CN107314094B - 一种无级调速及停机制动的后置减速液力传动装置 - Google Patents

Abstract

一种无级调速及停机制动的后置减速液力传动装置，液力偶合器工作时，从箱体泵出的油经冷却器后外供油进入工作腔内，执行器带动导液管径向滑动，改变偶合器输出轴转速；悬臂安装在偶合器输出轴上的小齿轮与安装在输出轴上的大齿轮啮合定比减速且两轴交叉成90度；输出轴一端输出轴伸，另一端与制动器泵轮、旋转外壳、内齿圈连接，紧固在制动器涡轮后端的齿轮Ⅲ同与齿轮Ⅱ共轴的齿轮Ⅰ啮合，齿轮Ⅱ与内齿圈脱开，电机停机制动器工作时，外供油向制动器供油，制动器工作腔充油，经出油孔、回油导液管回到箱体内，压力油推动活塞使齿轮Ⅱ沿花键滑动与内齿圈啮合增速，使制动器涡轮与制动器泵轮反向增速旋转。本发明具有结构紧凑，制动力矩大的优点。

Description

一种无级调速及停机制动的后置减速液力传动装置

技术领域

本发明技术主要涉及一种液力传动设备领域，尤其是一种具有无级调速且有停机制动功能的后置减速液力传动装置，特别适用于与电机轴安装成90度角的大惯量工作机械。

背景技术

液力偶合器传动装置是将液力偶合器和机械齿轮集成设计在一个紧凑的箱体之中，连接在原动机与工作机之间的一种柔性装置，能够对输入转速进行无极调速和定比减速。有效地缩短了传动链，其性能十分优越，尤其是能适应高转速、大功率的工况，在国外最高的输入功率可达到30MW,其他任何传动装置都无法达到。

液力偶合器传动装置作为一种柔性传动装置，在国外已获得广泛的应用。但针对国内外许多具有大惯量的工作机械，转动惯量大，停机时间太长，常常需要制动快速停机，使用现有的摩擦式制动，不仅浪费了大量能源，而且还容易损坏机械设备，造成人身安全事故，因此设计一套既能节约能源又安全高效的液力制动传动装置成为市场急需。

本发明将调速型液力偶合器，减速箱，液力制动器合为一体的液力传动装置，能够用于传递大中型功率的带式运输机、球磨机、风机、水泵等大型需要无级调速的设备上且还使设备具有停机柔性制动以减短停机时间和保护设备的优异性能。

本发明将液力减速器置于低速的输出轴上，在正常运转时泵轮由输出轴带动空转，当需要快速制动时给液力制动器充液，并由压力油推动齿式联轴器结合，使涡轮增速后与泵轮反向旋转，使之发出较大的制动力矩将工作机的输出轴快速柔性制动。

本发明具有结构紧凑，工作机轴与电机轴成90度角安装，液力制动器泵轮、涡轮相对转速高制动能力大的优点。

发明内容

本发明的提出，目的是开发一种将调速型液力偶合器，减速箱，液力制动器合为一体的液力传动装置，适用于与电机轴安装成90度角的大惯量工作机械，液力制动器结构新颖，泵轮、涡轮相对旋转且制动能力大。

