一种液力偶合器传动装置的制作方法

1.本发明涉及传动机构技术领域，尤其是涉及一种液力偶合器传动装置。


背景技术：

2.高速大功率液力偶合器传动装置用于调节高转速大功率回转类工作机的工作转速。主要应用于火电站、核电站的给水泵转速调节。液力偶合器具有无级调速、防振隔振、软启动、电机保护、节能等优点，且具有精度高、结构复杂、传递扭矩大等特点。但现有高速大功率液力偶合器传动产品的各部件分散不集中，使得装置的占地面积大，且分散的零部件也增大了装置安装、调试及维修的困难程度。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种液力偶合器传动装置，以解决现有液力偶合器传动装置的部件分散不集中，导致装置的占地面积大且装置的安装、调试及维修困难程度大的问题。
4.本发明提供了一种液力偶合器传动装置，其中，所述液力偶合器传动装置还包括：
5.动力组件，包括传动件和与所述传动件连接的液力偶合器；
6.所述传动件的输入端与动力源连接，所述传动件的输出端连接所述液力偶合器，所述液力偶合器的输出端连接工作机，以将动力传递给所述工作机；
7.供油组件，所述供油组件的输入端与所述传动件连接，所述供油组件与所述液力偶合器连通，以向所述液力偶合器供输油液；
8.油箱，所述油箱内设置有油路，所述油路与所述动力组件和/或所述供油组件连通；
9.工作台，设置于所述油箱的顶部，所述动力组件和所述供油组件设置在所述工作台上。
10.优选地，所述传动件形成为齿轮传动，所述传动件包括主动轴、从动轴和齿轮，所述主动轴的输入端与所述动力源连接，所述从动轴的输出端与所述液力偶合器连接；所述齿轮包括设置在所述主动轴上的主动轮和设置在所述从动轴上的从动轮，所述主动轮与所述从动轮啮合。
11.优选地，所述齿轮形成为人字齿轮，所述主动轮的分度圆直径大于所述从动轮的分度圆直径。
12.优选地，所述供油组件包括润滑油泵和工作油泵，所述供油组件与所述主动轴连接，所述供油组件与所述动力源分别设置在所述主动轴长度方向上的两端部。
13.优选地，所述主动轴与所述供油组件之间设置有加速齿轮组件，所述加速齿轮组件包括互相啮合的大齿轮和小齿轮，所述大齿轮设置在所述主动轴的端部，所述小齿轮与所述供油组件连接，所述加速齿轮组件形成为斜齿轮传动组件。
14.优选地，所述液力偶合器传动装置还包括保护壳，所述保护壳形成为壳体结构，所
述动力组件和所述供油组件设置在所述保护壳的壳体结构内，所述保护壳形成有供所述动力组件伸出壳体结构外部的开口；
15.所述保护壳形成为分体式结构，所述保护壳包括上壳部和下壳部，所述上壳部能够扣合在所述下壳部的顶部，以形成容纳所述动力组件和所述供油组件的工作空间；所述下壳部包括所述工作台，所述工作台的底部形成有所述油路，所述工作台形成有多个接口，所述接口贯穿至所述油箱或所述工作空间。
16.优选地，所述液力偶合器传动装置还包括过滤件和检测部；
17.所述过滤件包括空气滤清件和油液过滤件；所述空气滤清件设置在所述上壳部；
18.所述油液过滤件设置在所述保护壳的壳体结构的外部，所述油液过滤件与所述油路连通，所述油液过滤件形成为双筒过滤件；
19.所述检测部设置在所述保护壳的壳体上，所述检测部贯穿至所述工作空间，所述检测部设置有多个，多个所述检测部分别与所述传动件上的轴承对应设置，所述检测部用于检测温度、转速、压力或轴振。
20.优选地，所述液力偶合器传动装置还包括与所述液力偶合器连通的辅助润滑件，所述辅助润滑件设置在所述保护壳的壳体结构的外部，所述辅助润滑件形成为立式结构，立式结构的所述辅助润滑件安装于所述工作台上。
21.优选地，所述液力偶合器包括泵轮、涡轮和勺管执行件；所述泵轮和所述涡轮之间形成有工作腔，所述工作腔内设置有所述油液，所述泵轮与所述传动件连接，所述涡轮与所述工作机连接，所述传动件驱动所述泵轮转动，在离心力的作用下所述泵轮将所述油液甩向所述涡轮，以将所述油液的动力传给所述涡轮并带动所述涡轮转动，动力下降的所述油液又流回所述泵轮，形成循环回路，使得传动件的动力柔性地传递至所述工作机。
