專(zhuān)利名稱(chēng)：具有遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)的液力偶合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種具有遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)，并將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液力偶合器及伺服電機(jī)連為一體的小型調(diào)速液力偶合器，屬于液力傳動(dòng)元件范疇。
調(diào)速液力偶合器是一種節(jié)能產(chǎn)品，將它安裝在電機(jī)與風(fēng)機(jī)(或水泵)之間，只要無(wú)級(jí)地改變調(diào)速液力偶合器勺管的位置，就可無(wú)級(jí)地改變風(fēng)機(jī)(或水泵)的風(fēng)量(或水量)。由于風(fēng)機(jī)(或水泵)的軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，所以采用變速的調(diào)節(jié)方法來(lái)取代目前廣泛使用的閘板(或閥門(mén))節(jié)流的方法，就可以節(jié)約大量電能?，F(xiàn)有的小型調(diào)速液力偶合器在結(jié)構(gòu)上存在一些問(wèn)題，給推廣應(yīng)用帶來(lái)困難。
現(xiàn)有的小型調(diào)速液力偶合器結(jié)構(gòu)如圖4所示，它屬于無(wú)支承結(jié)構(gòu)形式，整機(jī)重量由驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸和工作機(jī)的輸入軸或附加軸承座承受。偶合器的旋轉(zhuǎn)外殼體［31］作為儲(chǔ)油筒體，工作液體經(jīng)伸縮勺管［36］空套在渦輪軸［32］上的導(dǎo)流座［33］和進(jìn)油腔體［35］進(jìn)入工作腔。依靠手動(dòng)操縱手柄［34］調(diào)節(jié)勺管于不同位置形成不同的進(jìn)油量來(lái)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。這種結(jié)構(gòu)的偶合器有以下缺點(diǎn)(1)由于導(dǎo)流座［33］、渦輪軸［32］和旋轉(zhuǎn)外殼［31］之間沒(méi)有定位基準(zhǔn)，同心度和軸向位置均不能保證；(2)工作腔的充液線路長(zhǎng)，導(dǎo)流座和進(jìn)油腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，徑向間隙和軸向間隙大，因而工作液的內(nèi)漏量大；(3)渦輪軸輸出端不能承受徑向負(fù)荷，與工作機(jī)相聯(lián)接時(shí)一般需要附加軸承座；(4)應(yīng)用時(shí)電機(jī)－－－－液力偶合器－－－－附加軸承座(或工作機(jī))三者分別安裝在基礎(chǔ)上，需要基礎(chǔ)大，軸向尺寸長(zhǎng)，安裝調(diào)整困難；(5)由于偶合器的外殼體為旋轉(zhuǎn)件，用手動(dòng)操縱啟動(dòng)和調(diào)速時(shí)，操縱手柄離旋轉(zhuǎn)外殼很近，安全性差，同時(shí)也不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制。
本實(shí)用新型的目的在于在原有小型調(diào)速液力偶合器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)偶合器的固定外殼體，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、新型結(jié)構(gòu)的液力偶合器和伺服電機(jī)連為一個(gè)整體，用新的調(diào)速結(jié)構(gòu)取代原有的調(diào)速結(jié)構(gòu)，改變工作液從勺管進(jìn)入工作腔的流道，縮短管路。同時(shí)將導(dǎo)流座固定在偶合器的固定外殼體上，成為一種體積小、重量輕、操縱安全和便于安裝，工作液內(nèi)漏量少，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制的液力元件。
