化工设备基础知识-液力耦合器

液力耦合器基础知识培训一、液力耦合器定义二、液力耦合器的原理三、液力耦合器的结构四、液力耦合器的调速原理五、液力耦合器的加油量及方法六、液力耦合器组件七、液力耦合器的操作八、液力耦合器常见的故障3一、液力耦合器定义：

以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。以液体为工作介质﹐靠叶轮与液体之间的液体动力作用来传递能量的流体传动。4液力传动：液力传动开始应用於船舶内燃机与螺旋桨间的传动。20世纪30年代后很快在车辆(各种汽车﹑履带车辆和机车)﹑工程机械﹑起重运输机械﹑钻探设备﹑大型鼓风机﹑泵和其他冲击大﹑惯性大的传动装置上广泛应用。

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液力传动装置有液力耦合器和液力变矩器两种。液力耦合器是一种非刚性联轴器。液力变矩器实质上是一种力矩变换器。它们所传递的功率大小与输入轴转速的3次方﹑与叶轮尺寸的5次方成正比。传动效率在额定工况附近较高﹕耦合器约为96～98.5％﹐变矩器约为85～92％。偏离额定工况时效率有较大的下降。根据使用场合的要求﹐液力传动可以是单独使用的液力变矩器或液力耦合器﹔也可以与齿轮变速器联合使用﹐或与具有功率分流的行星齿轮差速器联合使用。6由于哈国项目采用液力耦合器，故本次不介绍液力变矩器，只介绍液力耦合器。本机组选用的液力耦合器是齿轮式调速型液力耦合器，制造厂家：德国福伊特/VOITH。液力耦合器实现增速、调速和提供润滑一体化功效。7二、液力耦合器的原理液力耦合器传递动力的能力与其工作腔内的充液度成递增函数关系。因此，改变液力耦合器工作腔内的充液度，便可以调节输出力矩和输出转速。这种充液度的调节是依靠勺管的位置来实现的。原理如下：当液力耦合器工作时，套装在输入轴上驱动齿轮在输入轴带动下旋转，驱动从动齿轮带动油泵主轴旋转，油泵将工作油从箱体吸出经冷却器冷却后进入导管壳体中的送油室，并继而经泵轮入口进入工作腔。8

与此同时，工作腔中的工作液体在做螺旋环流运动的同时，还通过泵轮的泄油孔进入外壳围城的导管腔并形成一个旋转油环。旋转油环在静止的勺管头处形成压头，工作液体便由导管导出。于是通过电动执行器操纵导管的伸缩程度，便可以改变导管腔内的油环厚度。由于导管腔与工作腔连通，所以也就改变了工作腔内的充液度，实现无级调速。导管排出的油通过回油三通重新回到油箱。9101112液力耦合器器13三、液力耦耦合器的结结构：液力耦合器器是一种液液力传动装装置，又称称液力联轴轴器。液力力耦合器其其结构主要要由壳体、、泵轮、涡涡轮三个部部分组成。。泵轮和涡轮轮相对安装装，统称为为工作轮。。在泵轮和和涡轮上有有径向排列列的平直叶叶片，泵轮轮和涡轮互互不接触。。两者之间间有一定的的间隙（约约3mm一4mm)；泵轮与涡涡轮装合成成一个整体体后，其轴轴线断面一一般为圆形形，在其内内腔中充满满液压油。。液液力力耦合器的的输入轴与与电动机联联在一起，，随电动机机的转动而而转动，是是液力耦合合器的主动动部分。涡涡轮和输出出轴连接在在一起，是是液力耦合合器的从动动部分，与与负载连在在一起。14液力耦合器器的泵轮和和涡轮组成成一个可使使液体循环环流动的密密闭工作腔腔，泵轮装装在输入轴轴上，涡轮轮装在输出出轴上。动动力机(内燃机、电电动机等)带动输入轴轴旋转时，，液体被离离心式泵轮轮甩出。15这种高速液液体进入涡涡轮后即推推动涡轮旋旋转，将从从泵轮获得得的能量传传递给输出出轴。最后后液体返回回泵轮，形形成周而复复始的流动动。16液力耦合器器靠液体与与泵轮、涡涡轮的叶片片相互作用用产生动量量矩的变化化来传递扭扭矩。它的的输出扭矩矩等於输入入扭矩减去去摩擦力矩矩，所以它它的输出扭扭矩恒小於於输入扭矩矩。液力耦合器器输入轴与与输出轴间间靠液体联联系，工作作构件间不不存在刚性性联接。17四、液力耦耦合器的调调速原理液力耦合器器传递动力力的能力近近似地与其其工作腔内内的充液度度成正比。。