本發(fā)明涉及傳動領(lǐng)域，尤其應(yīng)用于水泵的傳動系統(tǒng)，特別涉及一種采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，電力工業(yè)雖然有了長足進(jìn)步，但能源的浪費(fèi)卻是相當(dāng)驚人的。一般的潛水軸流泵為大型泵，其體積大、重量大，而且其功率因數(shù)低，效率低。目前應(yīng)用的軸流泵機(jī)組的泵都是直接與電動機(jī)相連，水泵與電動機(jī)轉(zhuǎn)速相同。而在實(shí)際應(yīng)用中，由于許多泵的拖動電機(jī)處于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而生產(chǎn)中的水流量要求處于變工況運(yùn)行；還有許多企業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，容量選擇得較大，系統(tǒng)匹配不合理，往往會造成大量的能源浪費(fèi)。因此，搞好泵的節(jié)能工作，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。
泵一般由電動機(jī)直接或間接驅(qū)動。因此，常規(guī)的泵轉(zhuǎn)速和體積流量取決于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。從泵的選型來看，水泵需要在較低轉(zhuǎn)速下才能運(yùn)行在高效區(qū)，若采用電動機(jī)直接傳動，水泵與電動機(jī)轉(zhuǎn)速相同，水泵就會因轉(zhuǎn)速過高而不能在高效區(qū)運(yùn)行。
目前，變頻調(diào)速在泵的節(jié)能方面應(yīng)用廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用中往往由于對影響其節(jié)能效果的因素考慮不周，導(dǎo)致選擇與使用存在著較大的盲目性，影響其節(jié)能效益的發(fā)揮。變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)集現(xiàn)代先進(jìn)電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高效節(jié)能技術(shù)?，F(xiàn)有的調(diào)速器或者減速器都有一個(gè)共通的缺點(diǎn)，即結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件繁多，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集中生產(chǎn)，多數(shù)調(diào)速器制造商屬于勞動密集型企業(yè)，這樣就會導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，材料損耗嚴(yán)重，資源不能得到充分利用。在供水系統(tǒng)中，變頻調(diào)速一般采用變頻恒壓變流量供水和變頻變壓變流量供水。其中，變頻恒壓變流量供水應(yīng)用得更廣泛，而變頻變壓變流量供水技術(shù)上更為合理，但是其實(shí)施難度大。
專利號為200710097638.1號的中國發(fā)明專利中公開了一種行星調(diào)速器，其提供的行星調(diào)速器應(yīng)用范圍廣泛，可供大功率設(shè)備使用，如電機(jī)、減速器、變速器實(shí)驗(yàn)，其體積小、承載能力大、結(jié)構(gòu)剛性好、傳動平穩(wěn)，但是相對于本發(fā)明其結(jié)構(gòu)零件繁多，設(shè)備組裝、制造較困難，隨之成本也相對變高。
專利號為201120306775.3號的中國實(shí)用新型專利中公開了一種行星齒輪的調(diào)速機(jī)構(gòu)，其通過水力制動器對行星齒輪減速機(jī)的內(nèi)齒圈進(jìn)行制動，通過調(diào)整制動器水壓大小，來改變內(nèi)齒圈的制動力大小以達(dá)到調(diào)速的目的，能有效地保護(hù)零部件安全，但是其運(yùn)轉(zhuǎn)還需要外接一變頻水泵來調(diào)節(jié)水壓大小，雖然達(dá)到了調(diào)速的目的，但是會造成能源浪費(fèi)。
專利號為201220376790.X號的中國實(shí)用新型專利中公開了一種可手動調(diào)速的行星齒輪減速機(jī)，可以通過手動旋轉(zhuǎn)調(diào)速外殼來調(diào)整減速機(jī)的速度，以此來獲得兩種不同的輸出扭矩，其單機(jī)減速比可以轉(zhuǎn)換，但它僅有兩個(gè)檔位轉(zhuǎn)換，使用時(shí)有一定的局限性。
專利號為201120065435.6號的中國實(shí)用新型專利中公開了一種抽油機(jī)電動液力減速器，其特征是輸入軸通過液力耦合器與電機(jī)連接，輸入軸經(jīng)過齒輪傳動傳遞到輸出軸，通過輸入軸齒輪、內(nèi)外齒圈和行星齒輪使輸出具有兩條路徑，實(shí)現(xiàn)減速器傳動能耗低、效率高、節(jié)電效果明顯，但是其液力耦合器輸入軸直接與電機(jī)相連，電機(jī)直接將扭矩傳遞到液力耦合器，其扭矩較大，不利于液力耦合器壽命，并且一旦液力耦合器出現(xiàn)問題時(shí)，其減速機(jī)就不能工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置，可靠的機(jī)械裝置，該調(diào)速機(jī)構(gòu)承載能力大、傳動平穩(wěn)、傳動效率高，為解決軸流泵調(diào)速節(jié)能創(chuàng)造了有利條件，可以較大范圍地調(diào)節(jié)軸流泵轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)軸流泵無極調(diào)速，有效地減少能量損失，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約電能和經(jīng)濟(jì)效益的提高。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
