液力偶合器结构原理及其特性

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液力偶合器又称为液力联轴器，是一种用来将动力源与传动机构连接起来，传递旋转动力的机械装置。液力偶合器主要由壳体、泵轮、涡轮三部分组成。泵轮和涡轮相对安装统称为工作轮，在泵轮和涡轮上有径向排列的平直叶片，泵轮和涡轮互不接触，两者之间有一定间隙，约3-4mm 。泵轮与涡轮装合成一个整体后，其轴线端面一般为圆形，在其内腔中充满液压油。泵轮连接传动机(也叫驱动轮),涡轮连接的执行机构(也叫被执行轮)。液力耦合器是一个内含两个环形轮片的密封机构。驱动轮称为泵轮，被驱动轮称为涡轮，泵轮和涡轮都称为工作轮。在工作轮的环状壳体中，径向排列着许多叶片。泵轮和涡轮装合后，形成环形空腔，其内充有工作油液。泵轮通常在内燃机或电机驱动下旋转，带动工作油液做比较复杂的向心力运动。高速流动的油液在科里奥利力的作用下冲击涡轮叶片，将动能传给涡轮，使涡轮与泵轮同方向旋转。

液力偶合器又称液力联轴器，是一种用来将动力源（通常是发动机或电机）与工作机连接起来，靠液体动量矩的变化传递力矩的液力传动装置。
液力偶合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器。液力耦合器(见图)的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。两轮为沿径向排列着许多叶片的半圆环，它们相向耦合布置，互不接触，中间有3mm到4mm的间隙，并形成一个圆环状的工作轮。驱动轮称为泵轮，被驱动轮称为涡轮，泵轮和涡轮都称为工作轮。泵轮和涡轮装合后，形成环形空腔，其内充有工作油液。
泵轮通常在内燃机或电机驱动下旋转，叶片带动油液，在离心力作用下，这些油液被甩向泵轮叶片边缘，由于泵轮和涡轮的半径相等，故当泵轮的转速大于涡轮转速时，泵轮叶片外缘的液压大于涡轮叶片外缘的液压，由于压差液体冲击涡轮叶片，当足以克服外阻力时，使涡轮开始转动，即是将动能传给涡轮，使涡轮与泵轮同方向旋转。油液动能下降后从涡轮的叶片边缘又流回到泵轮，形成循环回路，其流动路线如同一个首尾相连的环形螺旋线。液力耦合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。在忽略不计叶轮旋转时的风损及其他机械损失时，它的输出(涡轮)扭矩等于输入(泵轮)扭矩。
优点
（1）具有柔性传动自动适应功能。
（2）具有减缓冲击和隔离扭振功能。
（3）具有改善动力机启动能力，使之带载荷或空载启动功能。
（4）具有在外载荷超载时保护电机和工作机不受损坏的过载保护功能。
（5）具有协调多动力机顺序启动、均衡载荷和平稳并车功能。
（6）具有柔性制动减速功能（指液力减速器和堵转阻尼型液力耦合器）。
（7）具有使工作机延时缓慢启动功能，能平稳地启动大惯量机械。
（8）对环境的适应性强，可以在寒冷、潮湿、粉尘、需防爆的环境下工作。
（9）可以使用廉价的笼型电机替代价格昂贵的绕线式电机。
（10）对环境没有污染。
（11）传递功率与其输入转速的平方成正比，输入转速高时，能容量大，性能价格比高。
（12）具有无级调速功能，调速型液力耦合器可以在输入端转速不变的条件下，通过在运行中调节工作腔的充液量而改变输出力矩和输出转速。
（13）具有离合功能，调速型和离合型液力耦合器，可以在电机不停止转动的条件下，使工作机启动或制动。
（14）具有扩大动力机稳定运行工作范围功能。
（15）具有节电效果，能降低电机的启动电流和持续时间，降低对电网的冲击，降低电机的装机容量，大惯量难启动机械应用限矩型液力耦合器和离心式机械应用调速型液力耦合器节能效果显著。
（16）除轴承、油封外无任何直接机械摩擦，故障率低，使用寿命长。
（17）结构简单，操作维护简便，不需要特别复杂的技术，养护费用低。
（18）性能价格比高，价格低廉，初始投资少，投资回收期短。
缺点
（1）始终存在转差率，有转差功率损失，限矩型液力偶合器的额定效率约等于0.96，调速型液力耦合器与离心式机械匹配相对运行效率在0.85~0.97之间。
（2）输出转速始终低于输入转速，且输出转速不能像齿轮传动那样准确不变。
（3）调速型液力耦合器需要附加冷却系统，增加投资费用和运行费用。
（4）占地面积较大，需要在动力机与工作机之间占有一定空间。
（5）调速范围相对较窄，与离心机械匹配调速范围为1~1/5，与恒力矩机械匹配调速范围为1~1/3。
（6）无变矩功能。
（7）传递功率的能力与其输入转速的平方成正比，输入转速过低时，耦合器规格增大，性能价格比降低。

