液力偶合器.docx
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液力偶合器
液力偶合器
一、设备概述；
液力耦合器是安装在电动机与泵之间的一种传递部件，从电机至液力偶合器和偶合器至水泵之间是采用绕性联轴器连接，而偶合器与一般的联轴器不同之处是，它是通过工作油来传递和转换能量的。
它主要由主动轴、泵轮、涡轮、从动轴以及防止漏油的旋转内套等组成，泵轮与涡轮分别装在主动轮和从动轮上，它们之间无机械联系。
旋转外套在其外缘法兰处用螺栓与泵轮相连接。
泵轮与涡轮的轴心线相重合，内腔相对布置，两轮侧板的内腔形状和几何尺寸相同，轮内装有许多径向辐射形叶片，两轮端面留有适当的间隙。
构成一个液流通道，叫工作腔，工作腔的轴面投影称为流道。
运转时，在夜里偶合器中充满工作油，当主动轮带动泵轮回转时，泵轮流道中的工作油因离心力的作用，沿着径向流道由泵轮内侧（进口）流向外缘（出口）形成高压高速油。
在出口处以径向相对速度与泵轮出口圆周速度形成合速，冲入涡轮的进口径向流道，并沿着流道由工作油动量矩的改变去推动涡轮，使其跟随泵轮作同方向旋转。
但它们的转速不可能完全相同，因液体不具有刚性，假使它们在同一转数下旋转，则工作油就不会再冲击涡轮，因而就不会发生动力传递。
一般泵轮与涡轮的转差率为3%-4%。
油在涡轮流道中由外缘（入口）流向内侧（出口）的过程中减压减速，在出口中又以径向相对速度与涡轮出口圆周形成合速。
冲入泵轮的进口径向流道，重新在泵轮中获得能量。
如此周而复始，构成工作油在泵轮和涡轮两者间的自然环流。
在这种循环中，泵轮将输入的机械功转化为工作油的动能和压力能，而涡轮则将工作油的动能和势能转换为输出的机械功。
从而实现电动机到水泵之间的动力传递。
工作油越多，则传递的动力愈大，也就增加了涡轮的传递。
而工作油减少时，情况正与上述相反。
工作油量靠勺管来调节的，
二、液力偶合器构造
现以德国voith公司生产的R15K-2.E型液力偶合器为例，主要部件有；箱体、传动齿轮和轴、液力偶合器、轴承、油泵、勺管调节装置、冷油器、油滤网等。
1、箱体。
箱体包括轴承座、箱座及油箱。
箱座是承担全部符合的载体，其上部与轴承、箱盖螺栓连接，下部用螺栓与油箱连接，使得箱体和油箱组成一个紧凑的整体。
箱盖对齿轮起保护作用。
其上面还装有用来调整勺管的偏心套筒。
2、传动齿轮和轴。
传动齿轮是经渗碳、淬火及精磨的不锈钢制成的斜形圆柱齿轮，热装到轴上的。
齿轮轴为碳钢制成，在齿轮啮合处压力喷油进行润滑。
3、液力偶合器。
偶合器的滑动调节靠改变进油或出油量，此调节通过操作勺管来完成，偶合器泵轮及涡轮上具有较多的径向叶片，叶片数一般为20-40片，为避免共振，涡轮的叶片一般比泵轮少1-4片在偶合器的旋转外套壳上装有易熔塞，以防止偶合器工作油温过高。
4、齿轮传动装置的轴承。
每个齿轮都由两个滑动轴承支撑，这些轴承均为中分结构的轴瓦组成。
偶合器转动时轴向力分别由泵轮、涡轮转子上的双向止推轴承来承受，止推轴承由止推盘的止推瓦块构成。
轴承及止推轴承均用压力油来润滑。
5、勺管调节装置。
在涡轮侧靠近旋转内套处固定一勺管装置，改变勺管的行程可改变液力传动油量。
从而实现泵转速的改变。
勺管向离开工作油腔方向即油面的方向移动，自勺管排出的油量减少，主油泵油量向工作腔充油，泵转速增加；勺管移进油面，自勺管排出的油量增加，泵转速下降。
6、油系统。
主要包括1台主油泵、1台辅助油泵、2台冷油器及油管路。
主油泵机辅助油泵都为齿轮油泵，主油泵由偶合器的输入轴驱动，辅助油泵由一台电动机驱动，主油泵是在偶合器运转时向油循环回路供油，而辅助油泵是在电动机启动前或停机后向各轴承供油。