本實(shí)用新型為進(jìn)口調(diào)節(jié)式，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)［1］、液力偶合器［2］、伺服電機(jī)［15］連為一體組成。偶合器［2］的旋轉(zhuǎn)件泵輪［9］、渦輪［7］、旋轉(zhuǎn)殼體［11］、驅(qū)動(dòng)盤(pán)［6］、輸入法蘭［5］、渦輪軸［13］；固定件導(dǎo)流座［23］、勺管軸［21］；擺動(dòng)件勺管［10］和密封件［26］等均封閉在由外殼體［12］和端蓋［25］構(gòu)成的腔內(nèi)。外殼體［12］上具有螺孔和定心止口［4］可將電機(jī)［1］固定在偶合器［2］的輸入側(cè)，電機(jī)軸通過(guò)平鍵與輸入法蘭［5］聯(lián)接。旋轉(zhuǎn)殼體［11］與泵輪［9］、驅(qū)動(dòng)盤(pán)［6］、輸入法蘭［5］螺栓連接。渦輪［7］與渦輪軸［13］花鍵連接，泵輪［9］空套在渦輪軸［13］上。軸承座［22］固定在端蓋［25］上，與導(dǎo)流座［23］螺栓連接。渦輪［7］通過(guò)渦輪軸［13］、輸出法蘭［19］或皮帶輪［20］與工作機(jī)相聯(lián)。旋轉(zhuǎn)件的整機(jī)重量由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和調(diào)心軸承承受。勺管［10］與具有軸向孔和徑向孔的勺管軸［21］相連，勺管軸［21］安裝在具有環(huán)形腔［24］的導(dǎo)流座［23］的安裝孔內(nèi)，導(dǎo)流座［23］空套在渦輪軸［13］上。在渦輪軸［13］與導(dǎo)流座［23］之間有密封件［26］。渦輪軸［13］具有徑向孔［29］和軸向孔［27］。工作液體可經(jīng)勺管［10］、勺管軸［21］、導(dǎo)流座［23］的環(huán)形腔［24］和渦輪軸［13］的徑向孔［29］、軸向孔［27］進(jìn)入工作腔［28］。伺服電機(jī)［15］用螺栓固定在端蓋［25］上，在伺服電機(jī)［15］的軸上裝有螺桿［16］，帶撥叉的螺母［17］套在螺桿［16］上，擺動(dòng)臂［14］與帶撥叉的螺母［17］及勺管軸［21］相連，帶動(dòng)擺動(dòng)件勺管［10］擺動(dòng)。
本實(shí)用新型的工作原理是電機(jī)［1］帶動(dòng)泵輪［9］旋轉(zhuǎn)，與之剛性連接的旋轉(zhuǎn)殼體也隨之同步旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)殼體中的液體旋轉(zhuǎn)，形成液環(huán)，勺管未進(jìn)入液環(huán)時(shí)，工作腔［28］中無(wú)液體，此時(shí)渦輪［7］靜止不動(dòng)，電機(jī)沒(méi)有負(fù)載。當(dāng)伺服電機(jī)［15］通過(guò)螺桿［16］、帶撥叉的螺母［17］和擺動(dòng)臂［14］及勺管軸［21］帶動(dòng)勺管［10］擺動(dòng)，使勺管［10］進(jìn)入液環(huán)時(shí)，旋轉(zhuǎn)殼體中液體將沿著勺管［10］、勺管軸［21］、經(jīng)導(dǎo)流座［23］的環(huán)形腔［24］和渦輪軸［14］的孔道［26、27］導(dǎo)入工作腔［28］。工作腔［28］中的液體通過(guò)噴液孔［8］不斷地向旋轉(zhuǎn)殼體腔內(nèi)噴射，在工況穩(wěn)定的情況下噴液量與勺管導(dǎo)入的充液量保持平衡。工作腔［28］中的液體在離心力的作用下，由泵輪［9］入口流向出口形成高壓高速液流沖擊渦輪［7］葉片使渦輪與泵輪同向旋轉(zhuǎn)，液體又由渦輪［7］外緣流向內(nèi)側(cè)，再回到泵輪入口，如此循環(huán)，泵輪將電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體能，而渦輪又將液體能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，由渦輪軸［13］將動(dòng)力經(jīng)輸出法蘭［19］或皮帶輪［20］傳遞到工作機(jī)上。在渦輪軸［13］與導(dǎo)流座［23］之間設(shè)有金屬密封環(huán)，內(nèi)漏量很小。當(dāng)勺管［10］伸至旋轉(zhuǎn)殼體［11］的最外緣時(shí)，液環(huán)厚度最小，工作腔［28］將全部充滿(mǎn)工作液，這時(shí)液力偶合器［2］傳遞力矩的能力最大，勺管處在不同的位置，工作腔中就會(huì)有不同的充液量，在不變的負(fù)載力矩下，就會(huì)有不同的渦輪轉(zhuǎn)速，因此無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)勺管的位置就可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)負(fù)載(工作機(jī))的轉(zhuǎn)速。
