CN102878270B - 可控启停柔性传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可控启停柔性传动装置，属机械软启动技术领域。它由液力调速传动单元、工作油流量可调油路***、平行轴齿轮传动单元、行星齿轮传动单元、制动模块、润滑油循环冷却油路***构成。液力调速传动单元与平行轴齿轮传动单元通过从动轴连接，平行轴齿轮传动单元通过太阳轮连接行星齿轮传动单元，并通过减速齿轮对与制动模块的制动齿轮啮合。本发明由于主动叶轮和从动叶轮在传递动力时通过液体柔性传动，两叶轮之间没有机械接触和磨损，在冲击振动比较恶劣的工况下能有效地隔离原动机与工作机之间的振动，提高了传动品质。核心部件使用寿命长，无需维护；且传动介质采购方便，价格经济，选择面广，在高温和严寒地区的环境都能适应。

Description

可控启停柔性传动装置

技术领域

本发明涉及一种可以控制工作机启动和停车的力矩、速度和时间等参数的可控启停柔性传动装置，属机械软启动技术领域。

背景技术

现有的机械软启动技术为液粘调速传动装置。该传动装置利用液体分子间的摩擦力传递动力，核心部件为动静摩擦片、专用液压油及高精度、高压力的液压***。液粘调速传动装置通过高精度、高压力的液压***对动静摩擦片加压，动静摩擦片之间充满了专用液压油，通过改变动静摩擦片之间的间隙来改变动静摩擦片传递动力的能力，间隙越小，传递动力能力越大。

液粘调速主要的不足有以下几点：

1、动静摩擦片加工精度要求高，增加制造成本，而且动静摩擦片易磨损；

2、动静摩擦片传递动力的能力受温度影响很大，传递动力不稳定，在高温和严寒地区适应性差；

3、专用液压油需要经常更换，否则动静摩擦片上磨损下来的铁粉严重影响到液压***的稳定性，造成动力传递的不稳定，进一步加速了动静摩擦片的磨损，导致恶性循环。

4、运行成本高，由于动静摩擦片、专用液压油需要经常更换，价格昂贵，导致运行成本高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种适用于由中、大功率的电机或内燃机驱动的大惯量、启动沉重的低转速运行的驱动***，解决此类驱动***的原动机空载启动、工作机平稳启动、工作机满载启动、工作机平稳停车等工程技术难题；能实现模块化组合结构，且结构紧凑，传动更合理，柔性效果好的可控启停柔性传动装置。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

该可控启停柔性传动装置由液力调速传动单元、工作油流量可调油路***、平行轴齿轮传动单元、行星齿轮传动单元、制动模块、润滑油循环冷却油路***构成，其特征在于：液力调速传动单元由输入轴、主动叶轮、外壳、从动叶轮组成，从动叶轮、主动叶轮和外壳组成工作腔；平行轴齿轮传动单元由从动轴、减速齿轮对和太阳轮组成；行星齿轮传动单元由行星轮和输出轴组成；制动模块由制动齿轮、制动轴和制动盘组成；液力调速传动单元与平行轴齿轮传动单元通过从动轴连接，平行轴齿轮传动单元通过太阳轮连接行星齿轮传动单元，并通过减速齿轮对与制动模块的制动齿轮啮合，工作油流量可调油路***和润滑油循环冷却油路***通过油路与液力调速传动单元、平行轴齿轮传动单元、行星齿轮传动单元和制动模块连接。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、该可控启停柔性传动装置由于动力传递过程无机械接触，为液体的柔性传递，在冲击振动比较恶劣的工况下能有效地隔离原动机与工作机之间的振动，提高传动品质。

2、该可控启停柔性传动装置的主动叶轮和从动叶轮在传递动力时通过液体柔性传动，两叶轮之间没有机械接触，因此没有机械磨损；同时液体的柔性传动吸收了外界的震动和冲击，叶轮的正常使用寿命可达30年，核心部件使用寿命长，无需维护，运行经济。

3、该可控启停柔性传动装置的动力传动介质采用#6、#8的普通油品，也可以用其他有同等粘度的油品，传动介质采购方便，价格经济，选择面比较广，在高温和严寒地区都有较好的环境适应性。

4、该可控启停柔性传动装置正常运行时的易损件为密封圈、滤网等常用液压元件，只需常规维护，一般工厂机修组都能胜任，无需特别培训，维护简单。

附图说明

图1为可控启停柔性传动装置的技术方案示意图；

图2为可控启停柔性传动装置的结构示意图。

图中：1、液力调速传动单元，2、工作油流量可调油路***，3、平行轴齿轮传动单元，4、行星齿轮传动单元，5、制动模块，6、润滑油循环冷却油路***，7、输入轴，8、主动叶轮，9、外壳，10、从动叶轮，11、从动轴，12、制动齿轮，13、制动轴，14、制动盘，15、减速齿轮对，16、太阳轮，17、行星轮，18、输出轴，19、油箱，20、流量可调供油泵，21、循环冷却泵，22、油液进口，23、油液出口。