冷油器分为工作冷油器及润滑冷油器，工作冷油器的作用是冷却偶合器箱体中的工作油，而润滑冷油器的作用是冷却各轴承的润滑油。
三、偶合器检修准备；
1、人员准备。
一般检修一台液力偶合器需配4-5人。
人员构成应由高、中、初级适当搭配，确立一名工作负责人。
2、技术准备。
检修前，技术员编写检修技术措施和作业指导书。
并进行检修技术交底。
明确技术责任。
检修工作人员一定要熟悉有关液力偶合器的图纸和技术标准。
检修的设备，应了解它的工作原理，运行方式、内部构造、零件用途及零件之间的配合，牢记各个零件的装配方法和要求。
认真学习工程技术人员技术交底内容，必要时作好笔记，严格执行质量标准去工作。
3、备品备件；
1）消耗材料，包括各种清洗剂、螺栓松动剂、红丹粉、黑铅粉、密封胶等。
2）油料；包括汽油、煤油、润滑脂等。
3）备件；准备好耦合器的易磨易损备件，以免在拆卸完毕后没有备件而延长偶合器检修工期。
4）工器具；包括各种常用工具、专用工具、各种精密量具等。
（掳子、铜锤、铅锤等）。
4、运行状态参数的采集与分析；
设备停运前，有关部门要做好偶合器运行过程中的状态参数记录工作，如；轴承温度、冷却器进出口油温、振动、勺管开度与对应的转速等，了解设备运行过程中存在的问题，并检查所记录的技术参数相符。
如果不符应分析其原因，并在检修过程中作专项治理。
5、办理开工工作票；
在检修开始前，有工作负责人一定办理检修工作票；并于运行人员共同到现场认真检查所做措施确已完备。
方可开始检修工作。
四、偶合器解体；
1、联轴器的解体。
对给水泵、电动机相对应的对轮做好记号。
并对偶合器对轮进行晃度测量。
2、联轴器拆卸注意事项；对解体时的螺栓、螺帽、垫圈和孔做好记号。
并要用铁锤敲击螺栓顶部，应垫铜棒以免损坏螺栓。
拆下螺栓要妥善保管，以防丢失。
3、复检联轴器中心；
将联轴器分解后，应对偶合器与两端设备的中心进行复检（复检的方法同前）。
4、拆卸大盖螺栓、吊大盖注意事项；将偶合器上下两体结合面螺栓拆卸后，用顶丝将上盖分离，用吊车将偶合器上盖吊起，在起吊过程中，上盖保持平衡，以免上盖与转子部件发生碰撞，吊离后，放置胶皮上。
5、拆卸上半轴瓦测量轴间隙；
偶合器吊离后，用压铅丝方法测量各轴瓦间隙与紧力。
并做好记录。
6、主、从动齿轮啮合间隙、齿顶间隙测量；
用压铅丝方法或用塞尺直接测量齿轮的啮合间隙及齿顶间隙，将铅丝放在啮合处，转动齿轮分别测出各部间隙。
（顶部间隙、侧隙、平行情况。
7、检查主从动齿轮工作接触情况；
测量齿轮齿面的接触情况，一般用涂抹红丹粉方法进行检查。
要求接触面积为齿高的60%，齿长的90%。
白色发亮区为接触区。
有涂料处为非接触面。
当齿轮接触斑点的位置正确。
而面积又太小时，可在齿面上加研磨剂进行研磨，直到接触面积达到要求为止。
8、吊从动齿轮；
偶合器上端吊离后，从偶合器箱体内拆除润滑管、全部测温探头。
然后拆卸输出端推力轴承盖及外部推力轴承。
拆下推力盘并取出内侧推力瓦块，拆卸前在推力瓦块上彼此做好记号。
用铁丝将上下轴承帮在一起。
在起吊过程中必须保持转子平衡，以免碰伤小齿轮。
将转子吊出后放在胶皮上。
9、分解偶合器转子；
将转子垂直放置使泵轮轴向上，当泵轮与转子外壳拆开时，拆下涡轮，在涡轮轴的法兰上有两个通孔。
通过其中一个孔可拆下开口弹簧挡圈，并借助M8×6螺栓拆下导向销。
从勺管腔内拆下勺管套和勺管，此时可将涡轮套从供排油腔内拆下。
将供排油腔水平放置，然后拆卸输出轴上其他的径向轴承及推力轴承。
并在各个轴承上做好记号。
10、起吊主动齿轮及注意事项；
在起吊的过程中，在绳索与接触地方垫上胶皮以免在起吊过程中损坏齿轮，应保持水平放置枕木上。
