Yantai Bonway Manufacturer

Khớp nối chất lỏng

Khớp nối chất lỏng hay còn gọi là khớp nối chất lỏng là một thiết bị truyền động thủy lực dùng để nối nguồn điện (thường là động cơ hoặc động cơ) với máy công tác và truyền mômen quay bằng sự thay đổi của động lượng chất lỏng.

Khớp nối chất lỏng là một thiết bị truyền động thủy lực sử dụng động năng của chất lỏng để truyền năng lượng. Nó sử dụng dầu lỏng làm môi chất làm việc, đồng thời chuyển đổi cơ năng và động năng của chất lỏng cho nhau thông qua bánh bơm và tuabin, từ đó kết nối động cơ chính và máy móc làm việc để thực hiện việc truyền công suất. Theo đặc điểm ứng dụng của nó, khớp nối chất lỏng có thể được chia thành ba loại cơ bản, đó là loại thông thường, loại giới hạn mô-men xoắn, loại điều chỉnh tốc độ và hai loại bắt nguồn: khớp nối chất lỏng truyền động và bộ giảm tốc thủy lực.

nguyên tắc làm việc:
Khớp nối chất lỏng là một khớp nối không cứng với chất lỏng làm môi chất làm việc. Bánh bơm và tuabin của khớp nối chất lỏng tạo thành một buồng làm việc kín cho phép chất lỏng lưu thông. Bánh bơm được lắp trên trục đầu vào, và tuabin được lắp trên trục đầu ra. Hai bánh xe là những vành bán nguyệt có nhiều cánh bố trí hướng tâm. Chúng được sắp xếp đối lập nhau và không chạm vào nhau. Giữa chúng có một khoảng cách từ 3mm đến 4mm và chúng tạo thành một bánh xe làm việc hình khuyên. Bánh dẫn động được gọi là bánh bơm, bánh dẫn động được gọi là tuabin, cả bánh bơm và tuabin đều được gọi là bánh công tác. Sau khi bánh bơm và tuabin được lắp ráp, một khoang hình khuyên được hình thành, khoang này chứa đầy dầu làm việc.
Bánh bơm thường do động cơ đốt trong hoặc động cơ quay, các cánh dẫn động dầu. Dưới tác dụng của lực ly tâm, dầu bị văng ra mép bánh bơm. Vì bán kính của bánh bơm và tuabin bằng nhau nên khi tốc độ của bánh bơm lớn hơn tốc độ tuabin Lúc này áp suất thủy lực ở mép ngoài của cánh bánh công tác lớn hơn áp suất thủy lực ở mép ngoài. mép của các cánh tuabin. Do sự chênh lệch áp suất, chất lỏng tác động vào các cánh tuabin. Xoay theo cùng một hướng. Sau khi động năng của dầu giảm xuống, nó sẽ chảy ngược trở lại bánh bơm từ mép của các cánh tuabin, tạo thành một vòng tuần hoàn và đường dẫn dòng của nó giống như một vòng xoắn hình khuyên nối từ đầu đến cuối. Mối ghép chất lỏng dựa vào sự tương tác của chất lỏng với các cánh của bánh bơm và tuabin để tạo ra sự thay đổi mômen động lượng để truyền mômen xoắn. Khi bỏ qua tổn thất do gió và các tổn thất cơ học khác khi cánh quạt quay, mômen đầu ra (tuabin) bằng mômen đầu vào (bánh bơm).

phân loại:
Theo các mục đích sử dụng khác nhau, khớp nối chất lỏng được chia thành khớp nối chất lỏng thường, khớp nối chất lỏng hạn chế mômen và khớp nối chất lỏng điều chỉnh tốc độ. Trong đó, bộ ghép thủy lực hạn chế mô-men xoắn chủ yếu được sử dụng để bảo vệ khởi động bộ giảm tốc động cơ và bảo vệ va đập, bù vị trí và đệm năng lượng trong quá trình hoạt động; Bộ ghép thủy lực điều chỉnh tốc độ chủ yếu được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ tốc độ đầu vào và đầu ra, và các chức năng khác Về cơ bản nó giống như khớp nối chất lỏng giới hạn mô-men xoắn.
Theo số lượng khoang làm việc, bộ ghép thủy lực được chia thành bộ ghép thủy lực khoang làm việc đơn, bộ ghép thủy lực khoang làm việc kép và bộ ghép thủy lực nhiều khoang làm việc. Theo các cánh khác nhau, các khớp nối chất lỏng được chia thành khớp nối chất lỏng lưỡi hướng tâm, khớp nối chất lỏng lưỡi nghiêng và khớp nối chất lỏng lưỡi quay.

