新型调速型液力偶合器

( 3) 供液压泵的恒定流量 , 供液压泵流量一是要 满足带走工作腔发热量的需要 ; 二是要满足液力偶合 器起动和升速的快与慢的需要。液力偶合器是通用基 础元件 , 供液压泵的流量恒定不变 , 就难以满足不同类 型工作 机和 不同 工况 的 不同 要求 , 使 应用 效 果不 够 理想。 作为国际新技术, 近年来阀控式与 泵阀联控式调 速型液力偶合器在国外有突飞进展 , 对上述三项不足 均有突破。德国和意大利发展较快 , 两者均有多台产 品在我国应用, 效果良好。德国福伊特公司的 TPKL 阀 控式调速型液力偶合器已在我国神华集团、 兖州煤矿、 阳泉煤矿和晋城煤矿等处井下带式输送机和刮板输送 机上有多台应用。意大利传斯罗伊公司的 KPT 泵阀联 控式调速型液力偶合器在我国钢铁企业的 风机、 泵类 也有诸多应用。国内自主研发的 YOTF 阀控式调速液 力偶合器正在试制 中, 该 液力偶合 器的供液 压泵 ( 型 号 ) 流量可变 , 可满足工作机起动与升速的快或慢的需 求。由于其外形尺寸小、 重量轻、 性能好和售价 低, 故 在风机、 泵类调速节能市场中有很强的竞争优势 , 具有 强势的发展前景。 表 1 为国内外阀控式与伸缩导管式调速型液力偶 合器的比较 , 可见在相同规格中 T PKL 和 YOTF 型具有 最小的外形尺寸 , 特别是轴向尺寸。
图 6 KT P 型液力偶合器机构示意图
2 3 回旋导管式调速型液力偶合器 图 8 为福伊特公司新近开发的水介质 SVTW 型回 旋导管式调速型液力偶合器。该液力偶合器筒状的固 定箱体安装在电动机上 (见图 9), 泵轮 3 与导管腔外壳 5 被固连在电动机轴上, 涡轮 4 与输出轴 7 连接。回旋 导管 6 的回旋中心线与液力偶合器中心 线有偏心距, 当扳动手柄 10 使回旋导管回旋 时就可改变导管腔外 壳中的液环厚度 , 从而调节工作腔充液量和输出转速。 导管的回旋可以手动 , 也可用电动执行器驱动。 此类液力偶合器不需冷却系统 ( 清水既是传动介 60
图 7 油路系统
质又是传热的载体 )和润滑系统 ( 滚动轴承脂润滑 ) , 又 无箱体底座 , 结构极为简单。其特点可由 轻、 巧、 简、 廉 四字概括 :
1- 电动机轴 6 - 导管
2- 固定箱体
3- 泵轮
4 - 涡轮
5- 导管外壳 10- 手柄
7 - 输出轴
8- 进液管
9- 出液管
图 8 SVTW 回旋导管式调速型液力偶合器结构
图 9 安装在电动机上的 SV T W 偶合 器
轻 ! ! ! 重量极轻 ; 巧 ! ! ! 结构上巧妙的组合 ; 简 ! ! ! 结构极为简单 , 外型尺寸最小 ; 廉 ! ! ! 制造成本低廉 , 价廉物美 , 经济效益高。 此类液力偶合器尽管具有轻、 巧、 简、 廉四特点, 切 勿以为只能 是小 ( 规格 ) 的。据福伊 特公司样 本所列 SVTW 液力偶合器系列有 422 、 487 、 562、 650 、 750 、 866 、
( 北京起重运输机械设计研究院, 北京
要 : 调速型液力偶合器在我国风机、 泵类的调速节能应用市场中占有重 要地位 , 特别在当 前节能的 环境下 , 调速型液 力偶合器责
Ne w Type of V ariable Speed F lu id C oupling
YAN G N a i- qiao YAN Chun - w ei
H ydrau lics P neum atics& Sea ls /N o 3 2010
1000 、 1150( 立式 )、1390 ( 立 式 ) 九 个规 格。 SVTW 422 ( n = 1800r/m in , p = 200k W ) 重 量 570kg, SVTW 1390 ( n = 750 r/m in , p = 3800k m )重量 5900kg。 此类液力偶合器的应用领域, 主要是高楼供水、 自 来水厂、 供水泵站、 农田灌溉等处。
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H ydrau lics P neum atics& Sea ls /N o 3 2010
装板式箱体。不管结构有何差异 , 只要有伸缩导管, 就 必然有供其可伸缩活动的体积庞大的导管 壳体, 也必 然有内装供液压泵的泵壳体。导管壳体和泵壳体在液 力偶合器的轴心线上占有很大的尺寸和空 间, 使力偶 合器结构复杂、 体积庞大、 重量大。此类液力偶合器的 优点是能够快速调速 , 调速直观而准确, 能够很好的满 足风机、 泵类的调速要求, 并适用于高压高转速大功率 场合。因而在国内火 ( 热 ) 电厂、 钢铁企业、 石油化工企 业和各类矿山均有广泛的应用。
工作腔与旋转外壳间移来窜去 , 使油液的质量重心忽 左忽右 , 加大了液力偶合器的振动。此类液力偶合器 传递功率较小, 通常为几百千瓦, 转速在 1500r /m in 以 下。由于安装找正困难、 运行中振动较大, 因而生产与 应用日渐减少。
1 现时产品状况