一種采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置，包括液力耦合器、輸入軸、行星輪系和外嚙合輪系；所述行星輪系包括齒圈，所述齒圈內(nèi)側(cè)為內(nèi)齒輪，外側(cè)外齒輪；所述輸入軸與所述行星輪系中的太陽輪連接；所述輸入軸上設(shè)有外嚙合輪系；所述液力耦合器兩端連接液力耦合器輸入軸和液力耦合器輸出軸；所述液力耦合器輸入軸與所述外嚙合輪系的輸出端連接；所述液力耦合器輸出軸與液力耦合器輸出齒輪連接；所述液力耦合器輸出齒輪與所述齒圈外嚙合。
進(jìn)一步，所述外嚙合輪系的為一級減速，包括輸入齒輪和輸出齒輪；所述輸入齒輪與輸出齒輪外嚙合。
進(jìn)一步，所述輸入齒輪的齒數(shù)Z2與所述輸出齒輪的齒數(shù)Z3的比值為1.2～2。
進(jìn)一步，所述輸出齒輪齒數(shù)Z3與所述液力耦合器輸出齒輪齒數(shù)Z7的比值為1.5～2.5。
進(jìn)一步，所述行星輪系為單排行星輪機(jī)構(gòu)。
進(jìn)一步，所述單排行星輪機(jī)構(gòu)減速比為1.5～2。
本發(fā)明的有益效果：
1.本發(fā)明所述的采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置，可以在電動機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，改變輸出轉(zhuǎn)速，其特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)無級變速，滿足低負(fù)荷工況要求，可以空載啟動，離合方便，對動力過載起保護(hù)作用。
2.本發(fā)明所述的采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置，可以在輸入端轉(zhuǎn)速不變的條件下，通過在運(yùn)行中調(diào)節(jié)工作腔的充液量而改變輸出力矩和輸出轉(zhuǎn)速。
3.本發(fā)明所述的采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置，液力耦合器間接地安裝在輸入軸與行星齒輪組之間，其所受扭矩較小，有利于液力耦合器的持續(xù)使用，以及維修更換。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述的采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置的原理圖。
圖中：
1-輸入軸；2-輸入齒輪；3-輸出齒輪；4-液力耦合器輸入軸；5-液力耦合器；6-液力耦合器輸出軸；7-液力耦合器輸出齒輪；8-齒圈；9-行星輪；10-太陽輪；11-輸出軸。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
如圖1所示，一種采用液力耦合器的行星調(diào)速裝置，包括液力耦合器5、輸入軸1、行星輪系和外嚙合輪系；所述行星輪系包括齒圈8，所述齒圈8內(nèi)側(cè)為內(nèi)齒輪，外側(cè)外齒輪；所述輸入軸1為所述行星輪系中的太陽輪10連接；所述輸入軸1上設(shè)有外嚙合輪系；所述外嚙合輪系優(yōu)選為一級減速，包括輸入齒輪2和輸出齒輪3；所述輸入齒輪2的齒數(shù)Z2與所述輸出齒輪3的齒數(shù)Z3的比值為1.2～2；所述輸入齒輪2與輸出齒輪3外嚙合。所述液力耦合器5兩端連接液力耦合器輸入軸4和液力耦合器輸出軸6；所述液力耦合器輸入軸4與所述外嚙合輪系的輸出端連接；所述液力耦合器輸出軸6與液力耦合器輸出齒輪7連接；所述液力耦合器輸出齒輪7與所述齒圈8外嚙合。
所述行星輪系一般單排行星輪機(jī)構(gòu)，所述行星輪系包括太陽輪10、行星輪9和齒圈8；所述輸入軸1與太陽輪10連接；所述太陽輪10與行星輪9外嚙合；所述行星輪9與齒圈8內(nèi)嚙合；行星輪9通過第一行星架與輸出軸11連接；齒圈8通過第二行星架間隙配合在所述輸入軸1上。所述單排行星輪機(jī)構(gòu)減速比為1.5～2。
本發(fā)明工作過程如下：輸入軸1旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動行星輪系太陽輪10轉(zhuǎn)動，行星輪9在太陽輪10的帶動下低速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與太陽輪10相反，行星輪9通過第一行星架使輸出軸11低速旋轉(zhuǎn)，齒圈8在行星輪的作用下按照相同方向旋轉(zhuǎn)，從而帶動液力耦合器輸出齒輪7反向轉(zhuǎn)動；輸入軸1旋轉(zhuǎn)同時(shí)也帶動輸入齒輪2和輸出齒輪3轉(zhuǎn)動，從而帶動液力耦合器輸入軸4旋轉(zhuǎn)；液力耦合器5不工作時(shí)，液力耦合器輸入軸4和液力耦合器輸出軸5是斷開的，即液力耦合器輸出齒輪7起到減速作用。當(dāng)液力耦合器5工作時(shí)，輸出齒輪3帶動液力耦合器輸出齒輪7轉(zhuǎn)動，液力耦合器輸出齒輪7影響齒圈的轉(zhuǎn)速，從而影響行星輪的轉(zhuǎn)速，通過在運(yùn)行中調(diào)節(jié)液力耦合器5工作腔的充液量而改變輸出力矩和輸出轉(zhuǎn)速，從調(diào)速范圍內(nèi)控制行星輪9轉(zhuǎn)速，最終經(jīng)由行星輪支架傳遞到輸出軸11。根據(jù)實(shí)際工作的需要，在調(diào)速范圍內(nèi)控制液力耦合器5，實(shí)現(xiàn)輸出端的增速減速。即可以在電動機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，改變輸出端的轉(zhuǎn)速，其特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)無級變速，滿足低負(fù)荷工況要求，可以空載啟動，離合方便，對動力過載起保護(hù)作用。
所述輸出齒輪3齒數(shù)Z3與所述液力耦合器輸出齒輪7齒數(shù)Z7的比值為1.5～2.5。
所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。