專利名稱：雙傳動鏈液力偶合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液力偶合器，尤其涉及一種可應(yīng)用于冶金煉鋼轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)上的具有液力傳動與齒輪傳動的雙傳動鏈液力偶合器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，某些大型機(jī)組有變速運(yùn)行的要求，如轉(zhuǎn)爐的一次除塵風(fēng)機(jī)，與它配套的電動機(jī)的功率一般在2000KW左右，在轉(zhuǎn)爐吹煉時，一次除塵風(fēng)機(jī)需在1000rpm以上轉(zhuǎn)速運(yùn)行才能達(dá)到除塵效果和實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣的回收；而在轉(zhuǎn)爐裝入鐵水或出鋼時，一次除塵風(fēng)機(jī)在200rpm左右運(yùn)行即可，也就是說在轉(zhuǎn)爐不吹煉時一次除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速只要達(dá)到轉(zhuǎn)爐吹煉時的1/5-1/10即可。轉(zhuǎn)爐每煉一爐鋼作為一個工作循環(huán)，周期在30分鐘左右，為了節(jié)電，每一個工作循環(huán)一次除塵風(fēng)機(jī)至少要作一次高速運(yùn)行和一次低速運(yùn)行。
在本發(fā)明之前，用于轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)調(diào)速的裝置主要是調(diào)速型液力偶合器和變頻調(diào)速裝置。調(diào)速型液力偶合器具有價格便宜、占地面積小、維修方便等優(yōu)點，缺點是低速運(yùn)行時效率低，約等于除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速之比；另外，液力偶合器的輸出轉(zhuǎn)速只能達(dá)到輸入轉(zhuǎn)速的1/4左右(而不是所需的1/5-1/10左右)，且低速調(diào)速不太穩(wěn)定，雖然將轉(zhuǎn)速調(diào)低節(jié)約了大部分電能，但因轉(zhuǎn)速低限偏高，造成一次除塵風(fēng)機(jī)一部份電能無謂地消耗，而在傳遞這部分能量時，又有約3倍的電能消耗在傳動油液的發(fā)熱上。為了傳動油液的降溫又要消耗另一部分能量，所以調(diào)速型液力偶合器有節(jié)能效果，但不十分理想。變頻調(diào)速具有高、低速運(yùn)行效率均高、調(diào)速穩(wěn)定等優(yōu)點，但大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)價格昂貴、占地面積大、維修較困難，而且電機(jī)需采用變頻電機(jī)，應(yīng)用也受到限制，尤其是在老設(shè)備改造方面。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種既可實現(xiàn)高低速調(diào)節(jié)且調(diào)速穩(wěn)定、高低速傳動能自動切換、更加節(jié)能的雙傳動鏈液力偶合器。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在對現(xiàn)有調(diào)速型液力偶合器進(jìn)行局部改造的基礎(chǔ)上增加齒輪傳動鏈和棘爪單向傳動機(jī)構(gòu)及其支撐。調(diào)速型液力偶合器承擔(dān)高速傳動及調(diào)速，齒輪傳鏈承擔(dān)低速定速傳動，棘爪單向傳動機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)高、低速傳動間的自動切換。
調(diào)速型液力偶合器為現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明只對其供油和回油系統(tǒng)做了改進(jìn)一是泵輪用于插回油管的輔助油腔內(nèi)腔直徑d2大于泵輪工作油腔直徑d140mm，以便能在運(yùn)行過程中導(dǎo)出泵輪中的全部傳動油液；二是供油管路上增加了一個二位三通閥，當(dāng)?shù)退賯鲃訒r傳動油經(jīng)該二位三通閥直接返回箱體內(nèi)而不進(jìn)入泵輪，從而不會產(chǎn)生無謂的電能消耗；三是采用了雙油泵供油，以便升速時能向泵輪快速供油，提高響應(yīng)速度。升速完成后，一個油泵停止運(yùn)行，作為在線備用。
齒輪傳動鏈由高速齒輪、傳動軸、兩個齒輪和低速齒輪及其支撐(如支撐用軸承)組成。在輸入軸上裝配有高速齒輪，傳動軸通過兩個軸承裝配在箱體上，其中一個齒輪固定于傳動軸上并與高速齒輪嚙合，另一個齒輪固定于傳動軸上并與低速齒輪嚙合，低速齒輪套裝在軸套上，輸入軸的運(yùn)動和能量通過2個齒輪傳到低速齒輪上，總速比i＝4-16。
