VC-cret-Feu | 2004-25-05TrainingR16K550.1应用领域和优点应用领域和优点设计操作设计操作操作手册操作手册技术数据技术数据 7 | VC-cret-Feu | 2004-25-051. 1. 应用领域应用领域应用领域应用

3、领域:驱动一下设备驱动一下设备电厂电厂给水泵锅炉风机循环水泵磨煤机石化工业石化工业管道泵原油 泵喷射泵管道压缩机工艺压缩机化工领域化工领域压缩机风机离心泵8 | VC-cret-Feu | 2004-25-05操作范围操作范围:I, IV 启动范围启动范围II 控制范围控制范围典型负荷曲线典型负荷曲线恒力矩曲线恒力矩曲线 (例如：带式输送机，例如：带式输送机，恒压定量容积式泵恒压定量容积式泵)递减力矩曲线递减力矩曲线 (调压运行的锅炉给调压运行的锅炉给水泵水泵)抛物线型力矩曲线抛物线型力矩曲线 (没有背压运行没有背压运行的泵，风机的泵，风机)1.陡降力矩陡降力矩 曲线曲线(恒压下运行的锅炉恒压

4、下运行的锅炉给水泵给水泵)III 过载范围过载范围1. 1. 应用领域，优点，性能曲线应用领域，优点，性能曲线9 | VC-cret-Feu | 2004-25-05Smin= (1 - n2/n1) x 100 % 最小滑差最小滑差 n1 = 输入速度输入速度 n2 = 输出速度输出速度操作范围被限制在操作范围被限制在 :输出速度最大时特性曲输出速度最大时特性曲线线100%处处需要力矩最小时特性曲需要力矩最小时特性曲线线0%处处1. 1. 应用领域，优点，性能曲线应用领域，优点，性能曲线10 | VC-cret-Feu | 2004-25-05齿轮调速偶合器的优点齿轮调速偶合器的优点在部分负

5、荷运行时，偶合器调速比节流控制调速效率更高。在部分负荷运行时，偶合器调速比节流控制调速效率更高。控制精度高，反映速度快控制精度高，反映速度快.操作简单，低成本维护，应用领域广泛。操作简单，低成本维护，应用领域广泛。通过液力传动，没有摩擦通过液力传动，没有摩擦无载启动，重载加速平稳无载启动，重载加速平稳智能设计，使用寿命长，可靠性高智能设计，使用寿命长，可靠性高维护简单，投资少维护简单，投资少11 | VC-cret-Feu | 2004-25-05福伊特齿轮调速偶合器将齿轮变速装置和福伊特齿轮调速偶合器将齿轮变速装置和偶合器组装在一个箱体内偶合器组装在一个箱体内油箱通过螺栓与连接在箱体底部油箱

6、通过螺栓与连接在箱体底部齿轮变速装置安装在输入端齿轮变速装置安装在输入端2. 2. 齿轮调速偶合器的设计操作齿轮调速偶合器的设计操作12 | VC-cret-Feu | 2004-25-05根据运行负载要求，通过勺管改根据运行负载要求，通过勺管改变偶合器里液体的多少，这样输变偶合器里液体的多少，这样输出速度就可以达到无级调速出速度就可以达到无级调速. 工作油和润滑油共用一个油箱，工作油和润滑油共用一个油箱，但油路分开。但油路分开。油路同时可以给电机和被驱动设油路同时可以给电机和被驱动设备提供润滑油。备提供润滑油。2. 2. 齿轮调速偶合器的设计操作齿轮调速偶合器的设计操作13 | VC-cre

7、t-Feu | 2004-25-0516 勺管勺管17 执行器执行器18 勺管凸轮勺管凸轮19 控制阀控制阀20 流量控制阀流量控制阀21 工作油压力调整阀工作油压力调整阀22 润滑油压力调整阀润滑油压力调整阀23 双筒滤芯双筒滤芯24 润滑油冷油器润滑油冷油器25 工作油冷油器工作油冷油器26 仪表仪表27 单向阀单向阀28 控制油节流空板控制油节流空板161718192021222324252627282. 2. 设计和操作设计和操作R16K550.1R16K550.114 | VC-cret-Feu | 2004-25-052. 2. 设计和操作设计和操作原动机的能量通过泵轮传递给工作油

