專利名稱：一種液粘調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液粘調(diào)速裝置，可應(yīng)用于電力、石化、冶金、煤炭等高能耗行業(yè)中各種風(fēng)機、水泵等裝置的調(diào)速節(jié)能。
背景技術(shù)：
液粘調(diào)速離合器是一種液粘調(diào)速裝置，它基于牛頓內(nèi)摩擦定律，依靠液體粘性，油膜剪切來傳遞動力，通過改變油膜間隙來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。七十年代美國費城齒輪公司率先研發(fā)出液粘調(diào)速技術(shù)產(chǎn)品，我國北京理工大學(xué)魏宸官教授在引進(jìn)美國技術(shù)的基礎(chǔ)上并自主研發(fā)成功了基于電液比例控制技術(shù)的新型液粘調(diào)速裝置，并且成功應(yīng)用于工程實踐。液粘調(diào)速裝置的摩擦副間油膜是影響其性能的核心因素，傳統(tǒng)液粘調(diào)速裝置采用 單活塞結(jié)構(gòu)壓緊方式，依靠潤滑油泵通過整體式主動軸上的分油道將油液壓入摩擦副間，這樣建立起來的各摩擦副間油膜不均勻，從而造成摩擦片偏磨，靠近活塞一側(cè)的摩擦片磨損嚴(yán)重，遠(yuǎn)離活塞一側(cè)的摩擦片幾乎無磨損。這是造成液粘調(diào)速裝置的調(diào)速性能變差、工作壽命變短的本質(zhì)原因之一。并且整體式主動軸生產(chǎn)制造過程必須經(jīng)過鍛造工藝，鍛造毛坯質(zhì)量大，難加工，成本高。因此合理改進(jìn)傳統(tǒng)液粘調(diào)速裝置的控制油路及潤滑油路，提高液粘調(diào)速裝置摩擦副間油膜均勻程度是影響其可靠運行的關(guān)鍵技術(shù)。到目前為止，采用液粘調(diào)速原理設(shè)計的液粘調(diào)速裝置主要有CN86104607A公布了一種液體粘性傳動調(diào)速離合器，CN200996420Y公開了一種液體粘性軟啟動裝置，CN201246456Y公布了一種帶式輸送機液體粘性無極調(diào)速裝置，CN201236906Y公開了一種基于變頻控制的液粘無極調(diào)速裝置，CN102155526A公布了一種機械-液粘復(fù)合式無極調(diào)速裝置，CN101782142A公開了一種液粘調(diào)速傳動裝置調(diào)速主機，CN101440865A公布了一種液粘行星調(diào)速裝置主機。這些中國專利文獻(xiàn)所公開的技術(shù)方案各有其優(yōu)點，也解決了一些實際工程應(yīng)用中的問題，但是它們的主機結(jié)構(gòu)形式、潤滑油路、控制油路類似，均采用的是單活塞式壓緊和整體式主動軸結(jié)構(gòu)，通過整體式主動軸上的分油道將油液壓入主被動摩擦副間，這樣建立起來的各摩擦副間油膜不均勻，在實際應(yīng)用過程中仍會不可避免的出現(xiàn)摩擦副偏磨問題，從而影響液粘調(diào)速裝置的工作性能及使用壽命。這是現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有液粘調(diào)速裝置工作過程中出現(xiàn)的摩擦副偏磨問題，提供一種新的液粘調(diào)速裝置，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的部分或全部缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下
本發(fā)明液粘調(diào)速裝置包括傳動機構(gòu)、控制機構(gòu)、主動軸透蓋和被動軸透蓋，所述傳動機構(gòu)包括主動軸、主動摩擦片、被動摩擦片、被動鼓、被動盤和被動軸，控制機構(gòu)包括第一活塞缸，被動摩擦片安裝于被動鼓上，被動鼓與所述被動盤固定連接，被動盤與被動軸固定連接；所述主動軸設(shè)有相互連通的第一徑向油道和軸向油道，被動軸設(shè)有相互連通的第一徑向油道、第二徑向油道和軸向油道；所述主動軸透蓋設(shè)有能夠與外界的潤滑油供油系統(tǒng)連通的徑向油道，被動軸透蓋設(shè)有能夠與外界的控制油供油系統(tǒng)連通的徑向油道；被動軸的軸向油道通過被動軸的第一徑向油道與被動軸透蓋的所述徑向油道連通，主動軸的軸向油道通過主動軸的第一徑向油道與主動軸透蓋的所述徑向油道連通；其特征是還包括齒套和支承座,所述齒套與主動軸固定連接,齒套位于主動軸的動力輸出端的端部,主動摩擦片安裝于齒套上；所述支承座與被動軸連接，且支承座與被動軸能夠相對轉(zhuǎn)動；支承座位于被動軸的動力輸入端的端部，支承座與齒套連接，且由支承座和齒套共同圍成一個潤滑油油腔，主動軸的軸向油道與所述潤滑油油腔連通，被動軸的軸向油道與潤滑油油腔互不相通，潤滑油能夠經(jīng)潤滑油油腔進(jìn)入主動摩擦片和被動摩擦片之間；第一活塞缸的工作油油腔與被動軸的第二徑向油道連通。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述第一活塞缸包括所述被動盤、第一活塞頂盤、第一活塞和第一預(yù)壓彈簧；第一活塞頂盤與所述被動軸固定連接，在被動盤和第一活塞頂盤之間形成第一活塞缸的缸體,第一活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第一彈簧位移容腔和第一工作油油腔，其中，在第一活塞和被動盤之間形成的是所述第一彈簧位移容腔，在第一活塞和第一活塞頂盤之間形成的是所述第一工作油油腔；所述第一預(yù)壓彈簧設(shè)于第一彈·簧位移容腔內(nèi)，第一預(yù)壓彈簧的一端與第一活塞的一個端面固定連接，第一預(yù)壓彈簧的另一端與被動盤固定連接，第一活塞的另一個端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接。