部，傳動板10通過1號彈簧墊圈7、1號六角螺 母8、雙頭螺柱螺釘螺釘9固定在外殼5上，外殼端蓋17通過1號內(nèi)六角圓柱頭螺釘6固定在外 殼5上，外殼5內(nèi)的階梯軸肩與外殼端蓋17之間固定有1號深溝球軸承16,外殼5通過螺栓與 栗輪1相連接，栗輪1通過六角頭螺栓18、3號彈簧墊圈19、2號六角螺母20與輔助油室外殼26 相連接，輔助油室外殼26與2號深溝球軸承22接觸處裝有油封23;渦輪3通過2號彈簧墊圈 14、2號內(nèi)六角圓柱頭螺釘15與渦輪轂13相連，渦輪轂13套在1號深溝球軸承16內(nèi)圈上，渦輪 轂13通過花鍵與輸出軸30的輸入端連接，輸出軸30的輸出端與工作機相連，其特征在于，導(dǎo) 輪2布置在渦輪3與栗輪1中間，導(dǎo)輪2通過彈性卡圈33、軸套21以及花鍵固定在導(dǎo)輪座27前 端圓柱面上，導(dǎo)輪座27為類軸套筒狀階梯式回轉(zhuǎn)體，導(dǎo)輪座27外表面由圓柱面和圓錐面組 成，導(dǎo)輪座27的圓柱面與導(dǎo)輪座27的圓錐面交界處有導(dǎo)輪座外表面階梯軸肩35，導(dǎo)輪座27 的圓錐面為過度軸肩，導(dǎo)輪座27的圓錐面后端為導(dǎo)輪座底座36,導(dǎo)輪座底座36上有孔34,導(dǎo) 輪座27內(nèi)部中空成圓柱面，導(dǎo)輪座27內(nèi)部中空的圓柱面靠近導(dǎo)輪座底座36處有導(dǎo)輪座內(nèi)表 面階梯軸肩37,栗輪1套在2號深溝球軸承22外圈上，軸套21和導(dǎo)輪座外表面階梯軸肩35之 間固定有2號深溝球軸承22，導(dǎo)輪座27的圓柱面套在2號深溝球軸承22的內(nèi)圈上，導(dǎo)輪座27 通過孔34上的螺栓固定在箱體上，軸承端蓋31通過3號內(nèi)六角圓柱頭螺釘28固定在導(dǎo)輪座 底座36上，導(dǎo)輪座內(nèi)表面階梯軸肩37與軸承端蓋31之間固定有3號深溝球軸承29,輸出軸30 的輸出端套在3號深溝球軸承29內(nèi)圈上，栗輪葉片38和渦輪葉片39均為直葉片，栗輪1和渦 輪3均無內(nèi)環(huán)，導(dǎo)輪葉片40為彎曲葉片，導(dǎo)輪2無內(nèi)環(huán)。
[0030] 如圖1所示，外殼5上裝有注油塞4,拔開注油塞4,將工作油由外殼5上的注油孔注 入工作腔內(nèi)。刮板機上的啟動電機(圖中未給出，應(yīng)裝在圖左側(cè)位置)旋轉(zhuǎn)，液力變矩偶合器 開始工作，啟動電機通過半聯(lián)軸器帶動半連接盤11、彈性盤12、傳動板10、繞圖1中中心線旋 轉(zhuǎn)。此運動傳遞給外殼5繞圖1中心線旋轉(zhuǎn)。外殼5將動力傳到栗輪1上，栗輪1與輔助油室外 殼26-起旋轉(zhuǎn)。栗輪1上有流通孔32,可使油液在栗輪1和輔助油室外殼26之間流動，以此來 調(diào)整液力變矩偶合器的充液率。當啟動工況時，栗輪1與渦輪3轉(zhuǎn)速差很大，液體流經(jīng)導(dǎo)輪2， 呈大環(huán)流運動。栗輪1旋轉(zhuǎn)時工作油被栗輪葉片38帶動旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生液流，液流沖擊渦輪葉片39 后流向?qū)л喨~片40,經(jīng)導(dǎo)輪2導(dǎo)向后流回栗輪1。導(dǎo)輪2位置固定不動，所以在液流由渦輪葉 片39沖擊導(dǎo)輪葉片40的時候，導(dǎo)輪葉片40會給渦輪葉片39-個反作用力。栗輪葉片38帶動 液流的推動力和導(dǎo)輪葉片40通過液流對渦輪葉片39的反作用力推動渦輪3開始旋轉(zhuǎn)，此時 渦輪3的力矩是栗輪1的輸入力矩與導(dǎo)輪2上力矩之和，液力變矩偶合器起變矩作用。渦輪3 將動力傳給與之相連的渦輪轂13,渦輪轂13通過花鍵連接向輸出軸30傳遞運動，輸出軸30 經(jīng)其他的傳動機構(gòu)之后將動力傳輸?shù)焦ぷ鳈C刮板機的輸送機上。本發(fā)明所述的刮板輸送機 用液力變矩偶合器，可以達到提高啟動力矩的作用。