1. Bộ ghép thủy lực thông thường
Khớp nối thủy lực thông thường là loại khớp nối thủy lực đơn giản nhất, nó được cấu tạo bởi bánh bơm, tuabin, puli vỏ và các thành phần chính khác. Khoang làm việc của nó có thể tích lớn và hiệu suất cao (hiệu suất tối đa đạt 0.96 ～ 0.98), và mômen truyền của nó có thể đạt từ 6 đến 7 lần mômen định mức. Tuy nhiên, do hệ số quá tải lớn và hiệu suất bảo vệ quá tải kém, nó thường được sử dụng để cách ly rung động, giảm sốc khởi động chậm hoặc làm ly hợp.
2. Khớp nối thủy lực giới hạn momen
Các bộ ghép nối thủy lực hạn chế mô-men xoắn phổ biến có ba cấu trúc cơ bản: loại giảm áp tĩnh, loại giảm áp động và loại giảm áp phức hợp. Hai loại đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong máy xây dựng.
(1) Khớp nối thủy lực loại giảm áp tĩnh
Hình bên dưới là sơ đồ cấu tạo của khớp nối chất lỏng giảm áp tĩnh. Để giảm hệ số quá tải của khớp nối chất lỏng và nâng cao hiệu suất bảo vệ quá tải, nó có hệ số mômen và hiệu suất cao hơn khi tỷ số truyền cao. Do đó, cấu tạo khác với khớp nối chất lỏng thông thường. Đặc điểm chính của nó là sự sắp xếp đối xứng giữa các bánh bơm và tuabin, cũng như các vách ngăn và các buồng phụ bên. Vách ngăn được lắp đặt ở đầu ra của tuabin, đóng vai trò chuyển hướng và điều tiết. Khớp nối chất lỏng này hoạt động trong điều kiện được lấp đầy một phần. Với kiểu ăn khớp này, khi tỷ số truyền lớn, khoang phụ bên có rất ít dầu nên mômen truyền lớn; và khi tỷ số truyền thấp, khoang phụ bên có nhiều dầu hơn, làm cho đường đặc tính tương đối phẳng và có thể so sánh được. Đáp ứng yêu cầu máy móc hoạt động tốt. Nhưng cần phải chỉ ra rằng do khoang phụ của phía đầu vào và đầu ra chất lỏng theo sự thay đổi tải trọng và tốc độ phản ứng chậm nên không thích hợp cho máy móc làm việc có tải trọng thay đổi đột ngột và khởi động và phanh thường xuyên. Vì loại khớp nối chất lỏng này chủ yếu được sử dụng trong truyền động của xe cộ, nên nó còn được gọi là khớp nối chất lỏng kéo.
(2) Khớp nối thủy lực loại giảm áp động
Khớp nối thủy lực loại giảm áp động có thể khắc phục được khuyết điểm của khớp nối thủy lực loại giảm áp tĩnh là khó phát chức năng bảo vệ quá tải khi bị quá tải đột ngột. Ống bọc trục đầu vào được nối với bánh bơm thông qua khớp nối đàn hồi và vỏ khoang phụ phía sau. Ống bọc trục đầu ra của tuabin được kết nối với bộ giảm tốc hoặc máy làm việc, và phích cắm nóng chảy đóng vai trò bảo vệ quá nhiệt. Bộ ghép thủy lực có một hốc phụ phía trước và một hốc phụ phía sau. Khoang phụ phía trước là một khoang không cánh ở tâm bánh bơm và tuabin; khoang phụ phía sau được cấu tạo bởi thành ngoài của bánh bơm và vỏ khoang phụ phía sau. Buồng phụ phía trước và phía sau thông nhau bằng các lỗ nhỏ, buồng phụ phía sau có các lỗ nhỏ thông với bánh bơm, buồng phụ phía trước và phía sau cùng quay với bánh bơm.
Một chức năng khác của hốc phụ phía sau là "phí mở rộng", có thể cải thiện khả năng khởi động. Khi động cơ khởi động (tuabin chưa quay), chất lỏng trong khoang công tác xuất hiện một vòng tuần hoàn lớn, do đó chất lỏng lấp đầy khoang phụ phía trước rồi đi qua lỗ nhỏ f đi vào khoang phụ phía sau. Do buồng làm việc chứa ít chất lỏng và mômen xoắn rất nhỏ nên động cơ có thể khởi động ở mức tải nhẹ. Khi tốc độ động cơ (tức là tốc độ của bánh bơm) tăng lên, chất lỏng trong khoang phụ phía sau sẽ đi vào khoang làm việc theo lỗ nhỏ do áp suất của vòng dầu tăng lên, và thể tích làm đầy của khoang làm việc sẽ tăng lên. Mở rộng ". Do động tác nạp bị trễ nên mômen quay tuabin tăng. Sau khi mômen quay đạt mômen khởi động thì tuabin bắt đầu quay.