22.优选地，所述勺管执行件包括勺管组件和与所述勺管组件连接的调节阀组件，所述涡轮的外壁设置有涡轮套，所述涡轮与所述涡轮套之间形成有工作辅腔，所述工作辅腔与所述工作腔相互连通，所述勺管组件穿设在所述工作辅腔中，调节所述勺管组件在所述工作辅腔中的位置，以改变所述工作腔和所述工作辅腔内的油液填充率，从而改变涡轮转速。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.本发明的液力偶合器传动装置将各个部件集成在同一箱体结构上，合理利用箱体结构将各部件排布紧密、布局规整，如此使得液力偶合器传动装置的结构紧凑以减小其占地面积，合理的布局也使得液力偶合器传动装置便于安装、调试以及维修。
25.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明的实施例提供的液力偶合器传动装置的结构示意图；
28.图2为本发明的实施例提供的液力偶合器传动装置在另一视角下的结构示意图；
29.图3为本发明的实施例提供的液力偶合器传动装置在又一视角下的结构示意图；
30.图4为图3中a处的结构示意图；
31.图5为本发明的实施例提供的液力偶合器传动装置中保护壳的结构示意图；
32.图6为本发明的实施例提供的液力偶合器传动装置中勺管执行件的结构示意图；
33.图7为本发明的实施例提供的液力偶合器传动装置的油路示意图。
34.图标：100-动力组件；101-输入部；102-输出部；10-传动件；11-主动轴；12-从动轴；13-主动轮；14-从动轮；20-液力偶合器；21-泵轮；22-涡轮；221-涡轮套；23-勺管执行件；231-勺管组件；232-调节阀组件；233-电磁阀；30-供油组件；31-加速齿轮组件；40-油箱；41-油路；50-保护壳；51-上壳部；511-视窗；52-下壳部；521-工作台；53-开口；54-接口；55-检测部；61-空气滤清件；62-油液过滤件；70-辅助润滑件；81-润滑油调节件；82-工作油调节件；91-润滑油冷却器；92-工作油冷却器。
具体实施方式
35.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本技术的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。
36.这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。
37.在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。
38.如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。
39.尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
40.为了易于描述，在这里可使用诸如“在
……
之上”、“上部”、“在
……
之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，
如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在
……
之上”根据装置的空间方位而包括“在
……
之上”和“在
……
之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。
41.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
42.由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。
43.这里所描述的示例的特征可按照在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本技术的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。
