SVTL系列调速型液力偶合器结构及工艺说明

文章作者：中兴液力传动浏览量：8324 类型：行业资讯日期：2020-07-20 12:01:47 分享：

SVTL系列调速型液力偶合器引进德国VOITH公司的SVTL系列产品的图纸和生产工艺，根据市场的需求，按GB5837-93[液力偶合器型式和基本参数]进行标准化、系列化、通用化设计和生产的系列调速型液力偶合器。偶合器一般由箱体、旋转组件、供油组件、排油组件、导管操纵机构、仪表系统等部件组成。

  一、SVTL调速型液力偶合器的工作原理
  动力机带动供油泵轴转动时工作液体注入偶合器工作腔，泵轮象离心泵一样使工作腔的油液获得液体能（包括动能和位能）使油液自泵轮内缘冲向外缘，液流穿过两轮间的间隙到达涡轮，而涡轮的作用就象透平机，当液流在涡轮叶片间的通道由外缘向上心流动时，就将液流的液体能转变成了涡轮的机械能。液流在返回泵轮时就开始了下一个循环，这样旋转着的液流就把电机的动力传到了工作机。

  偶合器又怎样实行调速的呢？

  设备启动时，由输入轴上的齿轮驱动油泵把偶合器箱底的油打出，经过油冷却器到工作腔内，再经泵轮上的进油口进入工作腔。

  当偶合器运转时，油液从工作腔通过泵轮边缘的通道溢出，进入导管腔。在导管壳体里，有一水平放置并可径向伸缩的导管。导管口伸入到导管室里，导管的伸缩由外面电动执行器控制，而导管口的径向位置决定了导管腔里油环的厚度，因此，也就决定了工作腔里的充液量，从而决定了输出转速。当导管伸入旋转着的油环时就把油从导管腔内引出，减少了油环的厚度，也就引出了工作腔内的油液，并把油液排入箱体底部，供循环使用，相反地，导管缩回时，使油环厚度增加，工作腔内就保持较多油液，这样，利用外部控制装置使导管在“充满”和“抽空”两种极限位置之间进行调节，从而得到了输出轴的无级变速。要注意的是，导管口要迎着工作油的旋转方向。

  二、SVTL调速型液力偶合器的功能及应用

  液力偶合器是一种可以调节输出转速的液力元件，置于原动机与工作机之间，进行动力传递，它能使原动机空载起动，在输入转速不变情况下，能十分方便地对工作机实行无级调速，改变输出功率的大小。调速范围：离心式机械（风机、泵类）1~1∶5；恒扭矩机械，1~1∶3。SVTL偶合器结构紧凑，安装调整方便，有自供油系统，导管的伸缩由电动机执行器调节，可实现自动控制和遥控。再配上一个合适的冷却器和相应的管路，就可以使用。

  1、传动中应用调速型液力偶合器的优点：
  （1）提高鼠笼式电机的起动能力，能利用电机的尖峰力矩起动力矩；能与高压电机匹配使用。
  （2）过载保护，不会使电机发生失速而烧毁，保护电机不因工作机过载而损坏。
  （3）能使电机空载起动，减少起动时间，降低起动过程中的平均电流。
  （4）多机驱动时能均衡负荷，减少起动电流的峰值和对电网的冲击电流，降低电网容量。
  （5）能吸收和隔离扭振及冲击，延长机器的使用寿命。
  （6）长期使用无需特殊维护，无摩擦传递扭矩，使用寿命长。
  （7）能实行无级调速，有显著的节电效果，节电率可达10%~40%，可减少电气设备，降低运行费用。
  （8）能实现遥控和自动控制。
  （9）传动效率高，一般在0.97~0.98。

  2、应用范围

  （1）泵：锅炉给水泵、循环泵、冷凝水泵、钠泵发生器装置、原油泵、输送泵、泥浆泵、灰渣泵、活塞泵等。
  （2）风机类：冶金行业的电炉、转炉、高炉的除尘风机，均热鼓风机与引风机、锅炉鼓风机与引风机、烧结风机、吹粉风机、预热循环风机、通风机、矿井排风机、高压透平式压缩机、水泥立窑罗茨风机等。
  （3）胶带输送机、球磨机、离心机、旋转式干烧机等。

  三、SVTL调速型液力偶合器的结构特点

  （一）整体结构及技术性能指标：

  SVTL调速型液力偶合器的外形美观，结构紧凑，尺寸小，控制仪表齐全，部件按成组设计、零件互换性能好，维护、检修、保养方便简单。输入、输出轴端的密封采用德国VOITH提供的机械迷宫密封结构，取代了国内同行惯用的橡胶油封进行密封的型式，无需定期更换油封。

  SVTL采用从德国VOITH引进的叶轮图纸进行设计生产制造，其额定泵轮力矩系数达到2.1×10-6（min2/m）其余的技术性能指标如下：
  1、额定转差率：1.5~3%
  2、额定总效率：≥96%
  3、调速范围：1~1/5