四、偶合器检修
1、滑动轴承检修；偶合器解体后，对径向轴承用煤油或丙酮清理干净，检查轴瓦表面是否有裂纹和损伤，乌金表面是否存在脱胎、剥落气孔等缺陷。
如发现上述情况，一般不采用浇铸法对轴承进行补焊。
因瓦胎较薄容易变形。
应进行更换。
2、新更换的轴承的刮研；刮削可分粗刮、细刮、精刮。
粗刮主要是间隙的刮削，细刮主要接触角的修刮，精刮主要是接触点的刮削。
粗刮一般将轴承放假轴上进行。
细刮、精刮则将轴承放在轴承座内用转子磨合着色。
下轴承与轴颈接触面的宽度为接触角。
其值按厂家规定，一般在60-70°。
3、齿轮检修和失效处理；齿轮用清洗剂清洗干净后，检查齿轮的磨损是否严重。
并检查齿轮表面的粗糙度。
发现齿轮有凸处应进行磨光（用细油石）在检修过程中，发现齿轮损坏应进行更换。
对更换的新齿轮要进行严格的检查，对啮合间隙，齿轮接触进行测量。
要符合标准。
否则应对相互啮合的齿轮进行研磨，达到合格为止。
4、推力瓦检修及刮研；偶合器输入轴及输出轴的推力轴承解体后，用煤油一次将各推力瓦清洗干净，然后检查各瓦块和固定座有无毛刺和损伤。
瓦块乌金有无严重磨损、变形、剥落、脱开划痕等。
然后按下列内容进行：
检查瓦块工作印痕大小，是否大致相等，乌金表面有无磨损及电蚀，其次检查乌金是否有裂纹、脱胎、气孔、夹渣等缺陷，检查瓦块厚度应均匀，两块厚度差不得超过0.02㎜。
最后检查推力瓦块与推力盘接触情况，将固定座置一水平平板上，将推力瓦块组合好，并在瓦块涂一层红丹粉，将推力盘的工作面接触到瓦块上，按转动方向盘动推力盘，盘动数圈后，将推力盘取下，检查接触痕迹。
根据痕迹进行修刮。
其接触面积应大75%以上。
分布均匀，否则继续修刮。
5、推力盘检修；推力盘表面应光洁无毛刺，工作面的粗糙度＜1.6µm。
当推力盘损伤轻微时，用刮研的方法修理，研刮前测量推力盘圆周对称四点厚度及飘偏度。
在一平板上涂一层红丹粉，平压在平衡盘上研磨，用刮刀修刮平面上的突出印痕。
一直修刮到合格为止。
6、泵轮、涡轮检修；泵轮、涡轮解体后用清洗剂将泵轮、涡轮清洗干净，然后检查叶片是否有损伤，如果损伤严重，应进行更换。
解体后的泵轮、涡轮叶片需进行测频共振试验，如果转子部件需更换零部件。
应做转子的动平衡试验。
7、齿轮轴检修工艺；齿轮轴解体后应清扫干净，其表面粗糙度＜1.6µm。
然后将齿轮轴放在平板上的V型铁上，测量齿轮轴弯曲，弯曲合格后，将齿轮妥善保管，以免受到损伤，如果齿轮轴弯曲过大或表面受到严重磨损，应更换新的齿轮轴，新更换的轴应与图纸校核，确认无误后方可进行组装。
8、勺管及勺管套检修；将勺管及勺管套清扫干净后，检查勺管与勺管套的磨损情况；，并检查勺管的机械功能是否符合要求，如果未发现异常，应妥善保管，以免损伤或丢失。
9、主辅油泵检修工艺（齿轮泵齿轮检修工艺）；齿轮泵解体后用红丹粉检查齿面的接触情况，要求沿齿长啮合75%以上，若表面及泵体内部有轻微磨损痕迹，可以用细砂布打磨，不允许用锉刀、刮刀修刮。
10、主油箱及油管路系统检修；
1、油箱清扫。
油箱在每次检修时，都应进行彻底的清扫。
先把油箱内油全部放出，然后用磷酸三钠水或清洗剂进行擦洗。
直至污垢全面清除后，在用白布擦净。
并用面粉团将内壁小杂物粘除。
在清扫过程中检查油箱内部防腐漆是否完好，如有脱落现象，应重新涂漆。
油箱清扫完毕后，应用塑料布盖好，以免落入杂物。
2、油滤网清洗。
油滤网取出后，用清洗剂清扫干净，并用压缩空气吹净，如果滤网有破损，应进行更换。
3、冷油器检修。
冷油器解体后，用专用工具将冷油器管内水垢清洗干净，冷油器清洗完毕后。