作為本發(fā)明的另一種實施方式，本發(fā)明所述第一活塞缸包括所述被動盤、第三彈簧頂盤、第三活塞和第三彈簧；第三彈簧頂盤與被動軸固定連接，在被動盤和第三彈簧頂盤之間形成第一活塞缸的缸體；第三活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第三彈簧位移容腔和第三工作油油腔，其中，在第三活塞和被動盤之間形成的是所述第三工作油油腔，第三活塞和第三彈簧頂盤之間形成的是所述第三彈簧位移容腔；所述第三彈簧設(shè)于第三彈簧位移容腔內(nèi)，第三彈簧的一端與第三彈簧頂盤固定連接，第三彈簧的另一端與第三活塞的一個端面固定連接，第三活塞的所述端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接。進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括第二活塞缸，所述第二活塞缸包括支承盤、第二活塞頂盤、第二預(yù)壓彈簧和第二活塞；第二活塞頂盤與主動軸固定連接，支承盤與主動軸動密封連接，在支承盤和第二活塞頂盤之間形成第二活塞缸的缸體，第二活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第二彈簧位移容腔和第二工作油油腔，其中，在第二活塞和支承盤之間形成的是所述第二彈簧位移容腔，在第二活塞和第二活塞頂盤之間形成的是所述第二工作油油腔；所述第二預(yù)壓彈簧設(shè)于第二彈簧位移容腔內(nèi)，第二預(yù)壓彈簧的一端與支承盤固定連接，第二預(yù)壓彈簧的另一端與第二活塞的一個端面固定連接；第二活塞的另一端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接；
所述主動軸還設(shè)有第二徑向油道；所述第二工作油油腔與主動軸的所述第二徑向油道連通；在所述潤滑油油腔內(nèi)置有控制油油管，該控制油油管與主動軸的所述第二徑向油道連通；所述支承座設(shè)有通孔，所控制油油管通過所述通孔與被動軸的軸向油道連通。作為本發(fā)明的另一種實施方式，本發(fā)明的第二活塞缸包括支承盤、第四彈簧頂盤、第四活塞和第四彈簧；所述支承盤與主動軸動密封連接，第四彈簧頂盤與主動軸固定連接，在支承盤和第四彈簧頂盤之間形成第二活塞缸的缸體；第四活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第四彈簧位移容腔和第四工作油油腔，其中，在第四活塞和支承盤之間形成的是所述第四工作油油腔，在第四活塞和第四彈簧頂盤之間形成的是所述第四彈簧位移容腔；所述第四彈簧設(shè)于第四彈簧位移容腔內(nèi)，第四彈簧的一端與第四彈簧頂盤固定連接，第四彈簧的另一端與第四活塞的一個端面固定連接，第四活塞的所述端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接；
所述主動軸還設(shè)有第二徑向油道；所述第四工作油油腔與主動軸的所述第二徑向油道連通；在所述潤滑油油腔內(nèi)置有控制油油管，該控制油油管與主動軸的所述第二徑向油道連通；所述支承座設(shè)有通孔，所控制油油管通過所述通孔與被動軸的軸向油道連通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明將主動軸由整體式改為分體式，不但簡化了加工工藝，而且節(jié)約了裝置的成本；并且使得裝置的質(zhì)量減輕，軸向距離縮短，結(jié)構(gòu)更為緊湊。(2)由于本發(fā)明在主動軸的動力輸出端的端部設(shè)置齒套，在被動軸的動力輸入端的端部設(shè)置支承座，從而在支承座和齒套之間構(gòu)成一個潤滑油油腔，將主動軸由整體式改進(jìn)為分體式，進(jìn)而改進(jìn)潤滑油路，充分利用油腔的離心力將潤滑油均勻的甩入摩 擦副間，使主、被動摩擦副之間形成均勻的油膜，從根本上解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的摩擦片偏磨問題。(3)本發(fā)明通過改變主動軸的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了雙活塞雙向壓緊方式，進(jìn)而改變控制油路，從而使摩擦副的位移方式由單向位移變?yōu)殡p向位移，位移均勻度提高2倍以上，由此，油膜的均勻程度相應(yīng)提高2倍以上，進(jìn)一步減輕了主、被動摩擦片的偏磨問題。(4)當(dāng)液粘調(diào)速裝置采用雙活塞雙向壓緊結(jié)構(gòu)時，能夠使摩擦副之間的內(nèi)力平衡且封閉，由此獲得摩擦副間隙自動補償能力，進(jìn)而提高了液粘調(diào)速裝置的輸出穩(wěn)定性。綜上可見，本發(fā)明顯著提高了液粘傳動裝置的摩擦副間油膜的均勻程度，有效解決了液粘調(diào)速裝置摩擦副偏磨問題，從而可改善裝置的調(diào)速性能，延長其使用壽命，提高其工作可靠性。


