液力調(diào)速裝置制造方法
【專利摘要】一種液力調(diào)速裝置，它主要由二級行星齒輪傳動機構(gòu)、導葉可調(diào)式液力變矩器、導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)三部分組成，變動的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸入連接輸入軸，輸入軸與第一級行星架連接，該第一級行星架通過相連的第一級行星輪以及輸出軸上的第一級太陽輪與輸出軸連接；所述的輸出軸與變矩器輸出軸通過內(nèi)外齒輪連接，變矩器輸出軸與泵輪連接，泵輪相鄰配置有通過六角螺栓剛性連接并實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動的一級渦輪和二級渦輪、以及配置有通過控制系統(tǒng)改變兩渦輪的輸出速度的可調(diào)節(jié)葉片角度的可調(diào)導輪；所述的一級渦輪和二級渦輪通過相連的渦輪轂與套置于輸出軸上的第二級太陽輪連接，該第二級太陽輪通過置于第二級行星軸上的第二級行星輪嚙合，該第二行星輪嚙合有第二級內(nèi)齒輪圈，所述第二級內(nèi)齒輪圈與第一級內(nèi)齒圈相連接；第一級內(nèi)齒圈與套置在第一級行星軸上的第一級行星輪嚙合，該第一級行星輪與固連在輸出軸上的第一級太陽輪嚙合，實了功率循環(huán)和分流。
【專利說明】液力調(diào)速裝直【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種液力調(diào)速裝置，特別是涉及一種二級行星齒輪的傳動機構(gòu)、導葉可調(diào)式液力變矩器、導葉調(diào)節(jié)控制機構(gòu)組成的液力調(diào)速裝置，主要應用于船舶、風電等場合時，能使工作機以某一恒定速度運行。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來國外液力傳動技術(shù)在許多方面有了突破性的進展，包括在風機和泵類上的應用，它在傳遞電動機的額定轉(zhuǎn)速上，提高了功率，具有節(jié)能效果和安全可靠性等優(yōu)點。
[0003]在重載、大功率(兆瓦級)設備的調(diào)速驅(qū)動方面，液力元件更表現(xiàn)出其優(yōu)越的傳動性能，應用的范圍正由傳統(tǒng)的電力行業(yè)中鍋爐給水泵、鍋爐送引風機、渣漿泵、燃氣輪機啟動裝置，擴展到鋼鐵行業(yè)中煉鋼轉(zhuǎn)爐除塵風機、煤煙輸運風機、海洋鉆探、風力發(fā)電等各個領域。導葉可調(diào)液力傳動機構(gòu)同時可以應用于其它工程機械上，比如應用于挖泥船，在挖泥抓斗的提升、穩(wěn)速下降和動力零的工作周期內(nèi)，利用變矩器功能可調(diào)的特性，自動調(diào)整牽引力以便適應工作要求。因此在動力需要不斷變化的場合都可以考慮應用導葉可調(diào)式液力變矩器，其使用性能已達到工程的需要。
[0004]特別是在大型風力發(fā)電設備上的應用，更突出顯示的液力傳動的優(yōu)越性；利用風電機組并網(wǎng)發(fā)電，將變動的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩通過傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成頻率穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速傳遞到發(fā)電機上，依靠的正是功率分流機構(gòu)和導葉可調(diào)液力變矩器相配合的液力調(diào)速傳動系統(tǒng)，以保證風電機組高效、穩(wěn)定、可靠的并網(wǎng)發(fā)電。它是一種新型的變速恒頻技術(shù)，不僅符合風電機組的技術(shù)發(fā)展趨勢，并且可調(diào)式液力變矩器的能容大、功率/質(zhì)量比大、無極變速、隔離衰減扭振、較寬的工作轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍等特點，可以使風電機組穩(wěn)定并網(wǎng)發(fā)電能力增強，風電機組傳動系體積和成本下降，系統(tǒng)承受的沖擊和動態(tài)負載減少，設備穩(wěn)定運行時間和壽命增加，必將有力促進風力發(fā)電技術(shù)的進步，也將使液力傳動有了更加寬廣的使用范圍，促進了液力傳動的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種調(diào)速范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單、控制簡便且適用范圍廣泛的液力調(diào)速裝置。