调速型液力偶合器

  （二）偶合器结构

  SVTL型液力偶合器结构较为合理，外形尺寸比较小。SVTL型按结构分为箱体，旋转组件，调速型液力偶合器供油润滑系统，导管操纵系统，仪表、电气等五部分。

  1、箱体：SVTL型液力偶合器的箱体为整体式，安装旋转件的安装面距离短，重量轻，外形尺寸比较小。箱座和箱盖采用灌装煤油进行检查其防漏、防渗性能，确保箱体无漏油、渗油现象；箱体在焊接完成后，经振动时效处理，完全消除焊接应力；箱体进行酸洗和磷化处理，既有较强的防锈能力，又使外表面的油漆附着力增强。

  2、旋转组件：由四只轴承来支承旋转组件：主要旋转件有输入轴、输出轴、泵轮、涡轮、外壳、中间轴承座等。其中输入轴、输出轴采用中碳合金钢制造，经锻造、热处理、超声波探伤检查，机加工制成；叶轮采用高强度铸造铝合金铸造成形，经热处理、机加工、静平衡制成。

  3、供油润滑系统：供油系统由供油泵与滤油器组成，供油泵采用内啮合齿轮泵（转子泵），由装在输入轴上的齿轮副驱动。SVTL型的供油系统与润滑系统分开，润滑系统的润滑油经过滤精度为40m的滤油器后才润滑轴承，因而能更好地使轴承得到润滑、避免磨料损伤轴承，由于润滑油的压力较低且稳定，可以保证输入、输出端的机械密封不发生泄、渗漏。供油系统中的油液直接在泵轮进入进入工作腔，保证冷却后的工作油直接进入工作腔的主动端泵轮，使工作腔内油温更加稳定均匀。

  4、导管操纵系统：导管操纵是曲柄滑块机构，曲柄长度可调，便于更换电动执行器，保证执行器的转角为90°。SVTL型曲柄设计成可调的。

  5、仪表、电气：SVTL型仪表有四只，分别为测润滑油压力的压力继电器，测润滑油压力的压力表，测进口油温的电接点温度表，测出口油温的温度控制器；另外，SVTL型增加测量轴承温度的铂热电阻（Pt100），所有上述仪表及电动执行器的电气接线均引接到在偶合器顶上的接线箱的接线端子上，在安装现场只需将控制线与接线箱的接线端子接合即可。

  6、电气：有位于偶合器顶上的接线箱，电动执行器及仪表的接线均接到接线箱上的接线端子。在现场将控制线接到相应的接线端子即可。

  7、SVTL型泵轮上还装有两个易熔塞，防止偶合器工作腔里的油温超过150C。

  8、轴端密封：采用无接触式机械密封结构，密封可靠，调速型液力偶合器使用寿命长。

  9、维护保养：新机动转500小时后，清洗滤网，运转3000小时，检查油品。由于滤油器位于箱体外，清洗方便。

  10、检修：监控仪表齐全，可接报警装置及进入自动控制系统，能提供自动关闭主机的信号，及时反映故障的产生、出现，判断容易、准确。

  11、可根据需要，偶合器按机组要求向电机、工作机供润滑油，取消原电机、工作机的稀油，减少了设备投资，而且维护方便。

  四、调速型液力偶合器与风机、水泵配套节能原理

  对于转矩与转速成平方关系的负载，使用调速型偶合器调速具有十分显著的节能效果。这并不是由于调速型偶合器比普通偶合器效率高，而是因采用调速型偶合器调速以后，负载功率以转速成三次方的关系下降，而效率则是与转速成一次方的关系下降，所以前者的下降要快得多，这就使其损失功率相对于额定功率值要小得。

  泵和风机等叶片式流体机械，其相似工况为一二次抛物线，Hi = Kiq2。相似工况在动力特性上遵从Mαn2和效率基本相等的关系。在管路系统中，其特性为hg = ho＋Kgiq2。如果没有背压，则h0= 0，管路特性为hg = Kgiq2。不同的Kgi，表示不同的管道阻力。管路一定，Kgi为定常数。当泵或风机与管路连在一起时，管路特性（hg = ho＋Kgiq2）与泵或风机特性曲线H-q的交点才是泵或风机的工况点。对无背压的系统，管路特性必与某一条相似抛物线重合，这时泵或风机力矩与转速成正比（Mαn2）关系。无背压情况在流体机械运行中是常见的，如风机管路末端排放到大气中即属于无背压的情况，故人们习惯地称叶片式流体机械为抛物线型负载（即Mαn2）。我们所说变速调节具有显著的节能效果是与定转速靠节流调速流量相比较而言的。这就是调速型偶合器对水泵、风机调速运行较之节流调节具有十分显著节能效果的理论分析。

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