44.根据本发明提供一种液力偶合器传动装置，其包括传动件10、液力偶合器20以及供油组件30。
45.在下文中，将描述根据本实施例的液力偶合器传动装置的上述部件的具体结构。
46.在本实施例中，如图1至图7所示，动力组件100包括传动件10和与传动件10连接的液力偶合器20；传动件10的输入端(即动力组件100的输入部101)与动力源连接，动力源可以是发动机、电机或内燃机等，传动件10的输出端(即下述从动轴12的输出端)连接液力偶合器20，从而为液力偶合器20提供动力，液力偶合器20的输出端(即动力组件100的输出部102)连接工作机，以将动力源的动力传递给工作机，工作机可以是给水泵或其他转机设备；如此改善并提高动力源的启动性能，以平稳地启动工作机，减少工作机运行过程中的冲击和振动，此外液力偶合器20还能够对动力源和工作机形成保护、防止过载。
47.在本实施例中，如图1至图7所示，传动件10优选地形成为齿轮传动，传动件10包括主动轴11、从动轴12和齿轮，主动轴11的输入端(即动力组件100的输入部101)与动力源连接，从动轴12的输出端与液力偶合器20连接；齿轮包括设置在主动轴11上的主动轮13和设置在从动轴12上的从动轮14，主动轮13与从动轮14啮合，主动轮13的分度圆直径优选地大于从动轮14的分度圆直径，如此实现增速传动，液力偶合器20仅通过一级增速便能够达到比较高的转速，从而使得液力偶合器20在相同的传递功率下，液力偶合器20中泵轮21和涡轮22的循环圆直径相对变小，小尺寸的液力偶合器20使得整个传动装置的结构更加紧凑，从而减小液力偶合器传动装置的占地面积。此外，动力组件100还包括滑动轴承和/推力轴承，以对动力组件100进行支撑或轴向定位，下述的下壳部52上形成有与轴承对应设置的安装部，推力轴承和液力偶合器20分别设置在从动轴12长度方向上的两端部。
48.在优选的实施方式中，如图3所示，齿轮形成为人字齿轮，如此使得齿轮的承载能力高、工作平稳，且能够实现轴向力自平衡，使得齿轮的整体结构刚性好、不易变形、精度高。
49.在本实施例中，如图1至图7所示，供油组件30，供油组件30的输入端与传动件10连接，使得传动件10向供油组件30提供动力源，供油组件30与液力偶合器20连通，以向液力偶合器20供输油液，供油组件30包括润滑油泵和工作油泵，如此保证液力偶合器20与机组轴
承的正常工作。润滑油泵和工作油泵优选地分开设置，使得工作油和润滑油分开且分别地形成为独立的两个回路，如此保证机组供油更加安全可靠。
50.在本实施例中，如图3和图4所示，液力偶合器20与供油组件30的采用相同的动力源，以降低成本、便于控制，具体的，供油组件30与传动件10的主动轴11连接，使得供油组件30与动力源分别设置在主动轴11长度方向上的两端部，如此实现由传动件10的主动轴11为供油组件30提供动力，由传动件10的从动轴12为液力偶合器20提供动力，从而实现通过一个动力源驱动两个装置运动。
51.在优选的实施方式中，如图3和图4所示，主动轴11与供油组件30之间设置有加速齿轮组件31，加速齿轮组件31包括互相啮合的大齿轮和小齿轮，大齿轮设置在主动轴11的端部，小齿轮与供油组件30连接，使得供油组件30得到较高的转速，以满足多种不同类型的供油组件30的泵油需求，加速齿轮组件31优选地形成为斜齿轮传动组件，以提升大齿轮和小齿轮的啮合性和重合度，使得加速齿轮组具有传动平稳、噪声小、承载能力高的优势。
