專利名稱：離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶合器本體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)速型液力偶合器，特別是一種偶合器本體結(jié)構(gòu)采用迷宮油 封、噴嘴引出工作油的離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶合器的本體結(jié)構(gòu)，屬于節(jié)能、液 力傳動技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前傳統(tǒng)的調(diào)速型液力偶合器很多，其共同特點是在液力偶合器的工作腔內(nèi) 充入一定量的工作油，泵輪從原動機上獲得機械能，轉(zhuǎn)化為液體能，流向渦輪并 使之旋轉(zhuǎn)，渦輪把液體能轉(zhuǎn)化為機械能輸出，周而復(fù)始，實現(xiàn)了從原動機到工作 機之間的能量傳遞。通常調(diào)速型液力偶合器的調(diào)速，是通過偶合器的導(dǎo)流管移動 來改變工作腔內(nèi)工作液的充滿度實現(xiàn)的，由于導(dǎo)流管和導(dǎo)流腔的存在，使偶合器 的軸向長度增加，偶合器本體下部的儲油箱的容積也相應(yīng)增大，因而偶合器的總 尺寸增大、總重量大。此外，導(dǎo)流腔內(nèi)的大量的油液本身不參與能量的傳遞，由 于它以泵輪相同的轉(zhuǎn)速作高速旋轉(zhuǎn)，高速旋轉(zhuǎn)的液體在不穩(wěn)定工作情況下以及受 到外部沖擊時，將會產(chǎn)生很大的破壞力，其充油量越多破壞力越大。在己有技術(shù)中，德國福伊特公司在1998年推出的TPKL型閥控充液式液力 偶合器，是將導(dǎo)流管固定，利用兩位三通電磁閥來控制偶合器的充油和排油，導(dǎo) 流腔內(nèi)的油減少，結(jié)構(gòu)和尺寸也減少，但并沒有把導(dǎo)流管和導(dǎo)流腔取消掉。申請 號為200610116275.7、名稱為《離心導(dǎo)流閥控調(diào)速液力偶合器》的發(fā)明專利是在 傳統(tǒng)調(diào)速型液力偶合器的基礎(chǔ)上，利用計算機實現(xiàn)偶合器的智能化控制，利用離 心導(dǎo)流的原理，將工作油從轉(zhuǎn)殼上的喇叭形開口引出來，通過閥來控制工作腔的 充油量，取消了導(dǎo)流管和導(dǎo)流腔，從而使偶合器的結(jié)構(gòu)尺寸大大減小，偶合器內(nèi) 總的充油量也大大減少。該偶合器本體結(jié)構(gòu)的迷宮油封是沿偶合器軸向布置，工 作油旋轉(zhuǎn)的離心力無法被利用，從而導(dǎo)致油液的泄漏較大，造成了能量的損失和 偶合器工作的不穩(wěn)定；其工作油是從轉(zhuǎn)殼上固定數(shù)量和直徑的喇叭形開口引出， 被引出工作油的能量沒有被充分利用，同時導(dǎo)致偶合器對負(fù)載的適應(yīng)性降低；該 偶合器本體采用內(nèi)支撐方式，為了保證強度，偶合器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸比較大。發(fā)明內(nèi)容為了克服已有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶 合器本體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明采用沿偶合器本體徑向分布的迷宮油封結(jié)構(gòu)，除了偶合器徑向迷宮油封本身的密封作用外，偶合器本 體旋轉(zhuǎn)的離心力也進一步阻止了油液的泄漏，從而迷宮油封的密封效果更好；本發(fā)明利用轉(zhuǎn)殼上的噴嘴引出工作油，噴嘴是可拆卸的，其數(shù)量和孔徑根據(jù)偶合器 的型號和負(fù)載的不同而進行相應(yīng)的調(diào)整，對負(fù)載的適應(yīng)性更好，噴嘴出口方向沿 著與偶合器旋轉(zhuǎn)方向相反的切線方向，被噴嘴噴出的油液的動能得到充分利用，偶合器的效率更高；偶合器本體是懸掛在原動機和從動機軸上，箱體不再起支撐 作用，只起儲油作用，故箱體的尺寸和壁厚大大減小，從而使偶合器的結(jié)構(gòu)更緊 湊，節(jié)省材料更多。