液力耦合器的注油量为70%-80%。普通限矩型液力耦合器对应的是额定功率下80%的充液，并不算满。注油口与垂直方向成45度倾斜，油刚好可以从这里流出。一般YOX耦合器的上油范围是40%-80%。
液力耦合器的分类:根据用途的不同，液力耦合器分为普通液力耦合器、限矩型液力耦合器和调速型液力耦合器。其中限矩型液力耦合器主要用于电机减速器的启动保护、运行中的冲击保护、位置补偿和能量缓冲。调速型液力偶合器主要用于调节输入输出速比，其他功能与限矩型液力偶合器基本相同。
液力偶合器使用注意事项:不要前后急转。剧烈的正反转会因惯性过大而损坏联轴器的联接部件，应严格遵守操作规程。

液力偶合器(fluid coupling)
以液体油作为工作介质通过泵轮将液体的动能转变为机械能连接电动机与工作机械实现动力的传递。
它具有空载启动电机，平稳无级变速等特点，用于电站给水泵的转速调节，可简化锅炉给水调节系统，减少高压阀门数量，由于可通过调速改变给水量和压力来适应机组的起停和负荷变化，调节特性好，调节阀前后压降小，管路损失小，不易损坏，使给水系统故障减少，当给水泵发生卡涩、咬死等情况时，对泵和电机都可起到保护作用。故现代电站中，机组锅炉给水泵普遍采用了带液力偶会器的调速给水泵。
主要部件有：泵轮、涡轮、转动外壳、、输入轴、输出轴及勺管。通常，转动外壳与泵轮是在外缘用法兰用螺栓联接。
泵轮与涡轮称为工作轮，两轮中均有叶片，两轮分别与输入、输出轴相联接，它们之间是有间隙的，泵轮和涡轮均有径向尺寸相同的腔形，所以，合在一起形成工作油腔室，工作油从泵轮内侧进入，并跟随动力机一起作旋转运动，油在离心力的作用下，被甩到泵轮的外侧，形成高速油流冲向对面的涡轮叶片，流向涡轮内侧逐步减速并流回到泵轮的内侧，构成了一个油的循环。工作液体在工作腔中的绝对流动是一个三维运动。转动外壳与泵轮联接后包围在涡轮之外，使工作液体能贮于泵轮之中。输入轴与动力机相联（如电机），输出轴与被驱动机相联（如水泵）。
液力偶合器的特点是：能消除冲击和振动；输出转速低於输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加；过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时输入轴仍可转动，不致造成动力机的损坏；当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近於输入轴的转速，使传递扭矩趋於零。液力偶合器的传动效率等於输出轴转速与输入轴转速之比。一般液力偶合器正常工况的转速比在0.95以上时可获得较高的效率。液力偶合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。它一般靠壳体自然散热，不需要外部冷却的供应。液力偶合器传动的过程可以看作合力的过程.

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