52.在本实施例中，如图1至图7所示，液力偶合器20包括泵轮21、涡轮22和勺管执行件23，通过勺管执行件23调节油液循环，改变泵轮21和涡轮22的充油量，从而调节涡轮22的转速以实现输出转速的无极调速，具体的，泵轮21和涡轮22之间形成有可使液体循环流动的密闭的工作腔(泵轮21与涡轮22之间形成有预定间隙)，工作腔内设置有油液，泵轮21与传动件10连接，涡轮22与工作机连接，传动件10驱动泵轮21转动，在离心力的作用下泵轮21将油液甩向涡轮22，以将油液的动力传给涡轮22并带动涡轮22转动(高速转动的油液立即推动涡轮22旋转，如此将由泵轮21获得的能量传递给工作机)，动力下降的油液又流回泵轮21，形成循环回路，使得传动件10的动力柔性地传递至工作机，如此消除冲击和振动，输出转速低于输入转速，转速差会随着载荷的增大而增加；此外，液力偶合器传动装置还具有过载保护与启动性能好的优势，当工作机的载荷过大而停转时，传动件10上的从动轴12仍可继续转动，如此避免对动力源设备造成损坏；当载荷减小时，涡轮22的转速增加至接近于泵轮21的转速，使传递扭矩趋近于零。
53.此外，在本实施例中，如图1至图7所示，涡轮22的转子部件安装在勺管执行件23的内部，涡轮22的外壁设置有涡轮套221，涡轮22与涡轮套221之间形成有工作辅腔，工作辅腔与工作腔相互连通，勺管组件231穿设在工作辅腔中；液力偶合器20通过调节工作腔内部的油液填充率来调节涡轮22的输出转速，工作腔内的油液填充率通过勺管执行件23调节，具体的，勺管执行件23包括勺管组件231和与勺管组件231连接的调节阀组件232，通过调节勺管组件231在工作辅腔中的位置，以改变工作腔和工作辅腔的内部的油液填充率，从而改变涡轮22转速，需要说明的是，调节阀组件232和勺管组件231均可以通过电磁阀233控制，其中，电磁阀233形成为原动件，调节阀组件232和勺管组件231形成为从动件。
54.在本实施例中，如图6和图7所示，液力偶合器20的油量调节方式形成为复合式调节，油液进口通过调节阀组件232调节，油液出口通过勺管组件231调节；复合调节方式根据工作机的实际转速工况和液力偶合器20的滑差损失而引起的发热不同，通过调节阀组件232调节并供给相应的工作油量，从而实现在整个调速范围内的液力偶合器20具备较高的传递效率。
55.需要说明的是，调节阀组件232的调节方式优选地形成为电液比例式的勺管控制机构，不仅勺管的驱动形成为电液式，勺管组件231本身也形成为电液式，如此大大地延长
了勺管执行件23的寿命，提高了响应速度及控制精度。
56.在本实施例中，如图1至图7所示，液力偶合器传动装置还包括油箱40，油箱40内设置有油路41，油路41与动力组件100和/或供油组件30连通，油路41形成为管道结构并集成于油箱40内，减少了外部管路的设置，从而减少了管路的焊接以及液力偶合器20的拆装工作量，如此避免焊接管路长时间运行后容易出现开裂的情况，提高了液力偶合器传动装置的安全性、可靠性以及使用寿命，油箱40可以形成为矩形体或圆柱体等结构，只要保证油箱40具有能够容纳油路41的能力即可。
57.在本实施例中，如图1至图7所示，液力偶合器传动装置还包括设置于油箱40的顶部的工作台521，动力组件100和供油组件30设置在工作台521上，使得液力偶合器传动装置的外形规整、便于安装或修理。
58.在本实施例中，如图1至图7所示，液力偶合器传动装置还包括保护壳50，保护壳50形成为壳体结构，动力组件100和供油组件30设置在保护壳50的壳体结构内，保护壳50形成有供动力组件100伸出壳体结构外部的开口53，使得输入部101和输出部102伸出保护壳50之外，以便于其与动力源或工作机连接，开口53的形状可以为圆形，如此输入部101和输出部102等部件的结构形状相适配，从而提升保护壳50的保护能力且便于装配。
59.此外，在本实施例中，如图1至图7所示，保护壳50上还可以开设视窗511，视窗511形成在保护壳50的顶部并形成为可拆卸结构，视窗511可以设置有多个，每个视窗511的位置和尺寸大小可以分别与传动件10、液力偶合器20和供油组件30相对应，以便操作人员检查设备的工作情况是否出现问题，若出现问题时可以将视窗511打开并将出现问题的部件吊出以进行维修或更换，如此避免整机拆卸导致的工作效率低、拆装困难且工作量大。
60.为了便于动力组件100和供油组件30安装在保护壳50的壳体结构内，在优选的实施方式中，如图1至图7所示，保护壳50形成为分体式结构，保护壳50包括上壳部51和下壳部52，上壳部51与下壳部52可以采用螺栓连接，上壳部51能够扣合在下壳部52的顶部，以形成容纳动力组件100和供油组件30的工作空间，上壳部51与下壳部52组合后为传动件10和液力偶合器20提供了封闭的工作腔，为供油组件30提供了工作空间，工作空间内的油液能够流回油箱40，使得油液被循环使用。
