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1、word目 录1、液力偶合器调速简介12、液力偶合器调速工作原理12.1 液力偶合器的特点22.2 液力偶合器的传送33、液力偶合器的根本结构54、设计内容54.1转速比和效率、转差损耗的关系64.2 液力偶合器配件用冷却器的选型计算75、实例计算96、结论117、心得体会11参考文献13标准文档1、液力偶合器调速简介该调速方法是通过安装在电动机和工作与之间的一种液力传动元件，它又在电动机输入转速恒定的条件下，通过操纵机构对其输入转速进展无级调速，并使电动机的功率通过液力耦合器泵轮和涡轮之间的工作油的循环流动，平稳而无冲击地传递给工作机属于低效调速方法。液力传送元件就是液力耦合，目前有三种类型
2、，分别是调速型、限矩型、与降速型。调速型液力耦合器又分为进口调节型和出口调节型两种。液力耦合器调速在与恒速电动机匹配，驱动离心式工作机时，调速X围约为11/5；驱动恒扭矩工作机时，调速X围约为11/3。液力偶合器调速的特点是其本身存在转差，调速过程中的转差的热损耗，必须采取妥善的冷却措施。优点是可以空载起动，不受负载大小的影响，又可吸收负载的冲击，具有对电动机和负载过载保护性能，即使负载卡住不转，电动机仍带动液力偶合器泵轮转动，不会烧坏。该调速方法适用于大容量风机、水泵调速，液力偶合器大容量相对价格比拟廉价，投资比拟低，经济效益比拟好。当前在大容量风机、水泵上得到广泛应用的机械调速转速装置主要
3、是调速型液力偶合器。液力偶合器调速技术成熟，国产装置与系列产品能适用133440X围。2、液力偶合器调速工作原理当发动机运转时，曲轴带动液力偶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，使涡轮在液压冲击力的作用下旋转；冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘的液压油，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。液力偶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，泵轮对其做功，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，
4、液压油对涡轮做功，其速度和动能逐渐减小。液力偶合器要实现传动，必须在泵轮和涡轮之间有油液的循环流动。而油液循环流动的产生，是由于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所致。如果泵轮和涡轮的转速相等，如此液力偶合器不起传动作用。因此，液力偶合器工作时，发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。由于在液力偶合器内只有泵轮和涡轮两个工作轮，液压油在循环流动的过程中，除了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，即发动机传给泵轮的扭矩与涡轮上输出的
5、扭矩相等，这就是液力偶合器的传动特点。 图1 液力偶合器工作示意图 1泵轮 2涡轮2.1 液力偶合器的特点1、转矩 液力偶合器涡轮转矩与泵轮转矩相等或者输出转矩等于输入转矩。即： 2-12-2式中 T，B分别表示泵轮和涡轮； 1，2分别表示输入和输出。2、转差比 涡轮转速与泵轮转速比 2-33、转差率 泵轮与涡轮的转差与泵轮转速的百分比 2-4转差率除明确泵轮与涡轮转速相对差大小之外，s大明确功率损失大，s小明确损失小。4、 效率 输出功率与输入功率之比： 2-5液力偶合器效率与转速比相等。这一点是与转子串电阻调速一样，属于低效率调速方法。2.2 液力偶合器的传送这里选用液力偶合器带风机负载的
6、传动系统，并对这一系统的传动特性进展分析。从“图3中看到液力偶合器的泵轮是电动机的负载，因此电动机的机械特性曲线与泵轮的机械性曲线的焦点就是稳定的运行点。泵轮的转矩与泵轮转矩系数以与转速的平方成正比，即而又与液力偶合器转速比者有密切关系，随的增大而降低。这样就在“图2上画出了不同的时与特性曲线与曲线交于a，b，c，d,等而 泵轮转矩是与涡轮转矩 曲线的交点就是稳定运行点。起动过程：电动机起动拖动泵轮加速，当小于风机起动转矩时，这时，超过时，风机开始起动， 从零开始在增长，曲线与的交点，沿a，b，c，d，变化，以加速转矩使泵轮加速，与此相对应涡轮转矩大小是根据一定的对应有100%500图2 不同
7、时、与特性曲线图3 各局部转矩示意异步机图4 、与特性曲线nT100%500速转矩使风机加速,直到与交点到达稳定平衡为止。从上述液力偶合器起动过程的分析中看到液力偶合器具有起动转矩大的优点，这就克制了一般笼型异步电动机起动转矩小的缺点。起动转矩大，还可以减少起动时间，对节能也是有利的。另一个重要用途是利用液力偶合器带风机、水泵负载通过调转速来调节流量达到节流能目的。涡轮功率额定涡轮功率 2-62-7设:额定转速比为2-8如此 2-9 2-10 2-11泵轮的功率 2-12 2-13以上说明液力偶合器输入功率与转速比的平方成正比，即带风机负载随着转速调低输入功率迅速降低，有明显节能效果。3、液力