圖I是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的普通液粘調(diào)速裝置的整體式主動軸的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的潤滑油路示意 圖4是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的支承座的剖視 圖5是圖3中的主動軸的D-D剖視 圖6是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的第一種實施方式的活塞與其他部件的連接示意 圖7是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的第三種實施方式的活塞與其他部件的連接示意 圖8是圖7的B部放大視 圖9是圖8的E部放大視 圖10是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的第三、第四種實施方式的控制油路的示意 圖11是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的第一、第二種實施方式的主動軸的結(jié)構(gòu)示意 圖12是本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的第四種實施方式的活塞與其他部件的連接示意圖。圖中1一主動軸；la—主動軸的第一徑向油道；lb—主動軸的軸向油道；lc—主動軸的第二徑向油道；2—軸承；3—軸承；4一支承盤；5—螺釘；6—第二活塞頂盤；7—齒套；8—主動摩擦片；9一被動摩擦片；10—第二預(yù)壓彈簧；11一第二活塞；lla—第二活塞的一端端面；11 b—第二活塞的另一端端面；12—上箱體；13—被動鼓；14 一第一預(yù)壓彈簧；15—密封圈；16—被動盤；17—第一活塞；17a—第一活塞的一端端面；17b—第一活塞的另一端端面；18—第一活塞頂盤；19一支承座；19a—支承座上中心通孔；20—螺釘；21—軸承；22 —被動軸；22a—被動軸的第一徑向油道；22b—被動軸的軸向油道；22c—被動軸的第二徑向油道；23—被動軸透蓋；23a—被動軸透蓋的徑向油道；24 —銷軸；25—下箱體；26—密封圈；27—銷軸；28—控制油油管；28a—控制油油管的第一支管；28b—控制油油管的第二支管；29—主動軸透蓋；29a—主動軸透蓋的徑向油道；30—潤滑油油腔；31—第一工作油油腔；32—第一彈簧位移容腔；33—第二工作油油腔；34 —第二彈簧位移容腔；35—整體式主動軸；36—整體式主動軸上的第二徑向油道；37—整體式主動軸上的分油道；38—整體式主動軸上的軸向油道；39—整體式主動軸上的第一徑向油道；40—第一活塞缸的第三被動盤；41一第一活塞缸的第三活塞；41a—第三活塞的右端面的上部；41b—第三活塞的右端面的下部；42—第一活塞缸的第三彈簧；43—第一活塞缸的第三彈簧頂盤；44一密封圈；45—被動摩擦片；46—第一活塞缸的第三工作油油腔；47—第一活塞缸的第三彈簧位移容腔；48—第二活塞缸的第四工作油油腔；49一第二活塞缸的支承 盤；50—第二活塞缸的第四彈簧頂盤；51—第二活塞缸的第四活塞；52—第二活塞缸的第四彈簧；53—第二活塞缸的第四彈簧位移容腔。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
參見圖I、圖3和圖10，本發(fā)明液粘調(diào)速裝置主要由傳動機構(gòu)、控制機構(gòu)、主動軸透蓋和被動軸透蓋構(gòu)成。其中,傳動機構(gòu)主要由主動軸I、齒套7、主動摩擦片8、被動摩擦片9、被動鼓13和被動軸22等構(gòu)成；控制機構(gòu)主要由活塞缸構(gòu)成。主動軸I與被動軸22的中軸線重合。主動軸I利用軸承2、軸承3支承在上箱體12和下箱體25之間。齒套7上開有小孔，齒套7位于主動軸I的動力輸出端的端部，齒套7通過螺釘5、銷軸27與主動軸I固定相連。主動摩擦片8安裝于齒套7上，被動摩擦片9安裝于被動鼓13上，被動鼓13與被動盤16固定連接，被動盤16通過螺釘20、銷軸24與被動軸22連接。如圖2所示，現(xiàn)有的普通液粘調(diào)速裝置的主動軸35為整體式結(jié)構(gòu)，其潤滑油路為潤滑油從主動軸35上的第一徑向油道39進(jìn)入軸向油道38，后經(jīng)過第二徑向油道36進(jìn)入分油道37，最后在油壓的擠壓作用下經(jīng)由分油道37上的小孔進(jìn)入主、被動摩擦片之間。由于沿程壓力損失，造成進(jìn)入分油道37的各小孔的壓力油流量不同，由此建立起來的各摩擦副間的油膜不均勻；并且，整體式主動軸的生產(chǎn)制造過程必須經(jīng)過鍛造工藝，鍛造毛坯質(zhì)量大，難加工，成本高。如圖3和圖4所示，本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的主動軸I為分體式結(jié)構(gòu)，通過在主動軸I的動力輸出端的端部設(shè)直齒套7，在被動軸22的動力輸入端的端部設(shè)直支承座19,從而在支承座19和齒套7之間構(gòu)成一個潤滑油油腔30。具體地說，支承座19通過軸承21與被動軸22連接，支承座19與被動軸22能夠相對轉(zhuǎn)動；支承座19位于被動軸22的動力輸入端的端部，支承座19通過止口與齒套7定位連接，由此，支承座19和齒套7共同圍成一個潤滑油油腔30。