因此，改改变液力耦耦合器工作作腔内的充充液度，便便可以调节节输出力矩矩和输出转转速。在本设计中中，这种充充液度的调调节是依靠靠调节勺管管的位置来来实现的。。原理如下:当液力耦合合器工作时时，套装在在输入轴上上的驱动齿齿轮在输入入轴带动下下旋转，驱驱动被动齿齿轮带动油油泵主轴旋旋转,油泵将工作作油从箱体体吸出经冷冷却器冷却却后进入勺勺管壳体中中的进油室室，并继而而经泵轮入入口进入工工作腔。与与此同时，，工作腔中中的工作液液体在做螺螺旋环流运运动的同时时，还通过过泵轮与导导管腔的泄泄油孔进入入导管腔形形成一个旋旋转油环。。18旋转油环靠靠自身旋转转所形成的的压头，当当遇到勺管管头时，工工作液体便便由勺管导导出。于是是通过电动动执行器操操纵勺管的的伸缩程度度，便可以以改变导管管腔内的油油环厚度。。由于导管管腔与工作作腔连通，，所以也就就改变了工工作腔内的的充液度，，实现无级级调速。勺勺管排出的的油通过回回油三通重重新回到油油箱。由于勺管吸吸油和油泵泵的进、出出油口均与与耦合器的的转向有关关。所以油油泵转子与与勺管安装装方向要与与耦合器转转向相适应应。也就是是说，第一一，勺头开开口方向必必须迎着导导管腔油环环的旋转方方向；第二二，油泵泵泵盖上箭头头方向必须须与电机转转向相同。。19五、液力耦耦合器的加加油量及方方法20液力耦合器器工作液(工作介质)的作用工作作液体是耦耦合器传递递扭矩的介介质，充液液多少对耦耦合器传递递扭矩大小小和过载保保护均有较较大的影响响。对同一一型号规格格的耦合器器，充液量量的多少直直接影响着着耦合器传传递扭矩的的大小。其其基本规律律是在规定定的充液范范围内，充充液量越多多，耦合器器传递扭矩矩越大。在在传递扭矩矩恒定时，，充液量越越多，效率率越高，但但此时起动动力矩增大大，过载系系数也相应应增大。可可利用不同同的充液量量，可使同同一规格的的耦合器与与几种不同同功率的电电机匹配，，以适用不不同的工作作机要求。。液力耦合器器的加油量量(充液量范围围)同规格液力力耦合器有有其一定的的传递扭矩矩（功率））范围，称称为功率带带，这个功功率带与耦耦合器充液液范围相对对应。21充液范围为为耦合器总总容积的40～80％，不允许许超出此范范围，更不不允许充满满，因为充充液量超出出容积80％，耦合器器转动时，，因过载而而急剧升温温升压，工工作液体积积膨胀,耦合器内压压增大，破破坏密封,引起漏液，，甚至造成成耦合器壳壳体开裂、、机械损坏坏。而充液量少少于容积的的40％，轴承可可能润滑不不足，耦合合器得不到到充分利用用，且体积积大，无甚甚意义，建建议选小一一规格型号号。22液力耦合器器一般采用用油介质。。工作液推推荐使用32号汽轮机油油、6号液力传动动油、8号液力传动动油。拧下注液塞塞，用80-100目滤网过滤滤工作液，，按量注入入耦合器内内，旋紧注注液塞进行行试车。当注油塞口口旋至距垂垂直中心线线最高点约约55，腔内工作作液刚好流流出时可视视为耦合器器能传递较较高的额定定功率的较较佳油位。。项目开车时时，将由设设备厂家（（德国福伊伊特）和开开车试运小小组根据实实际工作负负载的大小小及工况要要求来调整整充油量的的多少。231.半联轴节2.橡胶盘3.半联轴节4.后辅室5.拉紧螺栓6.骨架油封7.加油塞8.轴承9.泵轮10易熔塞11.外壳12.涡轮13.主轴14.轴承15.骨架油封24六、液力耦耦合器组件件25福伊特液力力耦合器组组件：箱箱体（下部部作为油箱箱）、内置置的增速齿齿轮、泵轮轮、涡轮、、轴、轴瓦瓦、工作油油泵、润滑滑油辅助泵泵、油冷器器、过滤器器、勺管和和勺管执行行机构。福福伊特随液液力耦合器器一起供应应工作油和和润滑油冷冷却器下面面介介绍绍一一下下液液力力耦耦合合器器的的主主要要部部件件。。