本發(fā)明包括軸承、進油口連接管、主動軸、出油口連接管、封油環(huán)、左右端 面密封、噴嘴、泵輪、泵輪法蘭、渦輪、轉(zhuǎn)殼、轉(zhuǎn)殼法蘭、從動軸、離心導(dǎo)流槽、 測速齒輪、轉(zhuǎn)速傳感器、箱體。泵輪通過軸承由主動軸支撐，主動軸與原動機輸 出軸法蘭連接，泵輪與轉(zhuǎn)殼法蘭連接，泵輪和渦輪的軸心在一條直線上，泵輪腔 和渦輪腔構(gòu)成偶合器的工作腔，渦輪通過軸承支撐在從動軸上，從動軸與工作機 輸入軸法蘭連接，進油口連接管與工作腔相通。在轉(zhuǎn)殼圓柱面上沿徑向開有若干 螺紋孔，用以安裝噴嘴，螺紋孔的數(shù)量是根據(jù)偶合器的型號來確定。封油環(huán)在偶 合器本體最外側(cè)，和左右密封端面螺栓連接，并固定在偶合器的箱體上。泵輪法 蘭和轉(zhuǎn)殼法蘭與左右密封端面之間的間隙采用徑向的迷宮油封，在離心力的作用 下可以減少工作油的漏泄。離心導(dǎo)流槽是封油環(huán)、左右密封端面與轉(zhuǎn)殼法蘭和泵 輪法蘭之間形成的環(huán)形空間，在離心導(dǎo)流槽頂部的偶合器封油環(huán)上，沿離心導(dǎo)流 槽的切線方向?qū)ΨQ開有兩個通道孔，出油口連接管與通道孔連接。測速齒輪安裝 在從動軸輸出端，轉(zhuǎn)速傳感器安裝在測速齒輪外側(cè)。由于泵輪、渦輪之間速度差的存在，工作油因摩擦而發(fā)熱、升溫。為了把工 作油溫控制在允許的范圍內(nèi)，噴嘴將一部分工作油從偶合器工作腔引出，并沿與 偶合器旋轉(zhuǎn)方向相反的切線方向噴入到離心導(dǎo)流槽內(nèi)，匯集在離心導(dǎo)流槽內(nèi)的高 溫油液經(jīng)通道孔引出偶合器本體，并由與通道口連接的出油口連接管引入冷卻 器，經(jīng)冷卻后的油液由進油口連接管再引入偶合器工作腔，從而形成封閉的循環(huán)。本發(fā)明偶合器的調(diào)速是通過電磁閥改變偶合器工作腔內(nèi)工作油的充滿度而 實現(xiàn)的。通過電磁閥向偶合器工作腔內(nèi)補油實現(xiàn)偶合器的加速，通過電磁閥向油 池泄油實現(xiàn)偶合器的減速。所以本發(fā)明偶合器容易通過一套電磁閥系統(tǒng)實現(xiàn)智能 化控制。本發(fā)明的有益效果-本發(fā)明采用離心導(dǎo)流原理，在離心力作用下，利用安裝在轉(zhuǎn)殼上的噴嘴引出 工作油加以冷卻，噴嘴的數(shù)量和孔徑可以根據(jù)偶合器的型號和負(fù)載的特性進行調(diào) 整，使偶合器對負(fù)載的適應(yīng)性更強；沿偶合器徑向布置的迷宮油封使密封處的泄 漏大大減少，從而減少了偶合器能量的損失，增強了偶合器轉(zhuǎn)速的可控性和工作 的穩(wěn)定性；偶合器采用外支撐方式，通過主從動軸懸掛在原動機和工作機的軸上， 偶合器箱體不再承受偶合器本體的重量，只起儲油作用，其壁厚和尺寸可以顯著 減小，偶合器整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，整體質(zhì)量尺寸顯著減小，軸向長度縮短了40% 一50%,高度降低20%—30%，也減少了偶合器內(nèi)總的充油量，節(jié)省了原材料， 其中鋁合金節(jié)省25%—30%，鋼鐵節(jié)省70%—80%。