国内最早出现的调速型液力偶合器 , 如图 1 所示 的进口调节、 带有喷嘴导管的调速型液力 偶合器。输 入轴 1 带动泵轮 4 和旋转外壳 ( 辅助油腔 ) 3 , 工作腔中 油液通过喷嘴 9 连续喷油泄液 , 使旋转外壳里积存有 旋转油环。操纵手柄 5 使导管 8 或伸或缩 , 伸出则使旋 转油环表层油液冲入导管内腔 , 继而进入工作腔 , 使工 作腔充液率提高而输出转速升高 ; 导管内缩则工作腔 充液率降低而输出转速下降。此类液力偶合器结构简 单 , 外形尺寸小, 制造成本低。但在调速过程中油液在
液压气动与密封 /2010 年第 3期
新型调速型液力偶合器
杨乃乔
摘 无旁贷的担当着风机 、 泵类节能减排的主力军。 关键词 : 调速型液力偶合器 ; 节 能 中图分类号 : TH 137 33 文献标 识码 : B 文章编号 : 1008- 0813( 2010) 03- 0058- 04
严纯伟
10007)
图 2 G ST 调速型液力偶合器结构
腔的供油和泄油 , 很是便利。 图 5 是国内自主研发的 YOTF 阀控式调速型液力 偶合器 , 整体箱体侧装式, 固定导管安装在大法兰盘的 斜面上 , 使整体轴向尺寸大为缩小。供液压泵及其电 动机与电磁换向阀及其阀块均置于箱体端面上。由于 去掉了伸缩导管及其导管壳体 , 以及取消了泵壳体, 使 结构极为紧凑。
0 引言
调速型液力偶合器在我国风机、 泵 类的调速节能 应用市场中占有重要地位, 其显著的节能减排效果, 令 人赞许。因而近年发展极为迅速。由于调速型液力偶 合器应用领域不断扩大 , 生产厂家、 产品品种和数量不 断增多。特别是在 当前中央 提出 节能减 排, 全 民行 动 的感召下 , 调速型液力偶合器责无旁贷的担当着风 机、 泵类节能减排的主力军。 当前, 国内、 国外的调速型液力偶合器均在向多品 种、 多类型方向发展, 尤其是向功能齐全、 结构简单、 外 型尺寸小和重量轻的方向发展。作为液力行业的研发 机构, 生产企业、 学者、 工程师均 须慎重地选择那些市 场前景好、 功能全面、 节能节材、 经济效益好的新型产 品进行发展 , 利国利民、 利于企业的经营发展。
( Be ijing M aterials H and ling Research Inst itute , Be ijing 100007 , Ch in a)
Abstrac t : V ariab le speed fluid couplings play an i m portan t ro le in our fans , pum ps and the contro l and energy sav ing app licationsm arke t , es pecia lly in the curren t energy env ironm ent , v ariab le speed hydraulic coupling act as the energy- sav ing e m ission reduc tion the m a in fo rce of the fan and pum p. K ey W ords : variab le speed hydraulic coup ling ; energy- sav ing
3 - 外壳ຫໍສະໝຸດ 4- 导管座 7- 导管5- 电池
6 - 供液压泵
图 3
SVTL 调速型液力偶合器 图 5 YOT F阀控式 调速型液力偶合器
2 新型调速型液力偶合器
兹介绍国内外近年出现的三种新型调速型液力偶 合器, 供读者观摩、 分析。 2 1 阀控式调速型液力偶合器 图 4 是德国福伊特公司的 T PKL 阀控式调速型液 力偶合器, 是近年研发的 新产品, 在我国兖州煤 矿、 阳
2 2 泵阀联控式调速型液力偶合器 图 6 为 意 大利 传斯 罗伊 ( TRANSFLU ID ) 公司 的 KPT 型液力偶合器结构, 特点是不设导管, 工作腔出口 流量全靠输 出端外壳 上的数个 节流塞连 续泄液 来完 成 , 工作腔的供油由置于箱体外 的由驱动装置驱动的 供液压泵实现供油流量调节。输出端外壳上节流塞的 59
泉煤矿等处的带式输送机上已有应用阀控式调速型液 力偶合器以短小的固定导管向外出油 , 取消了伸缩导 管系统的复杂结构, 又兼供液压 泵置于箱体外侧而去 掉了泵壳体 , 使液力偶合器结构紧凑 , 尺寸小。特别是 轴向尺寸小 , 给应用、 安装带来多方便利。
图 4 T PKL 阀控式调速型液力偶合器
在油管路上设置电磁换向阀, 控制 主油路向工作
收稿日期 : 2009 09 01 作者简介 : 杨乃乔 ( 1937- ), 男, 教授级高级工程师, 研究领域为液力偶合器。 1- 输入轴 2- 涡轮 3- 旋转外壳 7- 输出轴 4- 泵轮 5- 操纵手柄 6- 偏心轴 8 - 导管 9- 喷嘴
图 1 喷 嘴导管式调速型液力偶合器
图 2 是我国引进英国液力驱动工程 ( FLU IDRIVE ) 公司的出口调节伸缩导管的 GST 调速型液力偶合器, 由于竖直导管的传控结构复杂 , 国内创新设计产品均 改为水平导管。从引进技术以来 , 这种结构几乎成了 国内调速型液力偶合器主流结构 , 大多数生产厂家 釆 用了此类型结构。如图 2 所示, 由泵轮、 涡轮、 输入轴 与输出轴等构成的旋转体由泵壳体和导管壳体通过轴 承支承着 , 并由两端的安装板固接在箱体上, 箱体为安