棘爪單向傳動機(jī)構(gòu)由低速齒輪、棘爪、彈簧、銷和軸套組成。低速齒輪的內(nèi)腔上有N個可供L個棘爪插入的棘爪齒槽，N是L的整數(shù)倍，而棘爪的轉(zhuǎn)軸約束在軸套上，軸套用鍵固聯(lián)于輸出軸上。在傳動時，低速齒輪與輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向保持相同。
采用如上技術(shù)方案提供的雙傳動鏈液力偶合器與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于①高速傳動為液力偶合器傳動，效率與變頻調(diào)速相當(dāng)；②低速傳動為齒輪傳動，傳動準(zhǔn)確，效率高于變頻調(diào)速；③具有調(diào)速型液力偶合器設(shè)備投資低的優(yōu)點，只有變頻調(diào)速的1/4左右；④占地面積與調(diào)速型液力偶合器相當(dāng)，而比變頻調(diào)速?。虎菥S修方便，維修費用低，比變頻調(diào)速簡單。


圖1為本發(fā)明所述的雙傳動鏈液力偶合器的結(jié)構(gòu)示意圖，亦為本發(fā)明的摘要附圖。
圖2為實行齒輪傳動的低速齒輪、軸套、棘爪、彈簧、輸出軸及鍵的相聯(lián)關(guān)系示意圖。
圖3為所述雙傳動鏈液力偶合器的液力傳動示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如附圖所示，所述雙傳動鏈液力偶合器由承擔(dān)高速傳動及調(diào)速的調(diào)速型液力偶合器、承擔(dān)低速定速傳動的齒輪傳動鏈與棘爪單向傳動機(jī)構(gòu)三部份組成。其中調(diào)速型液力偶合器為已有技術(shù)，它是由箱體10、輸入軸1、軸承2或3或4或12、渦輪5、泵輪6、輸出軸13、回油管9及導(dǎo)管殼體11組成。輸入軸1由軸承2、4支承，輸出軸13由軸承3、12支承。泵輪6有工作油腔7，它有直徑d1，泵輪6有輔助油腔8，它的內(nèi)腔有直徑d2，而且用于插回油管9的輔助油腔8內(nèi)腔直徑d2與工作油腔7直徑d1之差大于40mm。齒輪傳動鏈由高速齒輪14A、傳動軸14D、齒輪14C或14E、低速齒輪14G組成，而棘爪單向傳動機(jī)構(gòu)由低速齒輪14G、棘爪15A、軸套15B及彈簧15D組成。高速齒輪14A裝在輸入軸1上，傳動軸14D通過軸承14B、軸承14F裝配在箱體10上，齒輪14D固定于傳動軸14D上，且與高速齒輪14A嚙合，齒輪14E固定于傳動軸14D上，并與低速齒輪14G嚙合，低速齒輪14G套裝在軸套15B上。當(dāng)輸入軸1轉(zhuǎn)動時帶動高速齒輪14A轉(zhuǎn)動，高速齒輪14A帶動齒輪14C及傳動軸14D轉(zhuǎn)動，傳動軸14D再帶動齒輪14E轉(zhuǎn)動，齒輪14E帶動低速齒輪14G轉(zhuǎn)動。由于齒輪14C的直徑大于高速齒輪14A的直徑、低速齒輪14G的直徑大于齒輪14E的直徑，所以低速齒輪14G的轉(zhuǎn)速低于高速齒輪14A的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速降低。低速齒輪14G的內(nèi)腔上有N(N≥1的整數(shù))個可供L(L≥1的整數(shù))個棘爪15A插入的棘爪齒槽，且N是L的整數(shù)倍。在軸套15B上亦有L個棘爪腔15C，在每個棘爪腔15C中裝有彈簧15D，棘爪15A的轉(zhuǎn)軸約束在軸套15B上，軸套15B用鍵15E固聯(lián)在輸出軸13上，輸出軸13與軸套15B間裝配的鍵15E起固定作用。
如圖3所示，在箱體10內(nèi)裝有過濾器16A、16B，過濾器16A、16B的出口分別聯(lián)油泵16C、16D的入口，油泵16C、16D的出口一支路聯(lián)冷卻器16E的入口，另一支路聯(lián)安全溢流閥16G的入口，安全溢流閥16G的出口聯(lián)通箱體10。冷卻器16E的出口聯(lián)二位三通閥16F的進(jìn)油口，二位三通閥16F的出油口聯(lián)入調(diào)速型液力偶合器的泵輪6。
采用雙油泵16C、16D供油可在升速時向泵輪6快速供油，使泵輪6和渦輪5中的油量迅速增加，提高了升速速度；當(dāng)完成升速后，油泵16C、16D中的一個油泵可停止，作為在線備用。
