液力耦合器结构功能及维修维护课件

1主讲人：高长如

2?液力偶合器是一种结构简单、应用广泛的液力元件，主要由泵轮、涡轮和泵轮壳三部分组成（图1）。

a）外形图

b）剖视图

图1液力偶合器

泵轮

轴承

涡轮

3c）偶合器的工作轮

图1液力偶合器

?偶合器能实现主动轴和从动轴间的柔性接合，并且当工作液体与叶轮相互作用时，理论上能将主动轴上的力矩大小不变地传递给从动轴。因此，液力偶合器又称液力联轴器。

泵轮壳

涡轮

泵轮

41液力偶合器的结构组成

?液力偶合器按其结构型式不同，可分为有内环偶合器和无内环偶合器两类（图2所示）。

a）有内环偶合器

b）无内环偶合器

图2偶合器的结构示意图

?泵轮和涡轮的内、外侧两个环形曲面，分别称为内环和外环。通常将偶合器的泵轮和涡轮统称为工作轮或叶轮。

内环

外环

外环

52液力偶合器的工作原理

3.2.1液力偶合器的基本工作过程

?工作过程中，发动机带动与泵轮刚性连接的主动轴1旋转，位于泵轮内的工作液体由于受到泵轮叶片的作用而获得能量，随泵轮一起旋转。离心力迫使液体沿图2中所示箭头方向向泵轮外缘流动，从而把发动机的机械能转变成泵轮内工作液体的动能。

图2偶合器的结构示意图

内环

外环

外环

6图2偶合器的结构示意图

?由泵轮流出的液流由泵轮外缘处进入涡轮入口，并冲击涡轮叶片，同时液流被迫沿涡轮叶片间流道流动。液流的速度减小，从而液体的能量传递给涡轮，并转变成偶合器从动轴2（与涡轮刚性连接）上的机械能，使从动轴2以转速

旋转。当液体对涡轮作功降低能量以后，又重新回到泵轮，吸收能量，如此周而复始不断循环，就实现了能量传递。

Tn内环

外环

外环

7?一般情况下，偶合器的涡轮转速

总是小于泵轮转速

，所以泵轮出口处由速度产生的动压力总是大于涡轮进口处的动压力。由于这一压差的存在，使得工作液体在泵、涡轮叶片间通道内流动，并总是沿着图2中的箭头所示方向进行。

TnBn内环

外环

外环

图2偶合器的结构示意图

8?如果

，即转速比

时，液体在两轮间的离心压差为零，循环圆内将不产生流动，液力偶合器不传递力矩。但是，当涡轮的转速

大于泵轮的转速

时，工作液体将发生与箭头相反方向的流动，涡轮将起到相当于泵轮的作用，进入反传工况。

BTnn?TB1inn??TnBn内环

外环

外环

图2偶合器的结构示意图

9?液力偶合器循环圆表示两个叶轮的形状和相互位置，形象地说明了偶合器的主要特征，因此，任何一种液力偶合器均可用其循环圆来表示。循环圆的最大直径D称为循环圆的有效直径，它是液力偶合器的代表尺寸。

内环

外环

外环

图2偶合器的结构示意图

103液力偶合器的分类、结构和特点

液力偶合器的分类：

（1）按其内外环结构可分为有内环偶合器和无内环偶合器。

（2）按充液量可分为定充液量偶合器和变充液量偶合器，变充液量偶合器又称之为调速型偶合器。

（3）按性能不同又可将偶合器分为普通型、牵引型、限矩型（又称安全型）和调速型四种，另外，定充液量偶

合器还可作为制动器使用。

（4）按叶片安放角可分为径向直叶片及前倾或后倾叶片偶合器。

113.1普通型液力偶合器

?普通型（又称标准型）液力偶合器（图3）结构最简单，其结构特点是只有泵轮、涡轮，旋转壳体组成，没有特别设计的辅助室，叶轮和循环圆基本对称。

图3普通型偶合器循环圆

小孔

泵轮壳体

固定外壳

123.2调速型液力偶合器

什么是调速型偶合器？

调速型液力偶合器是人为地改变偶合器工作腔中的充液量q，从而改变偶合器的特性，在动力机转速和负载特性都不变的条件下，改变偶合器的充液量也就改变了偶合器的输入、输出特性，从而达到调节工作机转速的目的，这就是容积调速法。调速型偶合器一般均设有补偿系统，液体不断地由油箱（或旋转油室）经冷却器进入循环圆，并不断地从循环圆排回油箱，形成循环油路。这种偶合器广泛应用于工作机需要无级调速的场合，如和异步电动机带动的离心式水泵和风机相配合。在调速过程中可以大量节约电能。

13?偶合器工作腔中充液量不同，偶合器的特性也不一样。

由于偶合器工作腔中的充液量是连续可调的，因此对工作机转速的调节是无级的。其调速范围可达3-4倍

调速型偶合器可分为出口调节式、进口调节式、进出口调节式和固定勺管式。

14?