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:所述的一種液力調(diào)速裝置，它主要由二級行星齒輪傳動機構(gòu)、導葉可調(diào)式液力變矩器、導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)三部分組成，變動的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸入連接輸入軸，輸入軸與第一級行星架連接，并由該第一級行星架通過相連的第一級行星輪以及輸出軸上的第一級太陽輪與輸出軸連接；
[0007]所述的輸出軸與變矩器輸出軸通過內(nèi)外齒輪連接，變矩器輸出軸與泵輪連接，泵輪相鄰配置有通過六角螺栓剛性連接并實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動的一級渦輪和二級渦輪、以及配置有通過控制系統(tǒng)改變兩渦輪的輸出速度的可調(diào)節(jié)葉片角度的可調(diào)導輪；所述的一級渦輪和二級渦輪通過相連的渦輪轂與套置于輸出軸上的第二級太陽輪連接，該第二級太陽輪通過置于第二級行星軸上的第二級行星輪嚙合，該第二行星輪嚙合有第二級內(nèi)齒輪圈，所述第二級內(nèi)齒輪圈與第一級內(nèi)齒圈相連接；第一級內(nèi)齒圈與套置在第一級行星軸上的第一級行星輪嚙合，該第一級行星輪與固連在輸出軸上的第一級太陽輪嚙合，實了功率循環(huán)和分流。
[0008]所述的控制系統(tǒng)主要由步進電機、驅(qū)動器以及控制器組成，與控制器相連有二對齒輪減速副，并與同步調(diào)節(jié)齒輪嚙合，所述同步調(diào)節(jié)齒輪與同步調(diào)節(jié)盤相連，同步調(diào)節(jié)盤上固定有可實現(xiàn)圓周轉(zhuǎn)動的圓柱銷；圓柱銷通過轉(zhuǎn)動撥叉上槽的作用，使其以導輪葉片軸為中心轉(zhuǎn)動，從而改變可調(diào)導輪導葉角度。
[0009]所述導葉可調(diào)式液力變矩器包括泵輪、一級渦輪、二級渦輪、可調(diào)導輪；其中所述泵輪的葉片為空間扭曲葉片；所述可調(diào)導輪和兩渦輪的葉片為柱狀葉片，它結(jié)構(gòu)簡單，便于生產(chǎn)加工和安裝定位；所述第二級內(nèi)齒輪圈與第一級內(nèi)齒圈通過緊固件、連接環(huán)、連接筒連接。
[0010]所述的驅(qū)動器和步進電機構(gòu)成了電機執(zhí)行機構(gòu)，通過控制器將輸入轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)速，恒定的目標轉(zhuǎn)速以及變矩器的動態(tài)特性相結(jié)合，得到反饋指令，控制調(diào)節(jié)機構(gòu)轉(zhuǎn)動方向及位置；所述電動執(zhí)行機構(gòu)用以設定調(diào)整精度和相應速度。同步調(diào)節(jié)齒輪由步進電機帶動二對齒輪副帶動減速，然后通過螺釘聯(lián)接帶動同步調(diào)節(jié)盤帶動各個轉(zhuǎn)動撥叉運動；撥叉一端即隨著同步調(diào)節(jié)盤上的凸臺做旋轉(zhuǎn)運動，又相對于同步調(diào)節(jié)盤上的凸臺沿著自身結(jié)構(gòu)的槽做線性運動；撥叉的另一端通過六角頭螺栓與可調(diào)導葉固連的連接桿聯(lián)接，隨著同步調(diào)節(jié)盤的轉(zhuǎn)動，撥叉帶動可調(diào)導葉發(fā)生轉(zhuǎn)動。
[0011]本實用新型具有如下的有益技術(shù)效果:
[0012]I)本實用新型的液力調(diào)速裝置可根據(jù)應用場合的動力輸入速度特性自動選擇調(diào)速范圍。當輸入轉(zhuǎn)速升高時，通過調(diào)大變矩器導葉開度，使得變矩器吸收更多的功率，從而使得輸出恒速；當輸入轉(zhuǎn)速降低時，通過調(diào)小變矩器導葉開度，使得變矩器吸收較少的功率，從而使得輸出恒速；調(diào)節(jié)范圍寬；