如圖11所示，作為本發(fā)明的第一種、第二種實施方式，潤滑油由主動軸I的第一徑向油道Ia進(jìn)入主動軸I上的軸向油道Ib后直接進(jìn)入由支承座19和齒套7共同圍成的潤滑油油腔30中，由此省去了如圖2所示的現(xiàn)有整體式主動軸的用作潤滑油通道的第二徑向油道36。此外，如圖I、圖3、圖10和圖11所示，主動軸透蓋29設(shè)有能夠與外界的潤滑油供油系統(tǒng)連通的徑向油道29a，主動軸透蓋29與主動軸I動密封連接；被動軸透蓋23設(shè)有能夠與外界的控制油供油系統(tǒng)連通的徑向油道23a ;被動軸透蓋23與被動軸動密封連接；被動軸22設(shè)有相互連通的第一徑向油道22a、第二徑向油道22c及軸向油道22b ;被動軸22的軸向油道22b通過被動軸的第一徑向油道22a與被動軸透蓋23的徑向油道23a連通；主動軸I設(shè)有相互連通的第一徑向油道Ia和軸向油道lb，主動軸I的軸向油道Ib通過主動軸的第一徑向油道Ia與主動軸透蓋29的徑向油道29a連通；主動軸I的軸向油道Ib與潤滑油油腔30連通，被動軸22的軸向油道22b與潤滑油油腔30互不相通，第一活塞缸的工 作油油腔與被動軸22的第二徑向油道22c連通。作為本發(fā)明的第一種實施方式，控制機構(gòu)采用的是單活塞結(jié)構(gòu)，其活塞缸(即第一活塞缸)的結(jié)構(gòu)可以與現(xiàn)有的普通液粘調(diào)速裝置的活塞缸相同。如圖6所示，第一活塞缸主要由第三被動盤40、第三彈簧頂盤43、第三活塞41和第三彈簧42構(gòu)成。第三被動盤40通過螺釘20與被動軸22固定連接，第三彈簧頂盤43通過止口與被動軸22固定連接，由此在第三被動盤40和第三彈簧頂盤43之間形成一個活塞缸缸體(即第一活塞缸的缸體)，第三活塞41置于該活塞缸缸體內(nèi)并將該活塞缸缸體分隔成互不相通的第三彈簧位移容腔47和第三工作油油腔46。其中，在第三活塞41和第三被動盤40之間形成的是第三工作油油腔46，第三活塞41和第三彈簧頂盤43之間形成的是第三彈簧位移容腔47，并且，第三工作油油腔46與被動軸22上的第二徑向油道22c連通。為確保第三彈簧位移容腔47和第三工作油油腔46互不相通，可以在第三活塞41與第三被動盤40、第三彈簧頂盤43的接觸面上分別使用密封圈44進(jìn)行密封。第三彈簧位移容腔47內(nèi)設(shè)有第三彈簧42，第三彈簧42的右端與第三彈簧頂盤43固定連接，第三彈簧42的左端與第三活塞41的右端面的下部41b固定連接；第三活塞41的右端面的上部41a與被動摩擦片組中最靠近第三活塞41的一片被動摩擦片固定連接。當(dāng)?shù)谝换钊走M(jìn)壓力油時，第三活塞41帶動被動摩擦片45朝遠(yuǎn)離第三被動盤40的方向(即圖6中的“g向”)移動，從而實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的壓緊。當(dāng)?shù)谝换钊椎膲毫τ蛪簻p小時，第三活塞41帶動被動摩擦片45朝第三被動盤40所在的方向(即圖6中與“g向”相反的方向)移動，從而實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的相互分離。由此，本發(fā)明第一種實施方式的液粘調(diào)速裝置的調(diào)速過程為控制油從第二徑向油道22c進(jìn)入第一活塞缸的工作油油腔(即第三工作油油腔46)，實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的壓緊。通過改變控制油壓力大小可以調(diào)整彈簧的壓縮量，從而改變主、被動摩擦副的油膜厚度大小，實現(xiàn)調(diào)速目的。進(jìn)一步地,作為本發(fā)明的第二種實施方式，其傳動機構(gòu)與本發(fā)明第一種實施方式的相同，控制機構(gòu)亦仍采用單活塞結(jié)構(gòu)，但活塞缸(即第一活塞缸)采用的是圖8和圖9所示的結(jié)構(gòu)，由此獲得更優(yōu)的技術(shù)效果。具體地說，如圖8和圖9所示，被動盤16、第一活塞頂盤18分別與被動軸22固定連接，由此在被動盤16和第一活塞頂盤18之間形成一個活塞缸缸體(即第一活塞缸的缸體),第一活塞17置于該活塞缸缸體內(nèi)并將該活塞缸缸體分隔成互不相通的第一彈簧位移容腔32和第一工作油油腔31。其中，在第一活塞17和被動盤16之間形成的是第一彈簧位移容腔32，第一活塞17和第一活塞頂盤18之間形成的是第一工作油油腔31，并且，第一工作油油腔31與被動軸22上的第二徑向油道22c連通。為確保第一彈簧位移容腔32和第一工作油油腔31互不相通，可以在第一活塞17與被動盤16、第一活塞頂盤18的接觸面上分別使用密封圈26、15進(jìn)行密封。第一彈簧位移容腔32內(nèi)設(shè)有第一預(yù)壓彈簧14，第一預(yù)壓彈簧14的一端與被動盤16固定連接，第一預(yù)壓彈簧14的另一端與第一活塞17的一個端面17a固定連接；第一活塞17的另一端面17b與被動摩擦片組中最靠近第一活塞17的一片被動摩擦片固定連接。當(dāng)?shù)谝换钊走M(jìn)壓力油時，第一活塞17帶動被動摩擦片9朝被動盤16的方向(即圖8中的“c向”)移動，從而實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的分離。當(dāng)?shù)谝换钊椎膲毫τ蛪簻p小時，第一活塞17帶動被動摩擦片9朝遠(yuǎn)離被動盤16的方向(即圖8中與“c向”相反的方向)移動，從而實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的相互壓緊。