8、，工作油在泵轮中加速，机械能转原动机的能量通过泵轮传递给工作油，工作油在泵轮中加速，机械能转变成了液体的动能。变成了液体的动能。涡轮吸收液体的动能，再转变成机械能，机械能传递给被驱动机械，作涡轮吸收液体的动能，再转变成机械能，机械能传递给被驱动机械，作用于泵轮和涡轮上的力矩相等。用于泵轮和涡轮上的力矩相等。在能量传递过程中，涡轮的转速比泵轮的转速要低，这个转速差叫做滑在能量传递过程中，涡轮的转速比泵轮的转速要低，这个转速差叫做滑差。由于滑差的存在，使得损失的能量把工作油加热，所以增加冷油器差。由于滑差的存在，使得损失的能量把工作油加热，所以增加冷油器来避免油温持续升高。来避免油温持续升高。15

9、 | VC-cret-Feu | 2004-25-052. 2. 速度控制速度控制被驱动机械可以实现无级调速，为了达到这个目的，通过勺管控制工作腔被驱动机械可以实现无级调速，为了达到这个目的，通过勺管控制工作腔内工作油的多少。内工作油的多少。当勺管尽量的深入到工作腔底部时（当勺管尽量的深入到工作腔底部时（0%的位置），工作腔内的工作油最少，的位置），工作腔内的工作油最少，这时输出速度最低。这时输出速度最低。当勺管尽量移出工作（当勺管尽量移出工作（100%），工作腔内的工作油最多，这时输出速度最），工作腔内的工作油最多，这时输出速度最大。大。16 | VC-cret-Feu | 2004-25-

10、05工作油油路工作油油路工作油通过流量控制阀进入偶合器，由于偶合器旋转时离心力的作工作油通过流量控制阀进入偶合器，由于偶合器旋转时离心力的作用，工作油在工作腔内形成油环。勺管的位置决定了工作腔内油环用，工作油在工作腔内形成油环。勺管的位置决定了工作腔内油环的厚度。的厚度。勺管将工作油直接输送到冷油器进行冷却，冷却后再通过流量控制勺管将工作油直接输送到冷油器进行冷却，冷却后再通过流量控制阀回到偶合器。这样形成工作油回路。阀回到偶合器。这样形成工作油回路。如果需要增加偶合器内的工作油，可以调整勺管的位置，工作油泵如果需要增加偶合器内的工作油，可以调整勺管的位置，工作油泵会从油箱补充更多的工作油。会

11、从油箱补充更多的工作油。流量控制阀根据能量损失控制进入偶合器工作油的多少。流量控制阀根据能量损失控制进入偶合器工作油的多少。过多的工作油通过压力调整阀回油箱。过多的工作油通过压力调整阀回油箱。凸轮的位置决定勺管的位置，电动执行器调整凸轮的位置。凸轮的位置决定勺管的位置，电动执行器调整凸轮的位置。17 | VC-cret-Feu | 2004-25-05执行器向输出速度最大（执行器向输出速度最大（100%）方向控制凸轮，控制阀芯向勺管方向移动，）方向控制凸轮，控制阀芯向勺管方向移动，控制油进入油缸的腔体控制油进入油缸的腔体1，活塞带动勺管向，活塞带动勺管向100%的方向移动，工作油泵向的方向移动

12、，工作油泵向工作油路供油，控制导向套沿着勺管的斜槽移动，当勺管达到工作油路供油，控制导向套沿着勺管的斜槽移动，当勺管达到100%位置时位置时将控制油关掉。将控制油关掉。2. 2. 速度控制速度控制18 | VC-cret-Feu | 2004-25-051 执行器执行器2 凸轮凸轮3 勺管勺管4 定位油缸定位油缸5 控制阀控制阀6 控制阀芯控制阀芯7 控制导向套控制导向套8 勺管位置勺管位置9 腔腔 110 腔腔 2391087521642. 2. 设计和操作：速度控制设计和操作：速度控制19 | VC-cret-Feu | 2004-25-053. 3. 操作手册操作手册 下面数据确定唯一的