3. Khớp nối thủy lực điều chỉnh tốc độ
Bộ ghép thủy lực biến tốc được cấu tạo chủ yếu bao gồm bánh bơm, tuabin, buồng ống xúc, ... như trong hình dưới đây. Khi trục dẫn động làm bánh bơm quay, dưới tác dụng tổng hợp của các cánh quạt và khoang trong bánh bơm, dầu công tác sẽ thu năng lượng và được đưa ra chu vi ngoài của bánh bơm dưới tác dụng của lực ly tâm quán tính để tạo thành dòng dầu tốc độ cao. Dòng dầu tốc độ cao ở phía chu vi bên ngoài của bánh xe được kết hợp với tốc độ tương đối hướng tâm và tốc độ chu vi của cửa ra bánh bơm, và lao vào kênh dòng hướng tâm đầu vào của tuabin, và truyền mômen dòng dầu dọc theo kênh dòng hướng tâm của tuabin. Sự thay đổi đẩy tuabin quay, và dầu chảy đến cửa ra tuabin với vận tốc tương đối hướng tâm của nó và vận tốc chu vi tại cửa ra tuabin để tạo thành một vận tốc tổng hợp, chảy vào kênh dòng hướng tâm của bánh bơm và lấy lại năng lượng trong bánh bơm. Sự lặp lại nhiều lần như vậy tạo thành một vòng tuần hoàn của dầu làm việc trong bánh bơm và tuabin. Có thể thấy, bánh bơm chuyển công cơ học đầu vào thành động năng dầu, tuabin chuyển động năng dầu thành công cơ học đầu ra, từ đó thực hiện truyền lực.

Ưu điểm và nhược điểm:
Ưu điểm:
(1) Nó có chức năng truyền tải linh hoạt và thích ứng tự động.
(2) Nó có chức năng giảm sốc và cách ly rung động xoắn.
(3) Có chức năng nâng cao khả năng khởi động của máy điện và khởi động có tải hoặc không tải.
(4) Nó có chức năng bảo vệ quá tải để bảo vệ động cơ và máy làm việc khỏi bị hư hại khi tải bên ngoài quá tải.
(5) Nó có chức năng phối hợp khởi động tuần tự của nhiều động cơ công suất, cân bằng tải và song song nhịp nhàng.
(6) Với chức năng phanh và giảm tốc linh hoạt (đề cập đến bộ hãm thủy lực và khớp nối thủy lực giảm chấn rôto có khóa).
(7) Với chức năng trì hoãn sự khởi động chậm của máy làm việc, có thể khởi động máy có quán tính lớn một cách trơn tru.
(8) Nó có khả năng thích ứng mạnh mẽ với môi trường và có thể làm việc trong môi trường lạnh, ẩm, bụi và chống cháy nổ.
(9) Động cơ lồng rẻ tiền có thể được sử dụng để thay thế động cơ dây quấn đắt tiền.
(10) Không gây ô nhiễm môi trường.
(11) Công suất truyền dẫn tỷ lệ với bình phương tốc độ đầu vào. Khi tốc độ đầu vào cao, công suất năng lượng lớn và hiệu suất chi phí cao.
(12) Với chức năng điều chỉnh tốc độ vô cấp, bộ ghép thủy lực điều tốc có thể thay đổi mômen đầu ra và tốc độ đầu ra bằng cách điều chỉnh lượng chất lỏng nạp đầy của buồng làm việc trong quá trình vận hành với điều kiện tốc độ đầu vào không thay đổi.
(13) Với chức năng ly hợp, các khớp nối chất lỏng điều chỉnh tốc độ và ly hợp có thể khởi động hoặc hãm máy làm việc mà không cần dừng động cơ.
(14) Nó có chức năng mở rộng phạm vi hoạt động ổn định của máy điện.
(15) Có tác dụng tiết kiệm điện, có thể giảm dòng khởi động và thời gian hoạt động của động cơ, giảm ảnh hưởng đến lưới điện, giảm công suất lắp đặt của động cơ, quán tính lớn khó khởi động. Bộ ghép thủy lực hạn chế mô-men xoắn và bộ điều tốc ứng dụng cơ khí ly tâm Hiệu quả tiết kiệm năng lượng của khớp nối thủy lực là rất đáng chú ý.
(16) Không có ma sát cơ học trực tiếp ngoại trừ ổ trục và phớt dầu, với tỷ lệ hỏng hóc thấp và tuổi thọ lâu dài.
(17) Cấu trúc đơn giản, vận hành và bảo trì dễ dàng, không cần công nghệ đặc biệt phức tạp và chi phí bảo trì thấp.
(18) Tỷ lệ hiệu suất trên giá cao, giá thấp, đầu tư ban đầu thấp và thời gian thu hồi vốn ngắn.