具体实施方式

该可控启停柔性传动装置由液力调速传动单元1、工作油流量可调油路***2、平行轴齿轮传动单元3、行星齿轮传动单元4、制动模块5、润滑油循环冷却油路***6构成。所述的液力调速传动单元1由输入轴7、主动叶轮8、外壳9和从动叶轮10组成，主动叶轮8、外壳9和从动叶轮10组成工作腔。平行轴齿轮传动单元3由从动轴11、减速齿轮对15和太阳轮16组成。行星齿轮传动单元4由行星轮17和输出轴18组成。制动模块5由制动齿轮12、制动轴13和制动盘14组成。液力调速传动单元1与平行轴齿轮传动单元3通过从动轴11连接，平行轴齿轮传动单元3通过太阳轮16连接行星齿轮传动单元4，并通过减速齿轮对15与制动模块5的制动齿轮12啮合。工作油流量可调油路***2和润滑油循环冷却油路***6通过油路与液力调速传动单元1、平行轴齿轮传动单元3、行星齿轮传动单元4和制动模块5连接（参见附图1～2）。

该可控启停柔性传动装置启停的技术原理如下：

1、该可控启停柔性传动装置通过控制液力调速传动单元1的工作腔充液率q=0%，使电机与工作机处于分离工况，电机无负载启动并迅速达到额定转速，完成电机的空载启动；

2、通过工作油流量可调油路***2逐渐增加工作腔的充液率，可控启停柔性传动装置的输出转数与工作腔充液率成正比，当工作腔充液率q=100%时，工作机达到额定转数，完成工作机平稳启动过程；

3、逐渐减少工作腔的充液率，使电机传递给工作机的机械能逐渐减少，工作机转数逐步的降低，当工作腔充液率q=0%时，电机与工作机脱离，工作机靠惯性旋转，此时配合制动模块5可使工作机平稳停车；

4、在工作机启动初期（此时工作机静态），可控启停柔性传动装置输出力矩与工作腔充液率成正比，逐渐增加工作腔的充液率同时，可控启停柔性传动装置的输出力矩亦逐渐增加至接近电机的峰值力矩，故可利用电机的峰值力矩去启动载荷，该峰值力矩大于工作机的满载启动力矩，能满载启动工作机。

该可控启停柔性传动装置是液力传动与齿轮传动高度集成的传动装置，具体工作过程为：液力传动的动力传递介质为油液，油液被流量可调供油泵20从油箱19吸入，送入由主动叶轮8、外壳9和从动叶轮10组成的工作腔，在工作腔内，与电动机或内燃机输出轴相连的主动叶轮8对油液做功，油液获得动能和势能后，高速冲向从动叶轮10，从动叶轮10吸收油液的动能和势能并转化为机械能输出。从动叶轮10、主动叶轮8传递动力的能力与工作腔的充液率呈正比关系，改变工作腔的充液率就可以在主动叶轮8转速不变的工况下，改变从动叶轮10的输出  力矩和输出转速。从动叶轮10与由从动轴11、减速齿轮对15、太阳轮16、行星轮17、输出轴18组成的平行轴齿轮传动单元3、行星齿轮传动单元4相连，机械能经平行轴齿轮传动单元3、行星齿轮传动单元4高效转换与传递，最终由输出轴18输出与工作机特性相匹配的转速与力矩，从而完成动力的柔性传递。之后油液沿着外壳9的外缘的泄油口流回油箱19。

该可控启停柔性传动装置的制动模块5由制动齿轮12、制动轴13、制动盘14组成，在制动工况时，制动盘14得到一个外来正压力，产生一个制动力矩，通过制动齿轮12传递给由从动轴11、减速齿轮对15、太阳轮16、行星轮17、输出轴18组成的平行轴齿轮传动单元3、行星齿轮传动单元4的齿轮传动机构，可以对工作机紧急制动，达到防反转、防溜车的目的。

以上所述只是该发明的具体实施方式，上述举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后可以对上述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (1)

1.一种可控启停柔性传动装置，它由液力调速传动单元（1）、工作油流量可调油路***（2）、平行轴齿轮传动单元（3）、行星齿轮传动单元（4）、制动模块（5）、润滑油循环冷却油路***（6）构成，其特征在于：液力调速传动单元（1）由输入轴（7）、主动叶轮（8）、外壳（9）、从动叶轮（10）组成，从动叶轮（10）、主动叶轮（8）和外壳（9）组成工作腔；平行轴齿轮传动单元（3）由从动轴（11）、减速齿轮对（15）和太阳轮（16）组成；行星齿轮传动单元（4）由行星轮（17）和输出轴（18）组成；制动模块（5）由制动齿轮（12）、制动轴（13）和制动盘（14）组成；液力调速传动单元（1）与平行轴齿轮传动单元（3）通过从动轴（11）连接，平行轴齿轮传动单元（3）通过太阳轮（16）连接行星齿轮传动单元（4），并通过减速齿轮对（15）与制动模块（5）的制动齿轮（12）啮合，工作油流量可调油路***（2）和润滑油循环冷却油路***（6）通过油路与液力调速传动单元（1）、平行轴齿轮传动单元（3）、行星齿轮传动单元（4）和制动模块（5）连接。