61.此外，在本实施例中，如图1至图7所示，下壳部52包括工作台521，下壳部52可以通过铸造工艺形成为一体式结构，如此提升安装于工作台521上的部件的稳定性；工作台521的底部形成有油路41，油路41的周围形成有法兰孔，可以在油路41表面安装法兰，使油路41形成为封闭的管道结构，如此简化了液力偶合器20装配管道的工作；工作台521的侧壁形成有多个接口54，接口54用于连接外部设备(如冷却器等，冷却器包括润滑油冷却器91和工作油冷却器92)，接口54贯穿至油箱40或工作空间，使得其能够与外部设备连通，接口54形成为标准化结构，以提升液力偶合器传动装置的适配性。
62.在本实施例中，如图1至图7所示，液力偶合器传动装置还包括过滤件，过滤件包括空气滤清件61和油液过滤件62；空气滤清件61与保护壳50的壳体结构连通，以清理工作空间内的杂质还能够平衡保护壳50内部的压力，空气滤清件61可以设置在上壳部51的顶部，以免对保护壳50周围的部件造成干涉，空气滤清件61可以采用空气滤清器。油液过滤件62设置在保护壳50的壳体结构的外部，油液过滤件62与油路41连通，油液过滤件62优选地形成为双筒过滤件；使得油液过滤件62形成为可切换式的双回路，当油液过滤件62内的滤网
出现堵塞时，可实现不停机切换，保证设备正常且安全地运行。
63.在本实施例中，如图5所示，液力偶合器传动装置还包括设置在保护壳50的壳体上的检测部55，检测部55贯穿至工作空间，检测部55可以形成为孔状结构，检测部55设置有多个且与传动件10上的轴承对应设置，以便于检测轴承的温度、输出部102的转速、油路41内的压力以及主动轴11、从动轴12和输出部102的轴振，检测部55对应地设置有温度检测件、速度检测件、压力检测件与振动检测件，如此保证液力偶合器20转动装置安全运行。
64.在本实施例中，如图1至图7所示，液力偶合器传动装置还包括与液力偶合器20连通的辅助润滑件70，辅助润滑件70设置在保护壳50的壳体结构的外部且具有独立的动力源，当需要紧急启动或停止时，辅助润滑件70不受传动件10控制，使得液力偶合器20时刻处于润滑状态，保证液力偶合器20使用安全，辅助润滑件70优选地形成为立式结构，立式结构的辅助润滑件70安装于工作台521上，立式结构使得液力偶合器传动装置的整体布局更加紧凑合理且不会使辅助润滑件70与周围的部件产生干涉，当辅助润滑件70需要维修或更换时立式结构也便于将其拆卸吊起。
65.此外，在本实施例中，如图1至图7所示，液力偶合器传动装置还包括油压调节件，油压调节件可以形成为溢流阀，溢流阀与保护壳50内的油路41连通，具体的，油压调节件包括润滑油调节件81和工作油调节件82，润滑油调节件81和工作油调节件82分别设置在工作台521的两端部，工作油调节件82可以设置在靠近液力偶合器20的一端，润滑油调节件81设置在对置的另一端。
66.在本实施例中，液力偶合器传动装置还包括控制系统，以对动力组件100和供油组件30等实现智能化控制。
67.根据本发明的液力偶合器传动装置的各个部件均采用标准化接口设计，降低产品设计难度及制造成本，提升零部件通用性，具有抗振效果好、传动效率高的优势，液力偶合器传动装置将各个部件集成在同一箱体结构上，合理利用箱体结构将各部件排布紧密、布局规整，如此使得液力偶合器传动装置的结构紧凑，以减小其占地面积，合理的布局也使得液力偶合器传动装置便于安装、调试以及维修；此外还增设独立的辅助润滑件，如此当传动装置出现紧急情况时也可以保证液力偶合器的使用安全。
68.此外，还能够满足大型工作机的实际需求，保证工作机平稳可靠高效运行，延长了机组的使用寿命、减少了维修工时。
69.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。