将冷油器油管路系统回装，然后将油泵转起，保持5分钟后检查铜管有无渗漏、破裂、胀口不严等现象，如果个别铜管有渗漏，则可用两头加堵的方法，但堵管数目不应超过该通路管总数的10%，超过此数目时应进行更换铜管。
4、油管路清洗与检修。
为消除油管路的渗油，在检修前必须记录在运行中渗漏的地方，以便在检修时消除缺陷。
油管路的清洗可用温度较高的热水洗去油垢。
五、偶合器组装；
在偶合器组装过程中，箱体内所有螺栓都必须与原来一样配有止动垫片；止动舌扭曲的垫片应换新，并在各自密封面上涂塑性耐油密封胶。
当组装转子部件时，应注意平衡标志，不要将相同部件装反。
1、偶合器转子部件组装；将联轴器装在涡轮轴上，按标记装配输出端推力轴承10/11号见图，在推力瓦的乌金面和其背面涂上润滑脂，将10号的推力轴承和轴承壳体装到涡轮轴的推力盘上，安装时应正确到位，以便接下来的供油腔安装。
将11号推力轴承一起推向推力盘并定位，同时在涡轮轴上装供排油腔。
在轴承端盖上涂密封胶并将其装到供排油腔上。
在涡轮套上装易溶塞和密封圈，将涡轮套放到供排油腔上。
在安装勺管套和勺管时，应注意勺管套和勺管装配后将两者准确地对准导向螺孔。
安装导向螺栓和弹性挡圈，装上涡轮，并用螺栓将其紧固到涡轮上。
提起涡轮套（与解体方法相同）用三根木块支撑住放在泵轴上。
紧固泵轮与涡轮套的紧固螺栓，将转子翻转到水平位置。
输入2
3
14涡轮
561011输出
78912
泵轮
液力偶合器轴承排序图
2、偶合器转子吊装；沿泵轮轴上事先装好的7号轴承，并用绑紧铁丝固定，将8号轴承装到泵轮轴上并用铁丝绑紧，按解体时所述吊住转子小心地将转子放在箱体内，在放在转子时，必须将轴承上的圆柱销放到箱体的凹槽内。
将推力轴承装在护板与7号轴承中心对准，并宁紧螺栓。
在推力瓦块的乌金面和背面涂上润滑脂。
将5号的推力轴承装在推力轴承盖上，在端盖处涂上密封胶并将其装上，装配时注意润滑油孔，密封圈与箱体的互相位置。
按勺管和控制轴的装配要求装上控制控制轴，勺管与控制轴的装配应符合要求。
3、输入轴装配；将1至4的轴承套在轴上，按照解体时所述吊起转子输入轴，并在轴承端盖下部涂密封胶。
小心的将输入轴装入箱体内。
4、主油泵装配；将主油泵按其正确安装位置装到箱体上，拧上紧固螺栓。
可按下列步骤调整主油泵驱动齿轮间隙；
1）给齿轮几个齿面上涂上色剂。
2）来回盘动齿轮。
3）用铅垂轻轻敲击油泵来调整齿轮啮合情况，直到齿轮宽方向啮合接触均匀。
4）检查齿侧间隙，允许齿侧间隙为0.5＋0.1㎜.5）拧紧紧固螺栓。
6）装上驱动齿轮的润滑油管，装上驱动齿轮，接上进、出口管道法兰。
5、安装辅助油泵；按照主油泵的装配方法组装辅助油泵，并将辅助油泵安装到箱体上，接上进口和出口管道法兰。
6、测量各部轴承间隙；
尺寸（㎜）
轴承编号
轴颈
1
2/3
4
5/6
7
8
9
10/11
12
轴承间隙
最小值
Ф140
推力轴承
Ф140
推力轴承
Ф100
Ф105
Ф68
推力轴承
Ф70
最小值
0.142
0.360
0.142
0.200
0.118
0.128
0.071
0.200
0.074
轴承尺寸超过此值应更换轴承
0.211
0.534
0.211
0.319
0.187
0.190
0.117
0.316
0.119
0.231
0.834
0.231
0.619
0.207
0.210
0.137
0.616
0.139
7、装上箱盖；按拆卸箱盖相同的方法吊起箱盖，清洗所有密封面后在各密封面上涂密封胶，小心的将箱盖装到箱体上，并用螺钉旋紧。
旋紧辅助润滑油泵与箱盖的紧固螺钉，装上支架和电机。
8、安装勺管调节机构；在偶合器箱体上装上调节圈，用紧定螺钉控制轴，装上刻度盘和指针，接好执行机构与调杆。
