抗扭断液力偶合器技术应用研究

　　液力偶合器具有其他机械传动方式难以取代的特性，如: 使带载机械的电动机实现空载软启动、利用电动机峰值力矩驱动、改善电动机启动性能、高度的自动适应性、有效地吸收传动系统的冲击与振动、提高整机使用寿命、可靠地限矩过载保护、显著的节能效果。由于这些优越的性能，液力偶合器在我国矿山机械装备、工程装备、冶金装备、港口机械设备、水泥机械装备、化工机械装备、石油输送装备以及电力机械装备等领域得到了大范围推广使用。

　　然而在一些大惯量设备( 如带式输送机) 的应用中，近年出现了减速器输入轴扭轴或断轴的事故。统计发现发生事故的减速器系硬齿面或半硬齿面减速器，经分析，是硬齿面或半硬齿面减速器输入轴轴径细小，且过重地承受着液力偶合器的重量所致。本文旨在研究抗扭断液力偶合器技术，以解决目前液力偶合器在应用过程中致使硬齿面或半硬齿面减速器扭轴或断轴的问题。

　　1 样机制备和试验方法

　　1． 1 样机制备

　　1． 1． 1 新型液力偶合器腔型的选择

　　工作腔由循环圆、叶栅系统和流道组成。腔型对液力偶合器性能有决定性影响，其次为流道的表面光洁度。同一系列液力偶合器在相同工况下和雷诺数在自模区时，具有相同的原始特性，因此在产品设计之初选定( 或创建) 腔型十分重要。为保持偶合器优良的性能，课题组在分析国内外所有偶合器腔型种类后，选择了反动压式腔型，该腔型过载系数较低，启动平稳，特性曲线平滑［1］，如果能将泵轮型腔改进一下，提高泵能力矩系数 λB值将是限矩型液力偶合器的理想腔型。

　　1． 1． 2 新型液力偶合器的限矩措施

　　液力偶合器传递力矩与充液量大体上成正比，设置一个或几个辅助腔在启动或低转速比工况下，利用液体做环流运动所产生的动压力或静压力，迫使工作液体由工作腔向辅助腔分流。通过降低工作腔的充液率，从而降低偶合器启动或低转速比工况的传动力矩，发挥过载保护功能。所以除了选择上述过载系数较低的腔型外，还应设计辅助腔进行限矩［2］。为了发挥辅助腔这一功能，在设计时还必须留有足够的分液容积。

　　1． 1． 3 新型限矩型液力偶合器的叶轮结构

　　用户使用表明，限矩型液力偶合器的叶轮结构对其泵轮力矩系数和过载系数均有很大影响。在限制过载系数方面，除设置辅助腔泄液分流之外，可以采用适当的叶轮结构来降低过载系数。课题组采用了涡轮内设置长短相间叶片结构措施。该结构正常工作时，长、短叶片均参与传递力矩，所以额定力矩不受影响，启动或低转速比工况时，液体做大环流运动，由于短叶片结构使无叶片区增大，故传递力矩降低，从而降低过载系数。