本實(shí)用新型的特征在于(1)設(shè)計(jì)了可安裝電機(jī)的偶合器固定外殼，偶合器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和伺服電機(jī)連為一個(gè)整體，同時(shí)將導(dǎo)流座固定在外殼體上，克服了原來(lái)的導(dǎo)流座與旋轉(zhuǎn)件間沒(méi)有定位基準(zhǔn)，同心度及軸向位置不能保證的缺點(diǎn)，使整機(jī)體積小，重量輕，工作液內(nèi)漏小，便于安裝，使用壽命長(zhǎng)。(2)新的調(diào)速結(jié)構(gòu)使工作液體可由勺管經(jīng)導(dǎo)流座、渦輪軸的孔道直接進(jìn)入工作腔，大大減小流阻，提高調(diào)速的機(jī)動(dòng)性。(3)用伺服電機(jī)及螺桿、螺母取代原有的手動(dòng)操縱裝置，可實(shí)現(xiàn)微調(diào)及遠(yuǎn)距離啟動(dòng)和自動(dòng)控制。安全可靠。(4)由于在渦輪軸和工作機(jī)之間增加了調(diào)心軸承［18］，使整機(jī)重量通過(guò)電機(jī)和調(diào)心軸承［18］由固定外殼體支承，便于安裝使用?？傊?，本實(shí)用新型為一種具有很好經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值的便于推廣應(yīng)用的理想的節(jié)能產(chǎn)品。
附圖


圖1具有遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)的液力偶合器的結(jié)構(gòu)原理圖圖2勺管調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖3金屬密封環(huán)結(jié)構(gòu)圖圖4調(diào)速型液力偶合器結(jié)構(gòu)原理圖實(shí)施例
圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)總圖，圖中［1］驅(qū)動(dòng)電機(jī)、［2］液力偶合器、［4］螺孔和定心止口、［5］輸入法蘭、［6］驅(qū)動(dòng)盤(pán)、［7］渦輪、［8］噴液孔、［9］泵輪、［10］勺管、［11］旋轉(zhuǎn)殼體、［12］外殼體、［13］渦輪軸、［14］擺動(dòng)臂、［15］伺服電機(jī)、［16］螺桿、［17］帶撥叉的螺母、［18］調(diào)心軸承、［19］輸出法蘭、［20］皮帶輪、［21］勺管軸、［22］軸承座、［23］導(dǎo)流座、［24］環(huán)形腔、［25］端蓋、［26］密封件、［27］軸向孔、［28］工作腔、［29］徑向孔。
新型結(jié)構(gòu)的液力偶合器是將偶合器的旋轉(zhuǎn)件泵輪［9］、渦輪［7］、旋轉(zhuǎn)殼體［11］、驅(qū)動(dòng)盤(pán)［6］、輸入法蘭［5］、渦輪軸［13］；固定件導(dǎo)流座［23］、勺管軸［21］；擺動(dòng)件勺管［10］和密封件［26］封閉在由外殼體［12］和端蓋［25］構(gòu)成的腔內(nèi)。外殼體［12］上具有螺孔和定心止口［4］可將端蓋帶突緣的臥式電機(jī)［1］固定在偶合器［2］的輸入側(cè)，電機(jī)軸通過(guò)平鍵與輸入法蘭［5］聯(lián)接。旋轉(zhuǎn)殼體［11］與泵輪［9］、驅(qū)動(dòng)盤(pán)［6］、輸入法蘭［5］螺栓連接。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)泵輪［9］和旋轉(zhuǎn)殼體［11］同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)的工作液形成液環(huán)。旋轉(zhuǎn)件渦輪［7］與渦輪軸［13］花鍵連接，泵輪［9］空套在渦輪軸［13］上。軸承座［22］固定在端蓋［25］上，與導(dǎo)流座螺栓連接。渦輪［7］通過(guò)渦輪軸［13］、輸出法蘭或皮帶輪［19］與工作機(jī)相聯(lián)。旋轉(zhuǎn)件的重量由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和調(diào)心軸承承受。勺管［10］與軸向孔和徑向孔的勺管軸［21］相連，勺管軸［21］安裝在具有環(huán)形腔的導(dǎo)流座［23］的安裝孔內(nèi)，導(dǎo)流座空套在渦輪軸上。在渦輪軸［13］與導(dǎo)流座［23］之間有二個(gè)金屬密封環(huán)［26］，渦輪軸［13］具有徑向孔［29］和軸向孔［27］。當(dāng)勺管插入液環(huán)時(shí)，工作液體經(jīng)勺管［10］、勺管軸［21］、導(dǎo)流座［23］的環(huán)形腔和渦輪軸［13］的徑向孔、軸向孔進(jìn)入工作腔，并經(jīng)噴液孔噴回旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)，在工況穩(wěn)定的情況下噴液量與勺管導(dǎo)入的充液量保持平衡。工作腔中的液體在離心力的作用下，由泵輪入口流向外緣出口(見(jiàn)
圖1中箭頭所示)，形成高壓高速液流沖擊渦輪葉片使渦輪與泵輪同向旋轉(zhuǎn)。渦輪帶動(dòng)渦輪軸旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力輸出。由此，泵輪將電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體能，而渦輪又將液體能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。