[0013]2)本實用新型的液力調(diào)速裝置所采用的液力變矩器為五個工作輪，其中泵輪為前傾式空間扭曲葉片，轉(zhuǎn)矩較大，功率分流作用顯著；渦輪和導輪為柱狀葉片，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；
[0014]3)本實用新型的液力調(diào)速裝置的可調(diào)導輪的調(diào)節(jié)機構(gòu)由步進電機帶動減速齒輪畐0，通過齒輪副將運動傳到同步調(diào)節(jié)盤上，進而使得所有導葉同步按照控制指令運動。控制更加簡單，響應速度更快。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型所述的二級行星齒輪傳動機構(gòu)裝配示意圖。
[0016]圖2是本實用新型所述的導葉可調(diào)式液力變矩器裝配示意圖。
[0017]圖3是本實用新型所述的導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)裝配示意圖一。
[0018]圖4是本實用新型所述的導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)裝配示意圖一。
[0019]圖1中所示的標號有:1.深溝球軸承，2.唇形密封圈，3.輸入軸，4.第一級太陽輪，5.前擋圈，6.六角頭螺栓，7.彈簧墊圈，8.第一級行星輪軸，9.圓錐滾子軸承，10.擋圈，11.第一級行星架，12.第一級行星輪,13.第一級內(nèi)齒圈，14.外殼,15.平墊圈，16.六角螺塞，17.緊固件，18.連接環(huán)，19.連接筒，20.位置限定塊，21.擋板，22.第二級行星輪架，23.第二級內(nèi)齒圈，24.端蓋，25.第二級行星輪，26.固定塊，27.內(nèi)六角螺釘，28.第二級行星輪軸，29.套筒，30.第二級太陽輪，31.輸出軸；
[0020]圖2中所示的標號有:32.箱體，33.六角頭螺栓，34.彈簧墊圈，35.—級渦輪，36.半沉頭鉚釘，37.封油襯套，38.密封環(huán)，39.球軸承，40.渦輪轂，41.軸用擋圈，42.滾針軸承，43.隔套，44.泵輪，45.六角頭螺栓，46.二級渦輪，47.固定導輪，48.變矩器可調(diào)導輪外環(huán)，49.可調(diào)導輪，50.定位套，51.密封襯套，52.0形圈，53.輸出端蓋，54.壓板，55.變矩器輸出軸，56.輸出法蘭,57.箱蓋,58.外環(huán)罩；
[0021]圖3、4中所示的標號有:59.轉(zhuǎn)動撥叉，60.六角頭螺栓，61.彈簧墊圈，62.螺母，63.步進電機+驅(qū)動器+控制器，64.電機座，65.平鍵，66.電機齒輪，67.緊定螺釘，68.傳動齒輪一，69.傳動齒輪二，70.球軸承，71.傳動軸72.承磨墊，73.襯套，74.隔套，75.0形圈，76.鋼球，77.平墊，78.開口銷，79.圓柱銷，80.同步調(diào)節(jié)盤，81.定位套，82.同步調(diào)節(jié)齒輪。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明:圖1所示，本實用新型所述的一種液力調(diào)速裝置，它主要由二級行星齒輪傳動機構(gòu)、導葉可調(diào)式液力變矩器、導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)三部分組成，變動的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸入連接輸入軸3，輸入軸3與第一級行星架11連接，并由該第一級行星架11通過相連的第一級行星輪12以及輸出軸上的第一級太陽輪4與輸出軸31連接；
