液力耦合器的原理构造使用和维修

第３３卷第５期　２０１１年１Ｏ月　甘肃冶金　ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．５　Ｏｃｔ．，２０１１　

文章编号：１６７２－４４６１（２０１　１）０５－００８９－０３　

简述调速型液力偶合器工作原理与故障分析处理方法　

廖建华　

（白银有色集团股份有限公司装备ｑ－程部，甘肃　白银７３０９００）　

摘要：本文通过讲述调速型液力偶合器的结构和部件组成，对其基本工作原理进行了详细论述。通过长期的工　作实践，结合本单位此类设备使用过程中出现的问题及常见的故障进行了原因分析，从理论上探讨和实际运行方　面提出了相应的解决方案，并在设备检修中进行了实践。从运行情况来看，取得了预期效果。　关键词：液力偶合器；工作原理；故障；分析；处理　中图分类号：ＴＨ１３７．３３１　文献标识码：Ｂ　

Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　Ｆａｉｌｕｒｅ　Ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｏｆ　Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｓｐｅｅｄ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　

ＬＩＡ０　Ｊｉａｎ。ｈｕａ　（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＢＮＭＣ，Ｂａｉｙｉｎ　７３０９００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｏｕｐｆｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｆｏｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ　ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｅｏｕｐＨｎｇ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｆａｉｌｕｒｅ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ｄｉｓｐｏｓａｌ　

液力耦合器

液力耦合器

液力耦合器

fluid coupling

以液体为工作介质的一种非刚性联轴器﹐又称液力联轴器。液力耦合器(见图液力耦合器简图)的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔﹐泵轮装在输入轴上﹐涡轮装在输出轴上。动力机(内燃机﹑电动机等)带动输入轴旋转时﹐液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转﹐将从泵轮获得的能量传递给输出轴。最后液体返回泵轮﹐形成周而复始的流动。液力耦合器靠液体与泵轮﹑涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩﹐所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力耦合器输入轴与输出轴间靠液体联系﹐工作构件间不存在刚性联接。液力耦合器的特点是﹕能消除冲击和振动﹔输出转速低于输入转速﹐两轴的转速差随载荷的增大而增加﹔过载保护性能和起动性能好﹐载荷过大而停转时输入轴仍可转动﹐不致造成动力机的损坏﹔当载荷减小时﹐输出轴转速增加直到接近于输入轴的转速﹐使传递扭矩趋于零。液力耦合器的传动效率等于输出轴转速与输入轴转速之比。一般液力耦合器正常工况的转速比在0.95以上时可获得较高的效率。液力耦合器的特性因工作腔与泵轮﹑涡轮的形状不同而有差异。它一般靠壳体自然散热﹐不需要外部冷却的供油系统。如将液力耦合器的油放空﹐耦合器就处于脱开状态﹐能起离合器的作用。

变频器调速与液力耦合器调速的优缺点比较(一)

[摘要]在风机，水泵类负载进行调速节能，先期应用的液力耦合器较多，高压变频器技术成熟后，也越来越多地得到了应用。对于这两种调速节能的装置进行其优缺点的比较，提高对调速节能领域的了解。

[关键词]调速变频器液力耦合器

一、引言 风机、水泵是量大面广的普通机械，其耗电量占发电总量的30%左右，而高压电机拖动的大中型风机水泵的耗电量约占风机水泵耗电总量的50%。目前大中型风机水泵基本上采用档板或阀门来调节风量或流量，以满足负荷变化的要求，其浪费电能相当严重，如若采用改变电机转速来实现调节风量或流量，无疑对节约能源，提高设备工作效率意义非常重大。但对于客户来说如何根据自己的客观情况，选择一种经济实用的调速方式，是摆在他们面前的实际问题。本文从理论和实际两个方面对于应用高压变频器和液力耦合器的优缺点进行全面的分析和比较。

1 / 5 液力偶合器结构及原理

液力偶合器也叫液力联轴器。它是利用液体传递扭矩的，是电动机轴与泵或风机轴之间的联轴器，是在电动机轴转速不变的情况下，该变泵与风机的转速，同时亦改变了原动机的输出功率。