安装时要注意调节行程的限位不能由控制机构的挡块或勺管来实现，必须由执行机构上的挡块来完成。
9、油管路的连接、油滤网的回装；所有油管路法兰垫片全部换新，并连接各油管路法兰，在连接法兰时，螺栓一定要均匀把紧，不得使法兰结合面存在张口而引起法兰结合面漏油。
将清扫后的油滤网按拆卸的相反程序进行组装。
10、连轴器找中心；以偶合器为基点，找给水泵转子上所有对轮中心，依次为偶合器-电动机-前置泵。
（中心标准按厂家值为基准）。
原理相同，不再叙述。
11、连对轮；将中间短节装配到给水泵与偶合器之间，按照记号将对轮销子穿入各自的销孔中，并紧固对轮销子螺母。
用同样的方法连接偶合器与电动机间对轮。
12、偶合器上油；设备组装完毕后，对偶合器油箱上油，在上油时监视油面计油位。
一般油加到油计2/3即可。
六、偶合器试运过程；
1、油循环；油管路组装完毕油箱充油后进行油循环、使油通过过滤装置进行油循环，待油指标化验合格后油循环结束。
2、投入试运过程；耦合器投入运行后，有关部门要做好偶合器运行时技术参数的记录工作，如轴承温度、冷油器进出口温度、振动、转速等。
在偶合器投入运行后应检查下列情况；
1）听诊齿轮传动装置是否有不正确的撞击、杂音或异音。
2）检查各轴承温度不得超过规定值。
3）测量各轴承振动不得超过规定值。
4）检查工作冷油器进出口油温不得超过规定值。
5）检查润滑冷油器进出口油温不得超过规定值。
6）检查油箱的油温不得超过规定值。
3、运行后偶合器出现故障分析；
（1）偶合器振动原因；
1）齿轮传动装置中心不正。
2）液力偶合器转子部件平衡不良。
3）泵轮和涡轮产生的共振。
4）偶合器中心不良。
5）基础支撑不牢固。
6）液力偶合器转子损坏。
（2）偶合器轴瓦温度高。
1）联轴器中心不良。
2）轴瓦研刮不良，间隙不对，接触不好。
3）润滑油压不足，油质劣化。
（3）润滑油压不正常原因.
1）润滑油压太低。
原因；润滑油过滤器堵塞；润滑油溢流阀损坏或安装调整不当；润滑油泵吸入管堵；润滑油泵内进入空气；润滑油系统管路内有泄漏。
2）润滑油压太高；主要是因为润滑油溢流阀调整不正确所致。
（4）调速油压不正常原因；
1）调速油压太高。
原因；工作溢流阀调整不正确；工作溢流阀有故障；
2）调速油压太低。
原因；工作油过滤器堵塞；工作溢流阀调整不正确或损坏；工作油泵吸入管堵塞；工作油泵内吸入空气。
（5）偶合器油温过高原因；原因；转差率大时（输出轴速过低），工作油自身循环不良；工作油冷却器冷却效果不好；
（6）冷油器换热效果不良。
原因；冷却水来水量少；冷油器铜管堵塞严重；冷却水来水门损坏；冷却水管堵塞；冷油器水侧有空气；
4、热态验收；
偶合器正式运转后，记录偶合器的运行参数，并与修前所记录的运行参数相比较，以检验偶合器检修的是否成功。
七、偶合器检修总结；
1、收集记录卡片；偶合器检修完毕后，将偶合器检修记录收集齐全，要求填写记录卡片时要真实，不要弄虚作假，并对本次设备检修工作过程做已全面的总结，在检修过程中处理了何重大缺陷及检修后设备还存在什么问题都要认真写到检修总结中，并将检修记录附在检修总结内，然后将其妥善保存，以作为偶合器下次检修时的参考依据。
2、根据检修完毕后成功与失败总结经验和教训；偶合器运行后根据偶合器运行的状态来回顾一下本次检修过程中检修方面还存在哪些缺陷和不足，对照本次检修工作自身做一次总结，总结在检修工作中的经验和教训，以提高自身的检修技术水平。
3、形成技术文件；将检修总结及记录卡片打印成册，形成技术文件，作为参考资料加以保存。
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