本發(fā)明的第二種實施方式的動力傳遞過程與本發(fā)明的第一種實施方式的動力傳 遞過程相同，但由于兩種實施方式所采用的活塞缸結(jié)構(gòu)不同，使得兩者的調(diào)速方法不同。在本發(fā)明的第一種實施方式中，當(dāng)?shù)谝换钊桌镞M(jìn)油時實現(xiàn)的是主、被動摩擦片間的壓緊，當(dāng)?shù)谝换钊桌餂]有油壓時實現(xiàn)的是主、被動摩擦片間的分離。而在本發(fā)明的第二種實施方式中，第一活塞缸里進(jìn)油時實現(xiàn)的是主、被動摩擦片的分離，沒有油壓時實現(xiàn)的是主、被動摩擦片的相互壓緊。本發(fā)明的第二種實施方式的這種調(diào)速方式具有第一種實施方式所不具備的如下優(yōu)點
(O當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如電液比例溢流閥卡死導(dǎo)致系統(tǒng)建立不起壓力時，由于主、被動軸仍處于同步旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，且主、被動摩擦片相互壓緊，由此可實現(xiàn)不停機維修，并在故障排除后恢復(fù)調(diào)速，具有突出的應(yīng)急能力。而普通液體調(diào)速裝置控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，主、被動摩擦片分離，被動軸停止轉(zhuǎn)動。需解除故障后才能重新開機運行。(2)由于主、被動軸長期處于同步旋轉(zhuǎn)的工況，主、被動摩擦片亦由預(yù)壓彈簧壓緊進(jìn)行同步傳動，因而供油系統(tǒng)中的潤滑油泵和控制油泵不需工作，可以節(jié)省供油系統(tǒng)的電能，尤其適用于經(jīng)常滿負(fù)荷工作的風(fēng)機、水泵。(3)由于本發(fā)明裝置處于同步或調(diào)速運行工況時，主、被動摩擦片的壓緊力由預(yù)壓彈簧提供，因此供油系統(tǒng)控制油壓力較小，有利于防止漏油。如圖I、圖10所示，以上第一和第二種實施方式的控制油路為控制壓力油從被動軸透蓋23上的徑向油道23a進(jìn)入被動軸22的第一徑向油道22a，后經(jīng)被動軸22上的軸向油道22b進(jìn)入第二徑向油道22c，然后經(jīng)第二徑向油道22c進(jìn)入第一活塞缸的工作油油腔。更進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的第三種實施方式，控制機構(gòu)采用的是如圖7所示的雙活塞式壓緊結(jié)構(gòu)，由此更進(jìn)一步提高主、被動摩擦副之間的油膜均勻程度，更好地解決液粘調(diào)速裝置的主、被動摩擦副之間的偏磨問題。如圖7至圖9所示，在本發(fā)明第三種實施方式中，控制機構(gòu)采用的是左右對稱的雙活塞結(jié)構(gòu)，其第一活塞缸的結(jié)構(gòu)之前已在本發(fā)明的第二種實施方式中詳述，在此不再贅述；第二活塞缸相對于第一活塞缸，兩者成左右對稱關(guān)系，在此只作概要描述。在本發(fā)明第三種實施方式中，第二活塞缸主要由支承盤4、第二活塞頂盤6、第二預(yù)壓彈簧10和第二活塞11構(gòu)成。其中，如圖I和圖7所示，支承盤4與主動軸I動密封連接，第二活塞頂盤6通過螺釘5與主動軸I固定連接，由此在支承盤4和第二活塞頂盤6之間形成一個活塞缸缸體(即第二活塞缸的缸體)，第二活塞11置于該活塞缸缸體內(nèi)并將該活塞缸缸體分隔成互不相通的第二彈簧位移容腔34和第二工作油油腔33。其中，在第二活塞11和支承盤4之間形成的是第二彈簧位移容腔34，第二活塞11和第二活塞頂盤6之間形成的是第二工作油油腔33，并且，第二工作油油腔33與主動軸I上的第二徑向油道Ic連通。為使第二彈簧位移容腔34和第二工作油油腔33互不相通，可以在第二活塞11與支承盤4、第二活塞頂盤6的接觸面上分別使用密封圈進(jìn)行密封。第二彈簧位移容腔34內(nèi)設(shè)有第二預(yù)壓彈簧10，第二預(yù)壓彈簧10的一端與支承盤4固定連接，第二預(yù)壓彈簧10的另一端與第二活塞11的一個端面Ila固定連接；第二活塞11的另一端面Ilb與被動摩擦片組中最靠近第二活塞11的一片被動摩擦片9固定連接。當(dāng)?shù)诙钊走M(jìn)壓力油時，第二活塞11帶動被動摩擦片9朝支承盤4的方向(即圖7中的“b向”)移動，從而實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的分離。當(dāng)?shù)诙钊椎膲毫τ蛪簻p小時，第二活塞11帶動被動摩擦片9朝遠(yuǎn)離支承盤4的方向(即圖7中與“b向”相反的方向一“a向”)移動，從而實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的相互壓緊。