[0023]結(jié)合圖2所示，所述的輸出軸31與變矩器輸出軸55通過內(nèi)外齒輪連接，變矩器輸出軸55與泵輪44連接，泵輪44相鄰配置有通過六角螺栓45剛性連接并實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動的一級渦輪35和二級渦輪46、以及配置有通過控制系統(tǒng)改變兩渦輪的輸出速度的可調(diào)節(jié)葉片角度的可調(diào)導輪49 ;所述的一級渦輪35和二級渦輪46通過相連的渦輪轂40與套置于輸出軸31上的第二級太陽輪30連接，該第二級太陽輪30通過置于第二級行星軸28上的第二級行星輪嚙合，該第二行星輪25嚙合有第二級內(nèi)齒輪圈23，所述第二級內(nèi)齒輪圈23與第一級內(nèi)齒圈13通過緊固件17、連接環(huán)18、連接筒19連接；第一級內(nèi)齒圈13與套置在第一級行星軸上的第一級行星輪12嚙合，該第一級行星輪12與固連在輸出軸31上的第一級太陽輪4嚙合，實了功率循環(huán)和分流。
[0024]結(jié)合圖3、4所示，所述的控制系統(tǒng)主要由步進電機、驅(qū)動器以及控制器63組成，與控制器相連有二對齒輪減速副，并與同步調(diào)節(jié)齒輪82嚙合，所述同步調(diào)節(jié)齒輪82與同步調(diào)節(jié)盤80相連，同步調(diào)節(jié)盤上固定有可實現(xiàn)圓周轉(zhuǎn)動的圓柱銷79 ;圓柱銷79通過轉(zhuǎn)動撥叉59上槽的作用，使其以導輪葉片軸為中心轉(zhuǎn)動，從而改變可調(diào)導輪49導葉角度。
[0025]所述導葉可調(diào)式液力變矩器包括泵輪、一級渦輪、二級渦輪、可調(diào)導輪；其中所述泵輪的葉片為空間扭曲葉片；所述可調(diào)導輪和兩渦輪的葉片為柱狀葉片。
[0026]實施例:
[0027]功率分流，如圖所示，本實用新型所述的液力調(diào)速裝置主要由二級行星齒輪傳動機構(gòu)、導葉可調(diào)式液力變矩器、導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)三部分組成。
[0028]如圖1所示，變動的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩通過輸入軸3輸入。輸入軸3通過第一級行星架11帶動第一級行星輪12旋轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)輸出軸31上的太陽輪轉(zhuǎn)動帶動輸出軸31轉(zhuǎn)動。[0029]如圖1、2所示，圖1中的輸出軸31與圖2中的變矩器輸出軸55通過內(nèi)外齒輪連接實現(xiàn)同步傳動。變矩器輸出軸55與變矩器泵輪44連接，帶動泵輪的轉(zhuǎn)動。通過液力變矩器內(nèi)部工作，泵輪44將能量傳至一級渦輪35和二級渦輪46，其中兩渦輪通過六角螺栓45剛性連接實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。通過調(diào)節(jié)可調(diào)導輪49葉片角度，改變兩渦輪的輸出速度。一級渦輪35和二級渦輪46通過渦輪轂40帶動第二級太陽輪30轉(zhuǎn)動。第二級行星輪25由于第二級行星輪軸28對其自由度的限制，只能繞軸旋轉(zhuǎn)，從而將第二級太陽輪30的轉(zhuǎn)動傳遞到第二級內(nèi)齒圈23上，實現(xiàn)其轉(zhuǎn)動。第二級內(nèi)齒輪圈23與第一級內(nèi)齒圈13通過緊固件17、連接環(huán)18、連接筒19連接，使功率從第二級內(nèi)齒圈23傳遞到第一級內(nèi)齒圈13上。最后，因為第一級行星輪系內(nèi)的第一級內(nèi)齒圈13與第一級行星輪12作用，再將功率傳遞至輸出軸31，從而實現(xiàn)了功率循環(huán)以及分流:將輸入軸31上的功率分流到二級行星齒輪傳動機構(gòu)和導葉可調(diào)式液力變矩器上，達到部分功率內(nèi)循環(huán)，實現(xiàn)功率分流。
[0030]液力調(diào)速，導葉可調(diào)式液力變矩器的液力調(diào)速，主要是通過步進電機+驅(qū)動器+控制器63來調(diào)節(jié)可調(diào)導輪49導葉角度，改變一級渦輪35與二級渦輪46輸出轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)液力調(diào)速；