261外壳壳（（油油池池））2驱动动主主轴轴3主动动轮轮4从动动轴轴5从动动轮轮6内部部壳壳体体7工作作腔腔8勺管管室室9径向向推推力力轴轴承承10径向向推推力力轴轴承承11径向向轴轴承承112径向向轴轴承承213轴头头泵泵14勺管管15油冷冷器器16易熔熔塞塞17油箱箱27液力力耦耦合合器器箱箱体体：：液液力力耦耦合合器器箱箱体体分分为为上上、、中中、、下下三三部部分分，，上上箱箱体体和和下下箱箱体体为为焊焊接接件件、、中中箱箱体体为为铸铸件件，，各各挡挡轴轴承承由由中中箱箱体体支支撑撑。。泵泵轮轮轴轴、、泵泵轮轮、、转转动动外外壳壳、、侧侧室室挡挡板板用用螺螺栓栓和和柱柱销销连连接接成成一一体体，，涡涡轮轮和和涡涡轮轮轴轴用用螺螺栓栓和和柱柱销销连连接接一一体体，，全全部部采采用用滑滑动动轴轴承承支支持持，，承承载载能能力力强强。。28润滑滑油油系系统统：：液液力力耦耦合合器器可可以以实实现现自自身身的的润润滑滑油油循循环环，，箱箱体体底底部部作作为为润润滑滑油油油油箱箱，，箱箱体体内内有有一一轴轴头头泵泵作作为为主主油油泵泵，，箱箱体体外外有有一一个个电电机机驱驱动动的的辅辅助助油油泵泵，，在在压压缩缩机机电电机机启启动动前前，，由由辅辅助助油油泵泵运运行行提提供供液液力力耦耦合合器器的的润润滑滑油油循循环环，，当当压压缩缩机机电电机机启启动动运运行行正正常常后后轴轴头头泵泵开开始始工工作作，，此此时时可可以以把把辅辅助助油油泵泵停停运运打打到到自自动动状状态态备备用用。。润润滑滑油油经经油油泵泵打打出出后后经经过过润润滑滑油油水水冷冷器器控控制制油油温温和和经经过过润润滑滑油油过过滤滤器器控控制制油油中中杂杂物物，，润润滑滑油油压压力力和和润润滑滑油油流流量量借借助助于于双双联联油油过过滤滤器器后后的的可可调调孔孔板板进进行行设设定定。。液液压压控控制制油油与与润润滑滑油油在在可可调调孔孔板板的的前前分分开开。。工工作作油油压压通通过过调调节节阀阀来来控控制制。。29液力力耦耦合合器器润润滑滑油油流流程程30易熔熔塞塞：：易熔熔塞塞是是限限矩矩型型耦耦合合器器的的过过热热保保护护装装置置，，当当耦耦合合器器过过载载保保护护，，易易熔熔塞塞芯芯部部易易熔熔合合金金熔熔化化后后请请即即更更换换完完好好易易熔熔塞塞，，绝绝对对不不可可用用其其它它螺螺塞塞替替代代使使用用，，防防止止产产生生耦耦合合器器壳壳体体爆爆裂裂或或燃燃烧烧事事故故。。工作作机机超超载载或或卡卡死死,液力力耦耦合合器器产产生生滑滑差差,液力力耦耦合合器器工工作作油油温温过过高高时时，，易易熔熔塞塞的的易易熔熔合合金金熔熔化化,泄掉掉耦耦合合器器腔腔内内工工作作油油保保护护电电机机及及设设备备。。当当勺勺管管室室工工作作油油温温度度达达到到160℃时易熔熔塞塞开始始融融化化。。31易熔熔塞塞易易熔熔合合金金熔熔化化的的原原因因：：在在超超载载或或过过载载情情况况下下，，耦耦合合器器泵泵轮轮与与涡涡轮轮滑滑差差增增大大,产生生功功率率损损失失即即而而转转换换为为热热能能(液力力耦耦合合器器中中的的工工作作液液温温度度升升高高)。限限矩矩型型液液力力耦耦合合器器有有一一个个或或多多个个易易熔熔塞塞。。易易熔熔塞塞的的芯芯部部有有低低熔熔点点合合金金，，在在一一定定的的温温度度下下熔熔化化。。在在此此以以后后，，工工作作液液喷喷出出，，功功率率的的传传递递被被切切断断。。32电液执行机机构VEHS：电动液压压中心控制制（VEHS）是一个位位置控制装装置。1Controlmagnet控制磁铁24/3-wayvalve三位四通阀阀3Positioningcontroller位置控制器器4Magneticforcecontroller磁力控制器器5Controlpin控制开关6Mastercontroller主控器7Positionpickup位置记录器器8Double-actingpositioningcylinder双作用位置置汽缸9Scooptube勺管33工艺操作控控制器（主主控回路））被安排在在VEHS位置控制部部件之前，，勺管位置置操作由VEHS实现，为了了使用远程程指示，通通过远程位位置调节器器的实际输输出值进行行初始化。。