本發(fā)明特別適用于空間狹小的 場所，如艦船上使用則優(yōu)勢更大，同時也非常適合對風(fēng)機泵站等老設(shè)備的改造， 具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1是本發(fā)明液力偶合器本體結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是圖1中A處的結(jié)構(gòu)示意中l(wèi)是離心導(dǎo)流槽、2是泵輪、3是進油口連接管、4是主動軸、5是箱 體、6是出油口連接管、7是泵輪腔、8是渦輪腔、9是通道孔、IO是渦輪、11 是軸承、12是轉(zhuǎn)速傳感器、13是從動軸、14是測速齒輪、15是轉(zhuǎn)殼、16是迷 宮油封，17泵輪法蘭、18是左密封端面、19是封油環(huán)、20是右密封端面、21 是轉(zhuǎn)殼法蘭、22是噴嘴。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步描述。如圖1 、 2所示本發(fā)明包括離心導(dǎo)流槽l、泵輪2、進油口連接管3、主動軸4、箱體5、出油口連接管6、渦輪IO、軸承l(wèi)l、轉(zhuǎn)速傳感器12、從動軸 13、測速齒輪14、轉(zhuǎn)殼15、迷宮油封16、泵輪法蘭17、左密封端面18、封油環(huán)19、右密封端面20、轉(zhuǎn)殼法蘭21、噴嘴22。主動軸4與原動機輸出軸相連，從動軸13與工作機相連，整個偶合器本體 就懸掛在原動機和工作機軸上，泵輪法蘭17與轉(zhuǎn)殼法蘭21螺栓連接，泵輪法 蘭17與泵輪2制成一體，轉(zhuǎn)殼法蘭21與轉(zhuǎn)殼15制成一體，泵輪2和渦輪10 的軸心在一條直線上，泵輪腔7和渦輪腔8構(gòu)成偶合器的工作腔，進油口連接管 3與工作腔相通。在轉(zhuǎn)殼15圓柱面上沿徑向開有若干螺紋孔，噴嘴22安裝在螺 紋孔內(nèi)，螺紋孔的數(shù)量是根據(jù)偶合器的型號來確定，其個數(shù)大于36個，并沿圓 周方向均勻分布，噴嘴22的數(shù)量根據(jù)偶合器的型號和負(fù)載的特性進行選擇，其 個數(shù)在16 36個之間，噴嘴22的直徑為2 5mm，其出口方向沿著與偶合器旋 轉(zhuǎn)方向相反的切線方向，以充分利用所噴出工作油的動能。封油環(huán)19在偶合器 本體最外側(cè)，并固定在偶合器的箱體5上。泵輪法蘭17和轉(zhuǎn)殼法蘭21與左密封 端面18、右密封端面20之間的間隙采用沿徑向的迷宮油封，以減少工作油的漏 泄。離心導(dǎo)流槽1是封油環(huán)19、左密封端面18、右密封端面20與泵輪法蘭17 和轉(zhuǎn)殼法蘭21之間形成的環(huán)形空間，在離心導(dǎo)流槽1頂部的偶合器油封環(huán)19 上，沿離心導(dǎo)流槽1的切線方向?qū)ΨQ開有兩個通道孔9，以引出離心導(dǎo)流槽1里 的工作油，偶合器不同的轉(zhuǎn)向分別用不同的通道孔，通道孔9的直徑為40 75mra， 出油口連接管6與通道孔9連接。當(dāng)離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶合器運行時，主動軸4帶動泵輪2旋轉(zhuǎn)，工作腔 內(nèi)的工作油受離心力的作用，經(jīng)噴嘴22噴入環(huán)形的離心導(dǎo)流槽1內(nèi)，離心導(dǎo)流 槽l內(nèi)的工作油經(jīng)通道孔9由出油口連接管6流出，經(jīng)冷卻器冷卻后，再由進油 口連接管3返回偶合器工作腔內(nèi)，形成閉式循環(huán)。
權(quán)利要求