當(dāng)工作機(jī)需高速運(yùn)行(如當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹煉)時，同時啟動油泵16C、16D，箱體(10)中的傳動油經(jīng)過濾器16A、16B進(jìn)入冷卻器16E，冷卻后的傳動油經(jīng)二位三通閥16F的C口和P口進(jìn)入調(diào)速型液力偶合器泵輪6的工作油腔7內(nèi)，經(jīng)加速后流入渦輪5，并將動量傳給渦輪5，帶動渦輪5及輸出軸13升速。移動回油管9的吸油口在輔助油腔8中的位置可調(diào)節(jié)輸出軸13的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)高速無級調(diào)速。此時由高速齒輪14A、齒輪14C、傳動軸14D、齒輪14E、低速齒輪14G構(gòu)成的齒輪傳動鏈雖然也正常轉(zhuǎn)動，但因與輸出軸13固聯(lián)的軸套15B的轉(zhuǎn)速比低速齒輪14G的轉(zhuǎn)速快，在軸套15B上的棘爪15A被壓力軸套15B的棘爪腔15C內(nèi)，不起傳動作用，從而隔離了齒輪傳動鏈的低速傳動，實現(xiàn)了液力偶合器的高速調(diào)速的目的；而當(dāng)工作機(jī)(如一次除塵風(fēng)機(jī))需低速運(yùn)行(即轉(zhuǎn)爐未吹煉或轉(zhuǎn)爐出鋼)時，將回油管9的吸油口遠(yuǎn)離輸出軸13的回轉(zhuǎn)中心，將泵輪工作油腔7中的油全部導(dǎo)出，同時二位三通閥16F動作，從冷卻器16E來的傳動油經(jīng)二位三通閥16F的A口、B口經(jīng)回油管流回箱體10內(nèi)，切斷泵輪6的供油，渦輪5失去動力，輸出軸13的轉(zhuǎn)速隨即下降，此時泵輪6的工作油腔7內(nèi)無傳動油，泵輪6不消耗電能。當(dāng)輸出軸13的轉(zhuǎn)速低于低速齒輪14G的轉(zhuǎn)速時，棘爪15A在離心力及彈簧15D的彈簧力作用下插入低速齒輪14G上的棘爪齒槽中，在低速齒輪14G的作用下帶動輸出軸13低速旋轉(zhuǎn)，從而將齒輪傳動鏈的運(yùn)動傳到輸出軸13上，實現(xiàn)低速定速傳動。完成了一個循環(huán)周期的調(diào)節(jié)后再進(jìn)行下一個循環(huán)周期的調(diào)節(jié)。重復(fù)如上操作程序，可實現(xiàn)高速調(diào)速運(yùn)行與低速定速運(yùn)行的目的。
權(quán)利要求
1.一種雙傳動鏈液力偶合器，它有由箱體(10)、輸入軸(1)、軸承(2、3、4、12)、輸出軸(13)、渦輪(5)、泵輪(6)、導(dǎo)管殼體(11)、回油管(9)組成的調(diào)速型液力偶合器，其特征在于在輸入軸(1)上裝有高速齒輪(14A)，傳動軸(14D)通過軸承(14B、14F)裝配在箱體(10)上，齒輪(14C)固定于傳動軸(14D)上并與高速齒輪(14A)嚙合，齒輪(14E)固定于傳動軸(14D)上并與低速齒輪(14G)嚙合，低速齒輪(14G)套裝在軸套(15B)上，低速齒輪(14G)的內(nèi)腔壁上有N個可供L個棘爪(15A)插入的棘爪齒槽；在軸套(15B)上有L個棘爪腔(15C)，彈簧(15D)裝于棘爪腔(15C)中，棘爪(15A)的轉(zhuǎn)軸約束在軸套(15B)上，軸套(15B)用鍵(15E)固聯(lián)在輸出軸(13)上；在箱體(10內(nèi))裝有過濾器(16A、16B)，過濾器(16A、16B)的出口分別聯(lián)油泵(16C、16D)入口，油泵(16C、16D)的出口一支路聯(lián)冷卻器(16E)的入口，另一支路聯(lián)安全溢流閥(16G)的入口，安全溢流閥(16G)出口聯(lián)通箱體(10)；冷卻器(16E)的出口聯(lián)二位三通閥(16F)的進(jìn)油口，二位三通閥(16F)的出油口聯(lián)入調(diào)速型液力偶合器的泵輪(6)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙傳動鏈液力偶合器，其特征在于泵輪(6)的輔助油箱(8)內(nèi)腔的直徑d2與泵輪(6)工作油腔(7)直徑d1之差大于40mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有液力傳動與齒輪傳動的雙傳動鏈液力偶合器，它可實現(xiàn)高速無級調(diào)速、低速定速運(yùn)行，兩種運(yùn)行狀態(tài)可自動可靠切換。輸入轉(zhuǎn)動經(jīng)高速齒輪14A、齒輪14C、傳動軸14D和齒輪14E后傳到低速齒輪14G；移動回油管9調(diào)節(jié)泵輪6和渦輪5中的油量，實現(xiàn)高速運(yùn)行調(diào)速；移動回油管9的吸油口遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)中心，將泵輪6的油全部導(dǎo)出，同時二位三通閥16F動作，切斷供油，渦輪5失去動力，輸出軸13的轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到低于低速齒輪14G時，棘爪15A在彈簧力和離心力作用下插入低速齒輪14G的棘爪齒槽中，帶動輸出軸13低速旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)低速定速傳動。這種雙傳動鏈液力偶合器具有高低速傳動效率均高、投資省、占地面積小、維修方便等優(yōu)點。
文檔編號F16H47/00GK1908468SQ20061003209
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月14日
發(fā)明者劉繼清 申請人:劉繼清