圖7所示的左右對稱的雙活塞壓緊結(jié)構(gòu)與第一種實施方式的單活塞壓緊結(jié)構(gòu)方式相比，不僅僅只是簡單的增加了一套活塞缸，還在于相應(yīng)的控制油路發(fā)生了較大改變?，F(xiàn)有液粘調(diào)速裝置的潤滑油路與控制油路之間一般是相互獨立的，其中，控制油路一般設(shè)在被動軸一側(cè)，潤滑油路一般設(shè)在主動軸一側(cè)；而主動軸上由于已經(jīng)開有較大的徑向和軸向潤滑油油道，再增設(shè)一條控制油油路不易實現(xiàn)。因此如果在主動軸一側(cè)再增加一套活塞缸，相應(yīng)的控制油路如何布置成為一個難點。而本發(fā)明第三種實施方式的液粘調(diào)速裝置將整體式主動軸上改進(jìn)為分體式后,相應(yīng)的潤滑油路發(fā)生了改變,潤滑油直接由主動軸I上的軸向油道Ib進(jìn)入潤滑油油腔30，不再經(jīng)過原來整體式主動軸上用作通潤滑油通道的第二徑向油道36。因此，本發(fā)明第三種實施方式的液粘調(diào)速裝置能夠在主動軸I不增設(shè)徑向油道的情況下，將主動軸I的第二徑向油道Ic用作控制油通道，并且通過在潤滑油油腔30內(nèi)設(shè)置控制油油管28，從而巧妙地將控制油路設(shè)于主動軸I的軸向油道Ib內(nèi)。具體地說，在本發(fā)明的第三種實施方式中，如圖3、圖5所示，主動軸I與被動軸22相對且兩者的中軸線重合；主動軸I設(shè)有軸向油道lb、第一徑向油道Ia和第二徑向油道lc，軸向油道Ib分別與第一徑向油道la、第二徑向油道Ic連通；第二徑向油道Ic與第二活塞缸的第二工作油油腔33連通；控制油油管28置于潤滑油油腔30內(nèi)?？刂朴陀凸?8可以是一根由第一支管28a和第二支管28b構(gòu)成的三通管，其中，控制油油管28的第一支管28a置于主動軸I的軸向油道Ib內(nèi)，第一支管28a的兩端的端口各自與主動軸I的一個第二徑向油道Ic相對并連通，且第一支管28a的各端口與第二徑向油道Ic密封連接，從而避免主動軸I的軸向油道Ib中的潤滑油進(jìn)入控制油油管28，使得軸向油道Ib中的潤滑油能
夠由第一支管28a兩側(cè)的通道I、通
道II進(jìn)入潤滑油油腔30。如圖4所示，支承座19設(shè)有中心通孔19a，控制油油管28的第二
支管28b的端口通過支承座19的中心通孔19a與被動軸22的軸向油道22b相對并連通。并且，第二支管28b的端口與軸向油道22b密封連接，由此避免軸向油道22b內(nèi)的控制油進(jìn)入潤滑油油腔30。如圖3、圖10所示，本發(fā)明的第三種實施方式的控制油路為控制壓力油從被動軸透蓋23上的徑向油道23a進(jìn)入被動軸22的第一徑向油道22a，后經(jīng)被動軸22上的軸向油道22b進(jìn)入第二徑向油道22c，此路控制壓力油通往第一工作油油腔31 ;另一部分控制壓力油經(jīng)由控制油油管28進(jìn)入主動軸I上的第二徑向油道lc，此路控制壓力油通往第二工作油油腔33。由于第一活塞缸及第二活塞缸的控制壓力油同為被動軸22側(cè)的壓力油，兩者油壓相等，易于協(xié)調(diào)控制，因此第一活塞缸與第二活塞缸兩者的位移左右對稱相等，并且實現(xiàn)了僅靠一個工作油壓同時控制兩個活塞對稱運動的目的。本發(fā)明第三種實施方式的調(diào)速過程為當(dāng)供油系統(tǒng)無控制壓力油時，主、被動摩擦片同時由第一預(yù)壓彈簧14、第二預(yù)壓彈簧10完全壓緊，主、被動軸同步旋轉(zhuǎn)；當(dāng)需要調(diào)速時，控制油從被動軸22的第二徑向油道22c及主動軸I的第二徑向油道Ic別進(jìn)入第一、第二活塞缸，通過改變控制油壓力大小可同時調(diào)整第一預(yù)壓彈簧14、第二預(yù)壓彈簧10的壓縮量，從而雙向改變主、被動摩擦副間的油膜厚度大小，實現(xiàn)調(diào)速目的。雙活塞結(jié)構(gòu)下的摩擦副的位移量只有單活塞單向位移方式的1/2，而位移均勻度卻提高到2倍以上，從而有效提·高了工作時液粘調(diào)速裝置的摩擦副間油膜的均勻程度。當(dāng)控制油壓增大時，第一、第二活塞受控制系統(tǒng)油壓的作用，克服預(yù)壓彈簧力而運動使主、被動摩擦片的間隙增大，即油膜厚度增加；繼續(xù)增大控制油壓到足以克服第一預(yù)壓彈簧14、第二預(yù)壓彈簧10的壓緊力時，主、被動摩擦片分離。如果將本發(fā)明第三種實施方式的兩個活塞缸用現(xiàn)有的普通液粘調(diào)速裝置的活塞缸替代，然后將被動軸22的第二徑向油道22c和主動軸I的第二徑向油道Ic各與一個活塞缸的工作油油腔連通，則可構(gòu)成本發(fā)明的第四種實施方式。如圖12所示，在本發(fā)明的第四種實施方式中，第一活塞缸的結(jié)構(gòu)之前已在本發(fā)明的第一種實施方式中詳述，在此不再贅述；第二活塞缸相對于第一活塞缸，兩者成左右對稱關(guān)系，由于第二活塞缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與第一活塞缸相同，在此只作概要描述。在本發(fā)明的第四種實施方式中，第二活塞缸包括支承盤49、第四彈簧頂盤50、第四活塞51和第四彈簧52 ；支承盤49與主動軸I動密封連接，第四彈簧頂盤50與主動軸I固定連接，在支承盤49和第四彈簧頂盤50之間形成一個活塞缸缸體(即第二活塞缸的缸體)；第四活塞51置于該活塞缸缸體內(nèi)并將該活塞缸缸體分隔成互不相通的第四彈簧位移容腔53和第四工作油油腔48。其中，在第四活塞51和支承盤49之間形成的是第四工作油油腔48，第四工作油油腔48與主動軸I的第二徑向油道Ic連通。第四活塞51和第四彈簧頂盤50之間形成的是第四彈簧位移容腔53 ;第四彈簧52設(shè)于第四彈簧位移容腔53內(nèi)，第四彈簧52的左端與第四彈簧頂盤50固定連接，第四彈簧52的右端與第四活塞51的左端面固定連接，第四活塞51的左端面與被動摩擦片組中最靠近第四活塞51的一片被動摩擦片9固定連接；