當工作機速度上升至額定速度時，栗輪 1與渦輪3轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)速差為零，此時液體呈小環(huán)流運動。栗輪1旋轉(zhuǎn)時工作油被栗輪葉片 38帶動旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生液流，液流沖擊渦輪葉片39后不經(jīng)過導(dǎo)輪2直接返回栗輪1，栗輪葉片38帶 動液流的推動力推動渦輪3旋轉(zhuǎn)，此時渦輪3的力矩是栗輪1的輸入力矩，液力變矩偶合器起 偶合作用，此時工作效率高于液力變矩器。如圖2所示，栗輪1與渦輪3均采用徑向直葉片，栗 輪1與渦輪3均無內(nèi)環(huán)，栗輪葉片38與渦輪葉片39進出口角度均為90°，而導(dǎo)輪2采取彎曲葉 片，導(dǎo)輪2無內(nèi)環(huán)，通過低速工況下的狀態(tài)分析來確定導(dǎo)輪葉片40相關(guān)參數(shù)的選?。?br>[0031] (1)出口角160。 1 根據(jù)經(jīng)驗公式
知因為02D>9O°，當02D上升時， 分母中右邊一項的絕對值將上升，又因該項之值小于零大于負1，因此K也上升;但由于上 升將促使^^下降，在C2DO為常數(shù)及b2D已達b2Dm(最大值)的情況下，是導(dǎo)輪流量變化導(dǎo)致又會 導(dǎo)致K下降，因此一定存在取某一值使得K能取得最大值。根據(jù)有關(guān)資料的實驗得出結(jié)論： 當出口角為160°時變矩系數(shù)能K達到最大值。（其中：K是變矩系數(shù)，R 2d是導(dǎo)輪出口半徑，^2D 是導(dǎo)輪出口排擠系數(shù)，ω B是栗輪旋轉(zhuǎn)角速度，C2dq是子午流速，β2?是導(dǎo)輪出口葉片角，b2Dm是 導(dǎo)輪出口有效軸向?qū)挾?，R 2BD是栗輪出口半徑，Qo是零速工況導(dǎo)輪流量。）
[0033] (2)導(dǎo)輪葉片數(shù)21片
[0034] 根據(jù)經(jīng)驗公?
知Zd和〇2D上升將會使fe)下降，而fe)下降會導(dǎo) 致K下降，顯然從這一點出發(fā)應(yīng)該減小Zd和〇2D。但是由于葉片是導(dǎo)輪賴以改變液體環(huán)量的依 據(jù)，Zd越小，有限葉片影響系數(shù)越低，由變矩器的原理可知Zd太小K也會下降。因此一定存在 Zd取某一值使得K能取得最大值。根據(jù)相關(guān)資料的實驗數(shù)據(jù)知葉片數(shù)為21片時為不會使流 通排擠系數(shù)下降，也不會使變矩系數(shù)下降，為最佳效果。其中Zd為葉片數(shù)。 〇2D為葉片厚度，R2d 是導(dǎo)輪出口半徑，&D是導(dǎo)輪出口葉片角。
[0035] (3)入口角 90°
[0036] 雖然變矩系數(shù)K與入口角無關(guān)，但導(dǎo)輪的入口角過大會造成其葉片背面的嚴重脫 流阻塞現(xiàn)象，無疑將會降低到輪中的流量。為了提高導(dǎo)輪流量，導(dǎo)輪入口在零工速工況應(yīng)該 為無沖擊入口工況，通過查閱有關(guān)資料的實驗結(jié)果知當入口角為90°時為最佳效果。
[0037]由此得出當導(dǎo)輪葉片40進口角度為90°出口角度為160°時最有益。通過此裝置，可 以實現(xiàn)當液力變矩偶合器處于高轉(zhuǎn)速比時，液體呈"小環(huán)流"運動，只流經(jīng)栗輪1和渦輪3，而 不經(jīng)過導(dǎo)輪2,所以此時不變矩，呈偶合器工況；當處于低轉(zhuǎn)速比時，液體呈"大環(huán)流"運動， 工作液體流經(jīng)栗輪1、導(dǎo)輪2、渦輪3，呈變矩器工況;介于兩者之間的是過渡工況，并且隨著 轉(zhuǎn)速比的增大，液體逐漸由"大環(huán)流"過渡到"小環(huán)流"。由此可見，液力變矩偶合器兼具液力 偶合器與液力變矩器的優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1. 