8、偶合器的根本结构1、液力偶合器的结构组成液力偶合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。在不考虑机械损失的情况下，输出力矩与输入力矩相等。它的主要功能有两个方面，一是防止发动机过载，二是调节工作机构的转速。其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个局部组成，如图5所示图6 液力偶合器简图1-输入轴 2-泵轮叶轮 3-涡轮叶轮 4-轮出轴图5 液力偶合器的根本构造液力偶合器的壳体安装在发动机飞轮上，泵轮与壳体焊接在一起，随发动机曲轴的转动而转动，是液力偶合器的主动局部：涡轮和输出轴连接在一起，是液力偶合器的从动局部。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
9、者之间有一定的间隙约3mm4mm；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。4、设计内容液力偶合器调速装置虽不是交流调速装置，但以交流电动势驱动的风机、水泵配用液力偶合器调速驱动得到应用。液力偶合器功率适用X围大，可以满足几千瓦到数千千瓦不同功率的需要，转速也可满足3000r/min电动机驱动风机、水泵；结构较简单，工作可靠，使用维修方便，安装费用低，随着容量的增加，单位千瓦投资数量减小，用于大功率风机、水泵价格廉价；动力传输靠泵轮和涡轮间的充入的工作液体循环推动力来实现，同时工作液体充量大小的变化调节了输出转速和转矩，可无级调速，另外减少了电动机负载扭矩，缓和冲
10、击；没有谐波产生，功率因数良好。但液力偶合器本身存在转差、负载无法达到额定转速，调速过程中的转差率已热能形式损耗，功率低，必须采取妥善的冷却措施；轴向安装尺寸大，根底施工量增加；液力偶合器故障时，无法切换运转，影响工作。下面就液力偶合器效率与转差损耗值，以与在应用液力偶合器调速时，应注意的几个问题。转速比和效率、转差损耗的关系图7 液力偶合器转速比与效率的关系0理论上液力偶合器的效率曲线为一斜线，如图7所示。液力偶合器依靠液力油作为介质传递能量，与其他传动机结构一样，介质油在运动过程中总有能量损耗，输入轴与输出轴必然有转差而产生转差率,即转速比不可能达到1。以GST50型液力偶合器为例，在额定
11、工况下转差率为0.0150.0325。某地输油管理处实测左右，也即。液力偶合器的有功损耗主要是转差损耗 4-1式中：额定工况时的转速比，一般取0.97；转速比；额定工况时泵轮输入功率；转差损耗与转速比的关系曲线见图8。 图8 转差损耗与转速比的关系0由图可知,当在0.60.7X围时转差损耗最大,虽然随着转速降低电动机的有功功率也减小，但电动机输入有功功率中就有较大比例损耗在液力偶合器中，使偶合器发热增加。因此除起动和停止过程外，长期运转中应尽量防止在此X围内工作。4.2 液力偶合器配件用冷却器的选型计算1、选型依据调速型液力偶合器在传递动力与调速过程中要产生一定的热量,为了保证液力偶合器在正常
12、工作温度X围内稳定运行,应急时地给液力偶合器工作腔提供冷油,以达到工作油的热量平衡.通常液力偶合器所需要的;冷油时由油泵把液力偶合器油箱中的热油送至冷却器后再提供应工作腔的。因此，应按照液力偶合器实际产生的最大发热量计算冷却器的冷却容量，以作为合理选择冷却器的依据。2、发热量的计算在液力偶合器和离心式机械配备使用时，其最大发热工况在传动比=0.67点，最大热损失功率为额定功率的14.8%。如果计入导管排油损失，机械摩擦损失与水损失等其它功率损失，总损失功率，由此计算出液力偶合器的发热量。 4-2式中 热损总功率，；热功当量系数，；3、冷却器冷却容量的计算 温差计算 4-3 4-4式中 冷却器油
13、进口温度，；冷却器油出口温度，；冷却器水进口温度，；冷却器水出口温度，；平均温差的计算当时 4-5当时 4-6冷却水量的计算 4-7式中 ；冷却水量，kg/h ；冷却器换热面积的计算换热面积 4-8式中 。把参数带入公式，如此可求得换热面积。冷却器的选型冷却器的选型主要应从以下三方面来考虑：第一，当电动机和液力偶合器输入转速的最大传递功率匹配时可采用计算冷却器的换热面积并选型，如果电动机和液力偶合器按输入转速的最大传递功率匹配时，可采用计算冷却器的换热面积并选型。第二，偶合器选型在系统设计中，往往电动机和偶合器不是满功率计算冷却的换热匹配，此时建议工作机的轴功率乘以1.03系数后做为偶合器额定功率计算冷却器的换热面积。第三，偶合器实际工作时，可能并不出现最大发热工况这样，液力偶合器的选型单位可以根据系统设备运行的工艺条件准确计算冷却器热面积，以提高冷却器选型的技术经济合理性。5、实例计算1、液力偶合器发热量计算总损失功率，由此计算出液力偶合器的发热量。表1 液力偶合器发热量