由此，本發(fā)明第四種實施方式的液粘調(diào)速離合器的調(diào)速過程為控制油分別從被動軸22的第二徑向油道22c以及主動軸I的第二徑向油道Ic進(jìn)入第一活塞缸的第三工作油油腔46和第二活塞缸的第四工作油油腔48，實現(xiàn)主動摩擦片和被動摩擦片的壓緊。通過改變控制油壓力大小可以調(diào)整彈簧的壓縮量，從而改變主、被動摩擦副的油膜厚度大小，實現(xiàn)調(diào)速目的。如圖10所示，本發(fā)明第四種實施方式的控制油路為控制壓力油從被動軸透蓋23上的徑向油道23a進(jìn)入被動軸22的第一徑向油道22a，后經(jīng)被動軸22上的軸向油道22b進(jìn)入第二徑向油道22c，此路控制壓力油通往第一活塞缸的第三工作油油腔46;另一部分控制壓力油經(jīng)由控制油油管28進(jìn)入主動軸I上的第二徑向油道lc，此路控制壓力油通往第二活塞缸的第四工作油油腔48。本發(fā)明第四種實施方式的液粘調(diào)速裝置的調(diào)速過程為當(dāng)供油系統(tǒng)無控制壓力油時，主、被動摩擦片分離；當(dāng)需要調(diào)速時，控制油從被動軸22的第二徑向油道22c及主動軸I的第二徑向油道Ic別進(jìn)入第一、第二活塞缸，通過改變控制油壓力大小可同時調(diào)整彈簧的壓縮量，從而雙向改變主、被動摩擦副間的油膜厚度大小，實現(xiàn)調(diào)速目的。當(dāng)控制油壓增大時，兩個活塞受控制系統(tǒng)油壓的作用，克服彈簧力而運動使主、被動摩擦片的間隙減小，即油膜厚度減??；繼續(xù)增大控制油壓到足以克服彈簧力時，主、被動摩擦片完全壓緊，主被動軸同步旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的潤滑油路為潤滑油從主動軸透蓋29上的徑向油道29a (此處所謂的“徑向”是相對于主動軸I而言)進(jìn)入主動軸I的第一徑向油道la，后經(jīng)主動軸I上的軸向油道Ib進(jìn)入潤滑油油腔30中；由于齒套7能夠與主動軸I高速恒定·旋轉(zhuǎn)，從而帶動整個潤滑油油腔30高速旋轉(zhuǎn)，由此潤滑油油腔30產(chǎn)生一個恒定的離心力，在此離心力的作用下，潤滑油經(jīng)齒套7上的均勻小孔均勻地進(jìn)入主、被動摩擦副之間。由此，在主、被動摩擦副之間形成均勻的油膜，從而克服現(xiàn)有技術(shù)存在的摩擦片偏磨問題。并且，主動軸I由整體式改為分體式，不但簡化了加工工藝，而且減輕了液粘調(diào)速裝置的整體質(zhì)量，縮短了整個裝置的軸向距離，節(jié)約了成本。參見圖1，本發(fā)明液粘調(diào)速裝置的動力傳遞過程為風(fēng)機、水泵等工作機從主動軸I傳入動力，與主動軸I固定連接的齒套7旋轉(zhuǎn)帶動其上的主動摩擦片8，主動摩擦片8通過主、被動摩擦片間油膜的剪切作用帶動被動摩擦片9旋轉(zhuǎn)，被動摩擦片9將動力傳遞給被動鼓13，被動鼓13通過被動盤16將動力最終傳遞給被動軸22輸出。綜上所述，本發(fā)明通過改變傳動機構(gòu)的潤滑油油路，采用潤滑油油腔離心力甩油，顯著提高了液粘調(diào)速裝置的主、被動摩擦副之間油膜的均勻程度，大大減輕液粘調(diào)速裝置的主、被動摩擦副之間的偏磨問題。此外，通過改變控制機構(gòu)的活塞結(jié)構(gòu)及活塞控制方式而改進(jìn)了控制油路，可進(jìn)一步減輕了液粘調(diào)速裝置的主、被動摩擦副之間的偏磨問題，并且提高了液粘調(diào)速裝置的輸出穩(wěn)定性，對于液粘調(diào)速裝置的使用與推廣有著十分重要的意義。本說明書陳述的內(nèi)容只是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的例舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為只局限于實施例所示的具體方式，而應(yīng)當(dāng)涉及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠思考到的等同技術(shù)方案。
權(quán)利要求
1.一種液粘調(diào)速裝置,包括傳動機構(gòu)、控制機構(gòu)、主動軸透蓋和被動軸透蓋,所述傳動機構(gòu)包括主動軸、主動摩擦片、被動摩擦片、被動鼓、被動盤和被動軸，控制機構(gòu)包括第一活塞缸，被動摩擦片安裝于被動鼓上，被動鼓與所述被動盤固定連接，被動盤與被動軸固定連接；所述主動軸設(shè)有相互連通的第一徑向油道和軸向油道，被動軸設(shè)有相互連通的第一徑向油道、第二徑向油道和軸向油道；所述主動軸透蓋設(shè)有能夠與外界的潤滑油供油系統(tǒng)連通的徑向油道，被動軸透蓋設(shè)有能夠與外界的控制油供油系統(tǒng)連通的徑向油道；被動軸的軸向油道通過被動軸的第一徑向油道與被動軸透蓋的所述徑向油道連通，主動軸的軸向油道通過主動軸的第一徑向油道與主動軸透蓋的所述徑向油道連通；其特征是還包括齒套和支承座,所述齒套與主動軸固定連接,齒套位于主動軸的動力輸出端的端部,主動摩擦片安裝于齒套上；所述支承座與被動軸連接，且支承座與被動軸能夠相對轉(zhuǎn)動；支承座位于被動軸的動力輸入端的端部，支承座與齒套連接，且由支承座和齒套共同圍成一個潤滑油油腔，主動軸的軸向油道與所述潤滑油油腔連通，被動軸的軸向油道與潤滑油油腔互不相通，潤滑油能夠