其结构主要由两部分组成，主动部分包括：主动联轴节、弹性块、从动联轴节、后辅腔、泵轮、外壳等；从动部分包括：涡轮、轴等，主动部分与电动机联接，从动部分与减速器联接。

工作原理：泵轮（装在输入轴）将电动机的机械能转变为工作油的动能，涡轮（装在从动轴）又将工作油的动能转变机械能，通过输出轴驱动负载。泵轮与涡轮之间没有机械联系，两者对称布置，几何尺寸相同，在轮内各装有许多径向辐射叶片。工作时，在联轴器中充满工作油，当主动轴带动泵轮旋转时，工作油在叶片的带动下，因离心力的作用由泵轮内侧（进口）流向外缘（出口），形成高压高速液流，冲击涡轮叶片，使涡轮随着泵轮同向旋转。工作油在涡轮中由外缘流向内侧的流动过程中减压减速，然后再流入泵轮进口，如此连续循环。在这种循环流动的过程中，泵轮把输入轴的机械能转换为工作油液的动能和升高压力的势能，而涡轮则把工作油的动能的势能转化为输出轴的机械能，从而实现功率的传递。

通过勺管来调节工作油腔的油层厚度，把勺管以下内侧的循环圆（泵轮与涡轮所组成的轴面腔室）油导走，以改变工作腔内的油量，则偶合器传递的扭矩将随着勺管的上下移动带来工作腔内的油量变化，即实现了偶合器的调速功能。 2 / 5

3 / 5 1．背壳 2.涡轮 3.泵轮 4.旋转外壳 5.电动执行器 6.勺管7.油泵 8.压力表

9.温度表 10.铂热电阻 11.压力变送器12.油冷却器 13.综合参数测试仪（现场用）14.综合参数测试仪（控制室用）15.转速传感器16.转速仪 17.伺服放大器

18.电动操作器 19.液位传感器20.液位报警器 21.电加热器 22.电加热自动控制器

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液力偶合器

液力耦合器的工作原理

（一）液力耦器的结构：

液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。液力耦合器其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分。

泵轮和涡轮相对安装，统称为工作轮。在泵轮和涡轮上有径向排列的平直叶片，泵轮和涡轮互不接触。两者之间有一定的间隙（约 3mm 一 4mm ) ；泵轮与涡轮装合成一个整体后，其轴线断面一般为圆形，在其内腔中充满液压油。

（二）液力耦合器的安装方式：

液力耦合器的输入轴与电动机联在一起，随电动机的转动而转动，是液力耦合器的主动部分。涡轮和输出轴连接在一起，是液力耦合器的从动部分，与负载连在一起。

在安装时，液力耦合器安装在电动机与负载之间，通常由于负载较大，且与其它设备有联锁，采用将电机后移方案，在改造方案中需重新做电机的基础。

（三）液力耦合器的工作原理：

电动机运行时带动液力耦合器的壳体和泵轮一同转动，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动下随之一同旋转，在离心力的作用下，液压油被甩向泵轮叶片外缘处，并在外缘处冲向涡轮叶片，使涡轮在受到液压油冲击力而旋转；冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘，然后又被泵轮再次甩向外缘。液压油就这样从泵轮流向涡轮，又从涡轮返回到泵轮而形成循环的液流。液力耦合器中的循环液压油，在从泵轮叶片内缘流向外缘的过程中，泵轮对其作功，其速度和动能逐渐增大；而在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中，液压油对涡轮作功，其速度和动能逐渐减小。液压油循环流动的产生，是泵轮和涡轮之间存在着转速差，使两轮叶片外缘处产生压力差。液力耦合器工作时，电动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。液压油在循环流动的过程中，除受泵轮和涡轮之间的作用力之外，没有受到其他任何附加的外力。根据作用力与反作用力相等的原理，液压油作用在涡轮上的扭矩应等于泵轮作用在液压油上的扭矩，这就是液力耦合器的工作原理。

（四）、液力耦合器的调速方法：