控制器给给出VEHS位置控制装装置的设定定点（信号号），例如如，最大输输出速度100%。位置控制制回路把位位置记录器器的勺管位位置实际值值和控制器器设定值（（信号）进进行对比，，差值决决定了磁力力控制器信信号对位置置控制开关关三位四通通阀的改变变，由于于控制开关关位置控制制的变化，，液压油进进出双动勺勺管位置气气缸，控制制油流进气气缸室，挤挤压活塞，，调整勺管管在100%位置。液压压油由油泵泵输送并充充满油路。。34位置监测器器记录了勺勺管位置控控制器气缸缸位置的变变化，气缸缸的活塞位位置持续作作为位置控控制回路的的信号。随随着微分分信号的减减弱，直到到设定值和和实际值一一致，三路路四通阀控控制开关位位置变化减减小。在在降速的指指令下，液液压油进入入气缸室内内并把勺管管位置调到到0%。耦合器工工作室中的的油流干。。通过减压压阀，工作作油返回至至油池中。。35七、液力耦耦合器的操操作367.1开车前跑油油：1、耦合器在在无油状态态下运行。。这种状态态将导致设设备在几秒秒钟内损坏坏。启动前前，耦合器器内加注工工作油。2、启动驱动动机前，送送电，仪表表部件正确确安装并投投用，确认认检查各部部件（仪表表，执行机机构，电机机等）。。3、跑油，试试车前，新新安装的润润滑油管线线必须油运运数天，对对管线进行行冲洗，打打开电动辅辅助润滑油油泵进行跑跑油。37冲洗前必须须检查一一下：1）检查油位位2）检查并为为附件添加加润滑油，，如联轴器器。3）检查辅助助润滑油泵泵转动方向向。4）检查润滑滑油管线的的螺纹连接接处是否紧紧固。跑油过程中中当压差增增加到最大大允许值时时，切换到到双联油过过滤器干净净一侧运行行，切除脏脏的滤芯并并清洗。。38冲洗操作时时需要检查查：1）检查设备备的润滑油油流量，并并且如有必必要通过改改变孔板节节流来调整整。2）检查油位位，如有必必要，补加加工作油到到正常油位位。3）检查润滑滑油压力，，并且如有有必要调整整压控阀。。397.2开车前的准准备：1、检查联轴轴器同心度度，进行调调整。2、检查设备备基础。3、松开联轴轴器，检查查驱动电机机的转动方方向（从耦耦合器方向向观看是否否正确，首首次开车检检查）。4、检查并为为附件添加加润滑油，，如联轴器器。5、检查联接接器和安全全设备的安安装是否合合适。406、检查油位位（必须处处在油位检检测器最小小和最大刻刻度之间））。7、检查电源源电压是否否正确连接接到电力系系统及传输输/过程信号。。8、使用水/油换热器，，打开水侧侧阀门，排排空油冷器器水侧气体体并检查流流量。9、通过VEHS位置控制单单元和执行行机构勺管管位置从0%到100%，检查设定定值（信号号4-20mA）。10、勺管位置置处在0%。11、检查整个个系统是否否为运行做做好准备。。417.3开车：1、启动辅助助润滑油泵泵。2、当润滑油油压力达到到规定值，，启动压缩缩机驱动电电机。3、一旦驱动动机达到正正常转速，，润滑油压压力达到正正常值，辅辅助润滑油油泵自动关关闭或手动动关闭辅助助油泵。4、压缩机系系统在最小小速度下启启动。5、监控油温温油压和过过滤器运行行情况。426、缓慢提高高压缩机速速度。7、监控并记记录温度和和压力直到到达到稳定定。8、测量振动动。评价设设备是否正正常平稳运运行并记录录勺管位置置，速度并并读取测量量点。9、在全速状状态下的操操作。437.4停运：工艺要求停停机，达到到（满足））停机条件件。联系调度及及保运单位位等有关单单位到场。。联系中控制制室及有关关岗位人员员，工艺上上做好停机机的准备，，并要平稳稳停机。通过勺管控控制把液力力耦合器的的转速缓慢慢降低，最最后勺管位位置设置在在0%位置。停机后，辅辅助油泵自自启动，开开始提供润润滑油。44八、液力耦耦合器常见见的故障45故障现象产生原因处理方法1油温过热①冷却器冷却水流量不足加大冷却水流量②箱体油位过高或过低增减油量至规定值③油泵滤芯堵塞清洗滤芯④转子泵损坏或磨损严重更换油泵内外转子⑤安全阀限压低溢流过多

弹簧过松上紧弹簧密封损坏泄油换密封件⑥油路堵塞清理46