經(jīng)潤滑油油腔進(jìn)入主動摩擦片和被動摩擦片之間；第一活塞缸的工作油油腔與被動軸的第二徑向油道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液粘調(diào)速離合器，其特征是所述第一活塞缸包括所述被動盤、第一活塞頂盤、第一活塞和第一預(yù)壓彈簧；第一活塞頂盤與所述被動軸固定連接，在被動盤和第一活塞頂盤之間形成第一活塞缸的缸體，第一活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第一彈簧位移容腔和第一工作油油腔，其中，在第一活塞和被動盤之間形成的是所述第一彈簧位移容腔，在第一活塞和第一活塞頂盤之間形成的是所述第一工作油油腔；所述第一預(yù)壓彈簧設(shè)于第一彈簧位移容腔內(nèi)，第一預(yù)壓彈簧的一端與第一活塞的一個端面固定連接，第一預(yù)壓彈簧的另一端與被動盤固定連接，第一活塞的另一個端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液粘調(diào)速離合器，其特征是所述第一活塞缸包括所述被動盤、第三彈簧頂盤、第三活塞和第三彈簧；第三彈簧頂盤與被動軸固定連接，在被動盤和第三彈簧頂盤之間形成第一活塞缸的缸體；第三活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第三彈簧位移容腔和第三工作油油腔，其中，在第三活塞和被動盤之間形成的是所述第三工作油油腔，第三活塞和第三彈簧頂盤之間形成的是所述第三彈簧位移容腔；所述第三彈簧設(shè)于第三彈簧位移容腔內(nèi)，第三彈簧的一端與第三彈簧頂盤固定連接，第三彈簧的另一端與第三活塞的一個端面固定連接，第三活塞的所述端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的液粘調(diào)速離合器，其特征是還包括第二活塞缸，所述第二活塞缸包括支承盤、第二活塞頂盤、第二預(yù)壓彈簧和第二活塞；第二活塞頂盤與主動軸固定連接，支承盤與主動軸動密封連接，在支承盤和第二活塞頂盤之間形成第二活塞缸的缸體，第二活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第二彈簧位移容腔和第二工作油油腔，其中，在第二活塞和支承盤之間形成的是所述第二彈簧位移容腔，在第二活塞和第二活塞頂盤之間形成的是所述第二工作油油腔；所述第二預(yù)壓彈簧設(shè)于第二彈簧位移容腔內(nèi)，第二預(yù)壓彈簧的一端與支承盤固定連接，第二預(yù)壓彈簧的另一端與第二活塞的一個端面固定連接；第二活塞的另一端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接； 所述主動軸還設(shè)有第二徑向油道；所述第二工作油油腔與主動軸的所述第二徑向油道連通；在所述潤滑油油腔內(nèi)置有控制油油管，該控制油油管與主動軸的所述第二徑向油道連通；所述支承座設(shè)有通孔，所控制油油管通過所述通孔與被動軸的軸向油道連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的液粘調(diào)速離合器，其特征是還包括第二活塞缸，所述第二活塞缸包括支承盤、第四彈簧頂盤、第四活塞和第四彈簧；所述支承盤與主動軸動密封連接，第四彈簧頂盤與主動軸固定連接，在支承盤和第四彈簧頂盤之間形成第二活塞缸的缸體；第四活塞置于該缸體內(nèi)并將該缸體分隔成互不相通的第四彈簧位移容腔和第四工作油油腔，其中，在第四活塞和支承盤之間形成的是所述第四工作油油腔，在第四活塞和第四彈簧頂盤之間形成的是所述第四彈簧位移容腔；所述第四彈簧設(shè)于第四彈簧位移容腔內(nèi)，第四彈簧的一端與第四彈簧頂盤固定連接，第四彈簧的另一端與第四活塞的一個端面固定連接，第四活塞的所述端面與被動摩擦片組中最靠近的一片被動摩擦片固定連接； 所述主動軸還設(shè)有第二徑向油道；所述第四工作油油腔與主動軸的所述第二徑向油道連通；在所述潤滑油油腔內(nèi)置有控制油油管，該控制油油管與主動軸的所述第二徑向油道連通；所述支承座設(shè)有通孔，所控制油油管通過所述通孔與被動軸的軸向油道連通。
全文摘要
本發(fā)明公開一種液粘調(diào)速裝置，包括傳動機構(gòu)、控制機構(gòu)、主動軸透蓋和被動軸透蓋，并且還包括齒套和支承座，齒套與主動軸固定連接，齒套位于主動軸的動力輸出端的端部，主動摩擦片安裝于齒套上；支承座與被動軸連接，且支承座與被動軸能夠相對轉(zhuǎn)動；支承座位于被動軸的動力輸入端的端部，支承座與齒套連接，且由支承座和齒套共同圍成一個潤滑油油腔，主動軸的軸向油道與潤滑油油腔連通，被動軸的軸向油道與潤滑油油腔互不相通，潤滑油能夠經(jīng)潤滑油油腔進(jìn)入主動摩擦片和被動摩擦片之間；第一活塞缸的工作油油腔與被動軸的第二徑向油道連通。本發(fā)明將主動軸由整體式改進(jìn)為分體式，進(jìn)而改進(jìn)潤滑油路，從根本上解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的摩擦片偏磨問題。
文檔編號F16D35/00GK102913562SQ20121038950
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者龔國芳, 廖湘平, 劉毅, 韓冬, 楊學(xué)蘭, 楊曉霖, 楊華勇 申請人:浙江大學(xué)