　　　　
Nhược điểm:
(1) Luôn có tỷ lệ trượt và tổn thất công suất trượt. Hiệu suất danh định của khớp nối chất lỏng giới hạn mô-men xoắn xấp xỉ bằng 0.96 và hiệu quả hoạt động tương đối của khớp nối chất lỏng điều chỉnh tốc độ và khớp máy ly tâm là từ 0.85 đến 0.97.
(2) Tốc độ đầu ra luôn thấp hơn tốc độ đầu vào, và tốc độ đầu ra không thể chính xác như bộ truyền bánh răng.
(3) Khớp nối thủy lực điều chỉnh tốc độ cần có thêm hệ thống làm mát, làm tăng chi phí đầu tư và vận hành.
(4) Nó chiếm diện tích lớn và cần có khoảng trống nhất định giữa máy phát điện và máy công tác.
(5) Phạm vi điều khiển tốc độ tương đối hẹp, phạm vi điều khiển tốc độ phù hợp với máy ly tâm là 1 ~ 1/5 và phạm vi điều khiển tốc độ phù hợp với máy mô-men xoắn không đổi là 1 ~ 1/3.
(6) Không có chức năng chuyển đổi mô-men xoắn.
(7) Khả năng truyền tải công suất tỷ lệ với bình phương tốc độ đầu vào của nó. Khi tốc độ đầu vào quá thấp, các thông số kỹ thuật của bộ ghép nối tăng lên và tỷ lệ hiệu suất-giá giảm.

Lĩnh vực ứng dụng:
xe hơi
Khớp nối chất lỏng đã được sử dụng trong hộp số bán tự động thời kỳ đầu và hộp số tự động của ô tô. Bánh bơm của khớp chất lỏng được nối với bánh đà của động cơ, và công suất được truyền từ trục khuỷu động cơ. Trong một số trường hợp, bộ ghép chính xác là một bộ phận của bánh đà. Trong trường hợp này, khớp nối thủy động còn được gọi là bánh đà thủy động. Tua bin được nối với trục đầu vào của bộ truyền động. Chất lỏng lưu thông giữa bánh bơm và tuabin, do đó mô-men xoắn được truyền từ động cơ đến hộp số, dẫn động xe về phía trước. Về vấn đề này, vai trò của khớp nối chất lỏng rất giống với ly hợp cơ khí trong hộp số tay. Vì bộ biến mô thủy lực không thể thay đổi mômen xoắn nên nó đã được thay thế bằng bộ biến mô thủy lực.
Công nghiệp nặng
Nó có thể được sử dụng trong thiết bị luyện kim, máy khai thác mỏ, thiết bị điện, công nghiệp hóa chất và các máy móc kỹ thuật khác nhau.

Tính năng, đặc điểm:
Khớp nối chất lỏng là một thiết bị truyền dẫn linh hoạt. So với thiết bị truyền động cơ học thông thường, nó có nhiều tính năng độc đáo: có thể loại bỏ chấn động và rung động; tốc độ đầu ra thấp hơn tốc độ đầu vào, và chênh lệch tốc độ giữa hai trục tăng khi tải Tăng; hiệu suất bảo vệ quá tải và hiệu suất khởi động tốt, trục đầu vào vẫn có thể quay khi tải quá lớn, và sẽ không gây hư hỏng máy điện; khi giảm tải, tốc độ trục đầu ra tăng cho đến khi gần bằng tốc độ trục đầu vào, do đó mômen truyền có xu hướng bằng không. Hiệu suất truyền của khớp nối chất lỏng bằng tỷ số giữa tốc độ trục đầu ra với tốc độ trục đầu vào. Nói chung, hiệu quả cao có thể đạt được khi tỷ số tốc độ quay của điều kiện làm việc bình thường của khớp nối chất lỏng là trên 0.95. Các đặc tính của khớp nối chất lỏng là khác nhau do hình dạng khác nhau của buồng làm việc, bánh bơm và tuabin. Nó thường dựa vào vỏ để tản nhiệt tự nhiên và không yêu cầu hệ thống cung cấp dầu để làm mát bên ngoài. Nếu hết dầu của khớp nối chất lỏng, khớp nối ở trạng thái không hoạt động và có thể hoạt động như một ly hợp. Tuy nhiên, khớp nối chất lỏng cũng có những nhược điểm như hiệu suất thấp và phạm vi hiệu quả hẹp.