液力耦合器在循環(huán)水泵上的應(yīng)用

譚偉

中國(guó)寶武集團(tuán)新疆八鋼公司能源中心制氧分廠 新疆烏魯木齊 830022

我廠循環(huán)水泵設(shè)備采用液力耦合器的連接方式改造，液力耦合器安裝在電機(jī)與負(fù)載傳動(dòng)設(shè)備之間，因此液力耦合器的安裝必須要有一定的空間[1]。制氧分廠循環(huán)水泵在安裝時(shí)采用液力耦合器的節(jié)能方式對(duì)原水泵進(jìn)行改造，需要對(duì)水泵進(jìn)行位置變動(dòng)管道改造等條件。如圖所示：

1 液力耦合器用于水泵的變速調(diào)節(jié)時(shí)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。在液力耦合器輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，可以輸出無(wú)級(jí)連續(xù)變化的、且變化范圍很寬的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化較大時(shí)，與節(jié)流調(diào)節(jié)相比較，有顯著的節(jié)能效果。

（2）可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的空載啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流。因而可選用容量較小的電動(dòng)機(jī)及電控設(shè)備，減少設(shè)備的投資。

（3）可隔離震動(dòng)。液力耦合器的泵輪和渦輪之間沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，轉(zhuǎn)矩通過(guò)工作液體傳遞，是柔性連接。當(dāng)主動(dòng)軸有周期性的震動(dòng)（如扭震等）時(shí)，不會(huì)傳到從動(dòng)軸上，具有良好的隔震效果。能減緩沖擊負(fù)荷，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)水泵的機(jī)械壽命。

（4）過(guò)載保護(hù)。由于液力耦合器是柔性傳動(dòng)，其泵輪和渦輪之間有轉(zhuǎn)速差，故當(dāng)從動(dòng)軸阻力矩突然增加時(shí)，轉(zhuǎn)速差增大，甚至當(dāng)風(fēng)機(jī)或水泵等負(fù)載機(jī)器制動(dòng)時(shí)，原動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不致被燒毀，風(fēng)機(jī)與水泵也可受到保護(hù)。同時(shí)裝在液力耦合器上的易熔放油塞還能及時(shí)地把流道熱油自動(dòng)排空，切斷轉(zhuǎn)矩的傳遞[2]。

（5）除軸承外無(wú)其它磨損部件，故工作可靠，能長(zhǎng)期無(wú)檢修運(yùn)行，壽命長(zhǎng)。

（6）工作平穩(wěn)，可以和緩地啟動(dòng)、加速、減速和停車。

（7）便于控制。液力耦合器是無(wú)級(jí)調(diào)速，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，適用于各種伺服系統(tǒng)控制。

（8）能用于大容量風(fēng)機(jī)與水泵的變速調(diào)節(jié)，目前單臺(tái)液力耦合器傳遞的功率已達(dá)20MW以上。

2 液力耦合器的主要缺點(diǎn)是：

（1）和節(jié)流調(diào)節(jié)相比，增加了初投資，增加了設(shè)備安裝空間。大功率的液力耦合器除本體設(shè)備外，還要一套諸如冷油器等輔助設(shè)備和管路系統(tǒng)。

（2）由于液力耦合器的最大轉(zhuǎn)速比為in =0.97～0.98，故液力耦合器輸出的最大轉(zhuǎn)速要比輸入轉(zhuǎn)速低。因此在選擇風(fēng)機(jī)與水泵時(shí)，要按照液力耦合器的最大輸出轉(zhuǎn)速確定其容量，而不能用電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速來(lái)確定風(fēng)機(jī)與水泵的容量。此外考慮到液力耦合器的轉(zhuǎn)差損失（2%～3%）、升速齒輪損失（1.5%～3%）、機(jī)械損失和容積損失及油泵功率消耗（總計(jì)小于1%）等因素，電動(dòng)機(jī)的容量亦要稍增大些。

（3）當(dāng)液力耦合器的轉(zhuǎn)矩一定而轉(zhuǎn)速比較低時(shí)，不僅液力耦合器的體積和重量將增加，而且調(diào)速的延遲時(shí)間增大，反應(yīng)變慢，當(dāng)轉(zhuǎn)速比小于0.4時(shí)，還會(huì)使工作不穩(wěn)定，因此液力耦合器最適用于較高轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速的場(chǎng)合。

（4）液力耦合器在運(yùn)轉(zhuǎn)中隨著負(fù)載的變化，其輸出轉(zhuǎn)速也要相應(yīng)的變化，所以不能保持精確的轉(zhuǎn)速比，因此不適用于要求精確轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。

（5）液力耦合器一旦發(fā)生故障，被拖動(dòng)的負(fù)載也就不能工作。

（6）雖然液力耦合器用于風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速時(shí)具有顯著的節(jié)能效果，但是由于液力耦合器的調(diào)速效率等于轉(zhuǎn)速比，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差損耗還是較大的，因此液力耦合器仍屬低效調(diào)速裝置[3-4]。