[0031]如圖3、4所示，可調(diào)導輪49由于限制只有轉(zhuǎn)動一個自由度，通過螺栓螺母與轉(zhuǎn)動撥叉59固定連接。當步進電機+驅(qū)動器+控制器63發(fā)出信號轉(zhuǎn)動，通過二對齒輪副減速并將傳動傳至同步調(diào)節(jié)齒輪82，帶動同步調(diào)節(jié)盤80轉(zhuǎn)動時，固定在盤上的圓柱銷79實現(xiàn)圓周轉(zhuǎn)動；當圓柱銷79圓周轉(zhuǎn)動時，由于轉(zhuǎn)動撥叉59上槽的作用，使其以導輪葉片軸為中心轉(zhuǎn)動，從而改變可調(diào)導輪49導葉角度,從而控制兩渦輪的輸出轉(zhuǎn)速。該液力調(diào)速裝置輸出轉(zhuǎn)速是二級行星齒輪傳動機構(gòu)和導葉可調(diào)式液力變矩器共同作用的結(jié)果，通過上述裝置，在不同輸入轉(zhuǎn)速下，適當改變可調(diào)導輪49導葉角度，改變兩渦輪的輸出轉(zhuǎn)速，最終實現(xiàn)將變動的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩通過該傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成頻率穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種液力調(diào)速裝置，它主要由二級行星齒輪傳動機構(gòu)、導葉可調(diào)式液力變矩器、導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)三部分組成，其特征在于:變動的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸入連接輸入軸(3)，輸入軸(3)與第一級行星架(11)連接，并由該第一級行星架(11)通過相連的第一級行星輪(12)以及輸出軸上的第一級太陽輪(4)與輸出軸(31)連接； 所述的輸出軸(31)與變矩器輸出軸(55)通過內(nèi)外齒輪連接，變矩器輸出軸(55)與泵輪(44)連接，泵輪(44)相鄰配置有通過六角螺栓(45)剛性連接并實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動的一級渦輪(35)和二級渦輪(46)、以及配置有通過控制系統(tǒng)改變兩渦輪的輸出速度的可調(diào)節(jié)葉片角度的可調(diào)導輪(49);所述的一級渦輪(35)和二級渦輪(46)通過相連的渦輪轂(40)與套置于輸出軸(31)上的第二級太陽輪(30)連接，該第二級太陽輪(30)通過置于第二級行星軸(28)上的第二級行星輪嚙合，該第二行星輪(25)嚙合有第二級內(nèi)齒輪圈(23)，所述第二級內(nèi)齒輪圈(23)與第一級內(nèi)齒圈(13)相連接；第一級內(nèi)齒圈(13)與套置在第一級行星軸上的第一級行星輪(12)嚙合，該第一級行星輪(12)與固連在輸出軸(31)上的第一級太陽輪(4)嚙合，實了功率循環(huán)和分流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力調(diào)速裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)主要由步進電機、驅(qū)動器以及控制器(63)組成，與控制器相連有二對齒輪減速副，并與同步調(diào)節(jié)齒輪(82)嚙合，所述同步調(diào)節(jié)齒輪(82)與同步調(diào)節(jié)盤(80)相連，同步調(diào)節(jié)盤上固定有可實現(xiàn)圓周轉(zhuǎn)動的圓柱銷(79);圓柱銷(79)通過轉(zhuǎn)動撥叉(59)上槽的作用，使其以導輪葉片軸為中心轉(zhuǎn)動，從而改變可調(diào)導輪(49)導葉角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力調(diào)速裝置，其特征在于所述導葉可調(diào)式液力變矩器包括泵輪、一級渦輪、二級渦輪、可調(diào)導輪；其中所述泵輪的葉片為空間扭曲葉片；所述可調(diào)導輪和兩渦輪的葉片為柱狀葉片；所述第二級內(nèi)齒輪圈(23)與第一級內(nèi)齒圈(13)通過緊固件(17)、連接環(huán)(18)、連接筒(19)連接。
【文檔編號】F16H47/08GK203570971SQ201320651558
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】才委, 張增祥, 馬文星, 付紅超, 王青松, 劉浩, 錢軍, 戴虎 申請人:杭州前進齒輪箱集團股份有限公司