刮板輸送機用液力變矩偶合器，包括一個半連接盤（11)，半連接盤（11)通過半聯(lián)軸 器與啟動電機連接，彈性盤（12)裝配在半連接盤（11)內(nèi)部，傳動板（10)通過螺釘固定在外 殼(5)上，外殼端蓋(17)通過螺釘固定在外殼(5)上，外殼(5)內(nèi)的階梯軸肩與外殼端蓋(17) 之間固定有1號深溝球軸承（16)，外殼(5)通過螺栓與栗輪（1)相連接，栗輪（1)通過螺釘與 輔助油室外殼(26)相連接，輔助油室外殼(26)與2號深溝球軸承(22)接觸處裝有油封(23); 渦輪(3)通過螺釘與渦輪轂（13)相連，渦輪轂（13)套在1號深溝球軸承（16)內(nèi)圈上，渦輪轂 (13)通過花鍵與輸出軸(30)的輸入端連接，輸出軸(30)的輸出端與工作機相連，其特征在 于，導(dǎo)輪(2)布置在渦輪(3)與栗輪(1)中間，導(dǎo)輪(2)通過彈性卡圈（33)、軸套(21)以及花鍵 固定在導(dǎo)輪座(27)前端圓柱面上，導(dǎo)輪座(27)為類軸套筒狀階梯式回轉(zhuǎn)體，導(dǎo)輪座(27)外 表面由圓柱面和圓錐面組成，導(dǎo)輪座(27)的圓柱面與導(dǎo)輪座(27)的圓錐面交界處有導(dǎo)輪座 外表面階梯軸肩（35)，導(dǎo)輪座(27)的圓錐面為過度軸肩，導(dǎo)輪座(27)的圓錐面后端為導(dǎo)輪 座底座(36)，導(dǎo)輪座底座(36)上有孔(34)，導(dǎo)輪座(27)內(nèi)部中空成圓柱面，導(dǎo)輪座(27)內(nèi)部 中空的圓柱面靠近導(dǎo)輪座底座(36)處有導(dǎo)輪座內(nèi)表面階梯軸肩(37)，栗輪(1)套在2號深溝 球軸承（22)外圈上，軸套（21)和導(dǎo)輪座外表面階梯軸肩（35)之間固定有2號深溝球軸承 (22)，導(dǎo)輪座(27)的圓柱面套在2號深溝球軸承(22)的內(nèi)圈上，導(dǎo)輪座(27)通過孔(34)上的 螺栓固定在箱體上，軸承端蓋(31)通過螺釘固定在導(dǎo)輪座底座(36)上，導(dǎo)輪座內(nèi)表面階梯 軸肩（37)與軸承端蓋(31)之間固定有3號深溝球軸承(29)，輸出軸(30)的輸出端套在3號深 溝球軸承(29)內(nèi)圈上，栗輪葉片(38)和渦輪葉片(39)均為直葉片，栗輪（1)和渦輪(3)均無 內(nèi)環(huán)，導(dǎo)輪葉片(40)為彎曲葉片，導(dǎo)輪(2)無內(nèi)環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板輸送機用液力變矩偶合器，其特征在于，導(dǎo)輪葉片(40)的 進口角度為90°，出口角度為160°。
【專利摘要】本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有液力偶合器不變矩、液力變矩器效率低下的缺點，提供了一種刮板輸送機用液力變矩偶合器，其特征在于，導(dǎo)輪布置在渦輪與泵輪中間，導(dǎo)輪固定在導(dǎo)輪座前端圓柱面上，導(dǎo)輪座為類軸套筒狀階梯式回轉(zhuǎn)體，導(dǎo)輪座內(nèi)部中空成圓柱面，泵輪通過深溝球軸承套裝在導(dǎo)輪座上，輸出軸的輸出端通過深溝球軸承安裝在導(dǎo)輪座內(nèi)部中空的圓柱面內(nèi)，泵輪葉片和渦輪葉片均為直葉片，泵輪和渦輪均無內(nèi)環(huán)，導(dǎo)輪葉片為彎曲葉片，導(dǎo)輪無內(nèi)環(huán)，導(dǎo)輪葉片的進口角度為90°，出口角度為160°；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，啟動力矩遠大于一般的限矩型液力偶合器，相對于已開發(fā)應(yīng)用于現(xiàn)有刮板輸送機的變矩器以及偶合器來有很大的進步。
【IPC分類】F16H41/04
【公開號】CN105673798
【申請?zhí)枴緾N201610243530
【發(fā)明人】盧秀泉, 馬文星, 柴博森, 馬霖, 王佳欣
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年4月19日