1、一種離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶合器本體結(jié)構(gòu)，包括離心導(dǎo)流槽(1)、泵輪(2)、進油口連接管(3)、主動軸(4)、箱體(5)、出油口連接管(6)、渦輪(10)、軸承(11)、轉(zhuǎn)速傳感器(12)、從動軸(13)、測速齒輪(14)、轉(zhuǎn)殼(15)、迷宮油封(16)、泵輪法蘭(17)、左密封端面(18)、封油環(huán)(19)、右密封端面(20)、轉(zhuǎn)殼法蘭(21)、噴嘴(22)，其特征在于主動軸(4)與原動機輸出軸相連，從動軸(12)與工作機相連，泵輪法蘭(17)與轉(zhuǎn)殼法蘭(21)螺栓連接，泵輪法蘭(17)與泵輪(2)制成一體，轉(zhuǎn)殼法蘭(21)與轉(zhuǎn)殼(15)制成一體，泵輪(2)和渦輪(10)的軸心在一條直線上，進油口連接管(3)與工作腔相通；在轉(zhuǎn)殼(15)圓柱面上沿徑向開有螺紋孔，噴嘴安裝在螺紋孔內(nèi)，封油環(huán)(19)安裝在偶合器本體最外側(cè)，并固定在偶合器的箱體(5)上；泵輪法蘭(17)和轉(zhuǎn)殼法蘭(21)與左密封端面(18)、右密封端面(20)之間的間隙采用沿徑向迷宮油封；封油環(huán)(19)、左密封端面(18)、右密封端面(20)與泵輪法蘭(17)和轉(zhuǎn)殼法蘭(21)之間構(gòu)成離心導(dǎo)流槽(1)，在離心導(dǎo)流槽(1)頂部的偶合器油封環(huán)(19)上，沿離心導(dǎo)流槽(1)的切線方向?qū)ΨQ開有兩個通道孔(9)，出油口連接管(6)與通道孔(9)連接；測速齒輪(14)安裝在從動軸(13)輸出端，轉(zhuǎn)速傳感器(12)安裝在測速齒輪(14)外側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶合器本體結(jié)構(gòu)，其特征 是所述的螺紋孔的數(shù)量是根據(jù)偶合器的型號來確定，其個數(shù)大于36個，并沿圓 周方向均勻分布；噴嘴(22)的數(shù)量根據(jù)偶合器的型號和負(fù)載的特性進行選擇，其 數(shù)量在16 36個之間，噴嘴(22)的直徑為2 5mm;噴嘴(22)出口方向沿著與 偶合器旋轉(zhuǎn)方向相反的切線方向。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶合器本體結(jié)構(gòu)，其特征是 所述的通道孔(9)的直徑為40 75mm。
全文摘要
離心導(dǎo)流智能調(diào)速液力偶合器本體結(jié)構(gòu)，屬節(jié)能、液力傳動技術(shù)領(lǐng)域。包括泵輪、泵輪法蘭、渦輪、主動軸、從動軸、箱體、進出油口連接管、轉(zhuǎn)速傳感器、測速齒輪、轉(zhuǎn)殼、轉(zhuǎn)殼法蘭、噴嘴、左右密封端面、封油環(huán)，本發(fā)明采用離心導(dǎo)流原理，在離心力作用下，利用安裝在轉(zhuǎn)殼上的噴嘴引出工作油冷卻，根據(jù)偶合器型號和負(fù)載特性決定噴嘴的數(shù)量和孔徑，偶合器對負(fù)載的適應(yīng)性更強；徑向布置的迷宮油封使密封處的泄漏大大減少，減少偶合器能量損失，增強偶合器轉(zhuǎn)速可控性和工作穩(wěn)定性；偶合器采用外支撐方式，箱體不再承受偶合器本體的重量，只起儲油作用，其壁厚和尺寸顯著減小，偶合器整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，節(jié)省了原材料，具有顯著經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號F16H41/02GK101216098SQ200710173259
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者劉德均, 楊桂康, 鄧真全, 陳紅輝, 馬建民, 黃劉琦 申請人:上海交通大學(xué)