目前，国内外应用较为成功的调速型偶合器，有以下几种：

图3-24GST出口调节式调速型液力偶合器

（1）出口调节式

（GST）。如图3-24所

示。

1－串联转子泵

2－输入轴

3－旋转背壳

4－泵轮

5－涡轮

6－连杆机构

7－进油腔体

8－输出轴

9－旋转外壳

10－勺管

11－排液管

12－水平插管

13－齿轮

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（2）进口调节式。图3-25和图3-26所示为英国Fluidrive公司出产的SCR6和SCR24调速型偶合器，是进口调节式的典型结构。

图3-25SCR6进口调节式

调速型偶合器

图3-26SCR24进口调节式

调速型偶合器

这种偶合器自带旋转

油壳，无需专门的油

箱和供油泵，功率较

小时还可不用冷却器，

结构简单紧凑，轴向

尺寸小，造价较低。

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（3）进出口调节式。图3-27所示的电站给水泵调速型偶合器。

图3-27进出口调节式偶合器的结构原理

进出口调节式偶合器的优点是机动性好、反应灵敏、效率高、供液量可合理利用。但制造工艺要求较高，造价高。

1－主动轴2－增速齿轮3－泵轮

4－涡轮5－输出轴6－供油腔体

7－勺管8－排油腔体9－供油泵

10－润滑油泵11－滤器

12－润滑油冷却器13－启动润滑油

14－进油控制阀15－冷油循环门

16－热敏元件17－工作油冷却器

18－油箱回油19－输入轴

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（4）固定勺管式。图3-28所示的调速型偶合器的勺管是固定不动的，通过进排油腔体固定在偶合器支座6上。

图3-28固定勺管式调速型偶合器

1－输入轴2－喷油孔

3－旋转内壳4－旋转外壳

5－勺管6－支座

7－油管8－冷却器

9－调整齿轮泵

10－阀箱11－输出轴

这种偶合器的输入和输出侧设有轴承支座，没有上下箱体，尺寸、质量较小。支座内有容积不大的储油池，供冷却循环系统的调节和补偿之用，偶合器没有专用的供油泵，调速泵的功率小，又是间歇工作，辅助功率消耗小。

18四、液力偶合器常见故障分析

与诊断

故障一：油温异常升高

①故障经过：调速型液力偶合器油温出现异常升温，温度异常高现象

，正常温度约为50度左右（入口油温);②原因分析：

经过仔细询问操作人员及认真检查后，认为引起此问题原因为:当班维修工认为液力偶合器中的油量偏少，加入一桶150#机械油（原来使用的为100#机械油），超出了液力偶合器油标最高位。

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③诊断结果：当油量添加过多时，液力偶合器中的旋转杆将会与油产生相当大的摩擦，会使油温严重过热，这就是为什么加一桶150#机械油后，油出现沸腾现象的主要原因。

故障二：端盖漏油

①故障经过：液力偶合器两端盖处的轴承为喷油润滑力式，这就造成了有些液力偶合器端盖在运行的过程中会因种种原因而漏油。

②原因分析：

a.联轴器旋转引起真空效应将油吸出。

b.填料密封处大轴粗糙度不符合要求。

c.长时间运行填料密封磨损严重。

d.箱体上方的通气窗堵塞。

20e.回油孔堵乘，回油不畅。

f.设备自身回油孔较小。

g.润滑油压过高。

h.溢流阀故障。

③处理方法：

a.常规停机处理法

；

b.为了减少大型设备的停机次数，减少因停机造成的报失，我们采用不停机的处理方法。

21故障三：轴承损坏

①故障经过：

液力偶合器电机前轴承高温停车，更换轴承和联轴器后试车时，囚相序接错使电机反转，纠正相序后再次试车，发现液力偶合器输入端轴承振动偏大(0.12mm)开盖检查液力偶合器发现输入输出轴不同心，更换成备用液力偶合器后振动值降至<0.010mm。对更换下来的液力偶合器进行解体检查发现，泵轮轴承己损坏。

②原因分析：

a.液力偶合器损坏的主要原因是电机反转时，油泵无法正常运行，液力偶合器的轴承在

3000r/min的转速受干损伤，使振动值偏大，