微型伺服電機(jī)［15］固定在端蓋［25］上，在伺服電機(jī)軸上裝有螺桿［16］，帶撥叉的螺母［17］套在螺桿［16］上，擺動(dòng)臂［14］與帶撥叉的螺母［17］及勺管軸［21］相連，當(dāng)伺服電機(jī)［15］旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)螺桿［16］旋轉(zhuǎn)，帶撥叉的螺母［17］在螺桿上移動(dòng)，帶動(dòng)調(diào)節(jié)臂［20］通過(guò)勺管軸［21］使勺管［10］擺動(dòng)，達(dá)到啟動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。
權(quán)利要求1.一種將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液力偶合器和伺服電機(jī)連為一體的具有遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)的液力偶合器，其特征在于偶合器的旋轉(zhuǎn)件泵輪[9]、渦輪[7]、旋轉(zhuǎn)殼體[11]、驅(qū)動(dòng)盤(pán)[6]、輸入法蘭[5]、渦輪軸[13]，固定件導(dǎo)流座[23]、勺管軸[21]，擺動(dòng)件勺管[10]和密封件[26]等均封閉在由外殼體[12]和端蓋[25]構(gòu)成的腔內(nèi)；外殼體[12]上具有螺孔和定心止口[4]可將電機(jī)[1]固定在輸入側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸通過(guò)平鍵與輸入法蘭[5]聯(lián)接；旋轉(zhuǎn)殼體[11]與泵輪[9]、驅(qū)動(dòng)盤(pán)[6]、輸入法蘭[5]通過(guò)螺栓連接，渦輪[7]與渦輪軸[13]花鍵連接，泵輪[9]空套在渦輪軸[13]上；軸承座[22]固定在端蓋[25]上，與導(dǎo)流座[23]螺栓連接；渦輪[7]通過(guò)渦輪軸[13]軸向固定支承在軸承座[22]上，軸向力由調(diào)心軸承[18]承受，渦輪軸通過(guò)輸出法蘭[19]或皮帶輪[20]與工作機(jī)相聯(lián)；勺管[10]與具有軸向孔和徑向孔的勺管軸[21]相連，勺管軸[21]安裝在具有環(huán)形腔的導(dǎo)流座[23]的安裝孔內(nèi)，導(dǎo)流座[23]空套在渦輪軸[13]上，渦輪軸與導(dǎo)流座之間有密封件[26]，渦輪軸[13]具有徑向孔[29]和軸向孔[27]；工作液可經(jīng)勺管[10]、勺管軸[21]、導(dǎo)流座[23]的環(huán)形腔[24]和渦輪軸[13]的徑向孔[29]、軸向孔[27]進(jìn)入工作腔[28]；伺服電機(jī)[15]用螺栓固定在輸出側(cè)的端蓋[25]上，在伺服電機(jī)[15]的軸上裝有螺桿[16]，帶撥叉的螺母[17]套在螺桿[16]上，擺動(dòng)臂[14]與帶撥叉的螺母[17]及勺管軸[21]相連，帶動(dòng)擺動(dòng)件勺管[10]擺動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)的液力偶合器，其特征在于，在所說(shuō)的渦輪軸［14］與導(dǎo)流座［23］之間的密封件［26］為二個(gè)金屬密封環(huán)。
專(zhuān)利摘要一種具有遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)的液力偶合器，其特征在于設(shè)計(jì)了偶合器的固定外殼體和端蓋，偶合器的旋轉(zhuǎn)件、固定件及擺動(dòng)件均密封在其中，并可將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液力偶合器和伺服電機(jī)及調(diào)心軸承座連為一個(gè)整體、整機(jī)重量由電機(jī)和調(diào)心軸承承受；采用新的調(diào)速結(jié)構(gòu)在渦輪軸中心有貫通勺管和導(dǎo)流座及工作腔的孔道，使工作液體由勺管直接進(jìn)入工作腔，用伺服電機(jī)取代原有的手動(dòng)操縱裝置，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離啟動(dòng)和自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)、水泵無(wú)級(jí)調(diào)速。
文檔編號(hào)F16H41/00GK2103044SQ9122427
公開(kāi)日1992年4月29日 申請(qǐng)日期1991年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月6日
發(fā)明者黃德彬 申請(qǐng)人:黃德彬