13、偶合器下面数据确定唯一的偶合器:代码代码型号型号手册编码手册编码 (3626 -.)序列号序列号 AZ Number (VOITH internally)语言语言20 | VC-cret-Feu | 2004-25-053. 3. 操作手册操作手册手册包含以下重要信息手册包含以下重要信息: 设备技术数据，运行数据设备技术数据，运行数据零件图，液压图，电路图，零件目录零件图，液压图，电路图，零件目录安全信息安全信息设计和操作设计和操作组装组装试运行试运行操作操作保养，大修，解体组装保养，大修，解体组装故障排除故障排除附带部件附带部件保修保修 21 | VC-cret-Feu | 2004-25-

14、053.3.操作手册操作手册代码代码VTAS Rovinari S3型号型号R16K550.1手册号码手册号码 3626-020789序列号序列号 1 101 427- 1 101 428AZ Number (VOITH internally)语言语言 22 | VC-cret-Feu | 2004-25-05输入端23 | VC-cret-Feu | 2004-25-05输出端24 | VC-cret-Feu | 2004-25-05输入端25 | VC-cret-Feu | 2004-25-05输出端26 | VC-cret-Feu | 2004-25-05模块化齿轮调速偶合器是在齿轮调速

15、偶合器基础上的发展模块化齿轮调速偶合器是在齿轮调速偶合器基础上的发展机械齿轮和液力调速偶合器分别设计成独立的模块，但是有公用的接口，这机械齿轮和液力调速偶合器分别设计成独立的模块，但是有公用的接口，这样可以根据被动机不同的功率和速度进行更完美的组合。样可以根据被动机不同的功率和速度进行更完美的组合。这种设计的优点显而易见：这种设计的优点显而易见：提高了技术灵活性提高了技术灵活性机械齿轮和偶合器更优化的组合机械齿轮和偶合器更优化的组合集成的快速起动装置集成的快速起动装置设计紧凑，交货期短设计紧凑，交货期短容易维护容易维护R1.K.MR1.K.M齿轮调速偶合器的优点齿轮调速偶合器的优点27 | V

16、C-cret-Feu | 2004-25-05福伊特齿轮调速偶合器将几机械齿轮和液福伊特齿轮调速偶合器将几机械齿轮和液力调速偶合器设计在一个箱体中力调速偶合器设计在一个箱体中. 箱体的下部作为油箱箱体的下部作为油箱.机械齿轮放置在输入端机械齿轮放置在输入端2. 2. 设计和应用设计和应用齿轮调速偶合器齿轮调速偶合器28 | VC-cret-Feu | 2004-25-05在运行中可根据需要用勺管来改变偶合器在运行中可根据需要用勺管来改变偶合器的充油量。的充油量。这样，就可以对从动机械的速度和功率进这样，就可以对从动机械的速度和功率进行无级控制行无级控制工作油和润滑油都由集成的油箱供给，但工作油

17、和润滑油都由集成的油箱供给，但油路是分开的。供油系统也可以给电机和油路是分开的。供油系统也可以给电机和从动机械供油从动机械供油2. 2. 设计和应用设计和应用齿轮调速偶合器齿轮调速偶合器29 | VC-cret-Feu | 2004-25-0512345678910111212121212121314152. 2. Design and OperationDesign and OperationGeared Variable Speed CouplingGeared Variable Speed Coupling1 带有油箱的壳体带有油箱的壳体2 输入轴输入轴3 齿轮齿轮4 泵轮轴泵轮轴5 泵

18、轮泵轮6 涡轮轴涡轮轴7 涡轮涡轮8 壳体壳体9 工作油腔工作油腔10 勺管腔勺管腔11 推力轴瓦推力轴瓦12 平轴瓦平轴瓦 13 工作油泵工作油泵14 润滑油泵润滑油泵15 辅助油泵辅助油泵1130 | VC-cret-Feu | 2004-25-0516 勺管勺管17 VEHS18 油缸油缸19 定位器定位器20 流量控制阀流量控制阀21 工作油压力调整阀工作油压力调整阀22 润滑油压力调整阀润滑油压力调整阀 23 双筒滤芯双筒滤芯24 润滑油冷油器润滑油冷油器25 工作油冷油器工作油冷油器26 仪表仪表27 单向阀单向阀28 可调节流孔板可调节流孔板1617181920212223242

19、52627282. 2. Design and OperationDesign and OperationGeared Variable Speed CouplingGeared Variable Speed Coupling31 | VC-cret-Feu | 2004-25-05过程控制器发送信号到过程控制器发送信号到VEHS的位置控制单元，例如设定输出速度的位置控制单元，例如设定输出速度100%。位置控制单元的线圈对勺管实际位置和接收到的信号进行比较，信号差异位置控制单元的线圈对勺管实际位置和接收到的信号进行比较，信号差异决定作用于决定作用于4/3电磁阀阀芯上的磁力，改变阀芯的位置。勺管

20、控制油缸的活电磁阀阀芯上的磁力，改变阀芯的位置。勺管控制油缸的活塞向输出速度塞向输出速度100%的位置移动。的位置移动。工作油泵向工作油路补充工作油。工作油泵向工作油路补充工作油。2. 2. 速度控制速度控制32 | VC-cret-Feu | 2004-25-05勺管位置控制单元监测勺管位置的移动，并随时将监测的信号传递给位置勺管位置控制单元监测勺管位置的移动，并随时将监测的信号传递给位置控制线圈，随着信号差异的减小，控制线圈，随着信号差异的减小，4/3阀的阀芯移动量减小，直到勺管的实阀的阀芯移动量减小，直到勺管的实际位置和要求到达的位置一致。际位置和要求到达的位置一致。勺管控制油缸的控制油

21、取于润滑油路可调节流孔板的上游。勺管控制油缸的控制油取于润滑油路可调节流孔板的上游。控制油压通过压力调整阀和可调节流孔板设定。控制油压通过压力调整阀和可调节流孔板设定。.2. 2. 速度控制速度控制33 | VC-cret-Feu | 2004-25-052. 2. 勺管行程勺管行程1 勺管勺管2 控制油缸控制油缸3 油腔油腔 a4 油腔油腔 b8321434 | VC-cret-Feu | 2004-25-053. 3. V Voith oith E Electro lectro HHydraulic Poydraulic Pos sitioning Controlitioning Cont

22、rol 福伊特电液执行器福伊特电液执行器VEHS 包括包括: 电磁执行器电磁执行器 (控制磁铁控制磁铁, 4/3-way 阀阀)双作用油缸双作用油缸位置控制器位置控制器35 | VC-cret-Feu | 2004-25-05控制磁铁控制磁铁 4/3 way 阀阀双作用油缸双作用油缸位置控制器位置控制器 磁铁磁铁Description VEHS Description VEHS 实际位置 BalluffW=输入位置信号输入位置信号X=反馈位置信号反馈位置信号36 | VC-cret-Feu | 2004-25-0520 mA = 0 % 位置位置4 mA =100 % 位置位置4 mA = 0

23、 % 位置位置20 mA = 100 % 位置位置KPUX1X0+-FM-+- -+ +FBBUBUIUUUFMUMagUHallFMag磁力控制l控制磁铁位置控制器FF反馈信号1/SF4/3 way 阀IIS双作用油缸中控室XWTPBA37 | VC-cret-Feu | 2004-25-05控制简图控制简图 V Voith oith E Electro lectro HHydraulic Poydraulic Pos sitioning itioning ControlControl 电源切断时，油缸电源切断时，油缸弹簧将勺管推至弹簧将勺管推至0%的位置的位置4 mA = 0 % 20 m

24、A =100 % 20 mA = 0 % 4 mA = 100 % 38 | VC-cret-Feu | 2004-25-05如果 Balluff 信号发生故障, 勺管将移到0%的位置e.g.:W = 20mA (100%), Balluff = 0mA ( 100%, e.q. 125%)W X = 100% - 125% = - 25% 0 0% position39 | VC-cret-Feu | 2004-25-053. 3. V Voith oith E Electro lectro HHydraulic Poydraulic Pos sitioning Controlitionin

25、g Control优点优点: 灵敏性高灵敏性高定位精度高定位精度高反应时间短反应时间短输出信号输出信号4 20 mA = 0 100% 40 | VC-cret-Feu | 2004-25-053. 3. VEHSVEHSVEHS提供手动操作提供手动操作只能停留在最小只能停留在最小(0%) 和和 最大最大(100%) 位置位置最小位置最小位置 (0%): 手轮全部逆时针旋出手轮全部逆时针旋出 (ccw)最大位置最大位置(100): 手轮全部旋入手轮全部旋入 (cw)使用手动时，使用手动时，VEHS需要断开电源需要断开电源压力油时始终需要压力油时始终需要41 | VC-cret-Feu | 2004-25