本发明的技术解决方案是这样现实的：

一种无级调速及停机制动的后置减速液力传动装置，包括调速型液力偶合器、减速齿轮对、液力制动器、箱体，所述的调速型液力偶合器由背壳、输入轴轴承Ⅰ、输入轴、偶合器输出轴、偶合器输出轴承Ⅰ、输入轴轴承Ⅱ、偶合器泵轮、导管壳体、偶合器涡轮、偶合器输出轴承Ⅱ、偶合器旋转外壳、导液管、执行器组成，输入轴、背壳、偶合器泵轮、偶合器旋转外壳分别通过螺栓紧固在一起形成输入轴组件，靠输入轴轴承Ⅰ和输入轴轴承Ⅱ支撑，偶合器泵轮、偶合器旋转外壳与紧固在偶合器输出轴上的偶合器涡轮组成偶合器工作腔，偶合器输出轴靠偶合器输出轴承Ⅰ和偶合器输出轴承Ⅱ支撑，输入轴轴承Ⅰ、偶合器输出轴承Ⅱ、导管壳体固定安装在箱体上，输入轴轴承Ⅱ外环固定在导管壳体上，内环固定在偶合器泵轮上，偶合器输出轴承Ⅰ外环固定在背壳上、内环固定在偶合器输出轴上，调速型液力偶合器工作时，从箱体泵出的油经冷却器冷却后的外供油进入工作腔内，由执行器组成的曲柄滑块机构带动安装在导管壳体内的导液管径向滑动，将油排到箱体内，改变工作腔油环厚度而调节偶合器输出轴转速；其特征在于所述的减速齿轮对由小齿轮、大齿轮组成，悬臂安装在偶合器输出轴上的小齿轮与安装在输出轴上的大齿轮啮合定比减速且两轴交叉成90度；所述的液力制动器由输出轴、输出轴轴承Ⅰ、输出轴通盖、制动器泵轮、辅助轴承、制动器旋转外壳、出油孔、进油孔、制动器涡轮、齿轮Ⅰ、换向轴轴承Ⅰ、换向轴、齿轮Ⅱ、花键、油缸、复位弹簧、换向轴轴承Ⅱ、油缸内外密封环、油缸进油孔、储油环槽、油缸供油长孔、制动器外供油接管、制动器固定轴、连接体、工艺堵头、回油孔、输出轴轴承Ⅱ、制动器供油长孔，支架Ⅰ、制动器回油长孔、回油导液管Ⅰ、内齿圈、回油导液管Ⅱ、支架Ⅱ、齿轮Ⅲ、涡轮轴承、制动器供油孔组成，输出轴一端输出轴伸，另一端与制动器泵轮的一端连接，制动器泵轮另一端与制动器旋转外壳连接，输出轴、制动器泵轮、制动器旋转外壳连接组成的旋转体靠输出轴轴承Ⅰ和输出轴轴承Ⅱ支撑，输出轴轴承Ⅰ固定在箱体上，输出轴轴承Ⅱ固定在制动器固定轴上，制动器固定轴一端与紧固在箱体上的连接体用螺钉连接防止轴向移动，同时轴径配合安装在箱体的法兰上，制动器固定轴另一端靠外环固定在制动器泵轮上的辅助轴承辅助支撑，靠涡轮轴承支撑在制动器固定轴上的制动器涡轮与制动器泵轮相对组成制动器工作腔，制动器固定轴轴上还固定连接支架Ⅰ、支架Ⅱ、回油导液管Ⅰ、回油导液管Ⅱ，靠固定在支架Ⅱ上的换向轴轴承Ⅰ和固定在支架Ⅰ上的换向轴轴承Ⅱ支撑的换向轴上固定连接有齿轮Ⅰ、花键和齿轮Ⅱ，紧固在制动器涡轮后端的齿轮Ⅲ与齿轮Ⅰ啮合，紧固在制动器旋转外壳上内齿圈与齿轮Ⅱ脱开，齿轮Ⅱ后端的环形活塞与支架Ⅰ环形缸体靠油缸内外密封环组成封闭液压缸，齿轮Ⅱ后端环形活塞内装有复位弹簧，复位弹簧套在换向轴上，复位弹簧一端焊接在换向轴上，另一端焊接在齿轮Ⅱ侧面，制动器固定轴轴内钻有制动器回油长孔和制动器供油长孔，制动器回油长孔一端由工艺堵头封堵，与回油孔和回油导液管Ⅰ、回油导液管Ⅱ连通，电机停机制动器开始工作时，外供油停止向偶合器供油，外供油经制动器外供油接管进入制动器供油长孔，一部分油靠节流板控制油量通过制动器供油孔经进油孔进入制动器工作腔，经出油孔排出，经回油导液管Ⅰ、回油导液管Ⅱ将转动离心甩出的油导入制动器回油长孔，经回油孔回到箱体内，另一部分油靠节流板控制油压通过油缸供油长孔进入储油环槽，再经油缸进油孔进入油缸，压力油推动活塞使齿轮Ⅱ沿花键滑动，复位弹簧被拉伸，齿轮Ⅱ与内齿圈啮合增速，通过换向轴将转速传递给齿轮Ⅰ，齿轮Ⅲ与齿轮Ⅰ啮合传动，使制动器涡轮与制动器泵轮反向增速旋转，增大制动力矩，输出轴停止转动时，停止外供油泵供油，制动器工作腔油排空，油缸内油减压，齿轮Ⅱ靠复位弹簧的拉力往回滑动，与内齿圈脱开。

与现有技术相比较，本发明的优点是显而易见的，主要表现在：

1、本发明结构紧凑，工作机轴与电机轴成90度角安装。

2、液力制动器安装在低速的输出轴端，节约安装空间。

3、液力制动器靠液压活塞推动的内齿式联轴器离合，涡轮增速后与泵轮反向旋转，制动能力大。

附图说明

本发明共有附图2幅。

图1是本发明结构示意主视图；

图2是图1中液力制动器的局部结构放大视图。

图中,1、调速型液力偶合器，11、背壳，12、输入轴轴承Ⅰ,13、输入轴，14、偶合器输出轴，15、偶合器输出轴承Ⅰ，16、输入轴轴承Ⅱ，17、偶合器泵轮，18、导管壳体，19、偶合器涡轮，110、偶合器输出轴承Ⅱ，111、偶合器旋转外壳，112、导液管，113、执行器，2、减速齿轮对，21、小齿轮，22、大齿轮，3、液力制动器，31、输出轴，32、输出轴轴承Ⅰ，33、输出轴通盖，34、制动器泵轮，35、辅助轴承，36、制动器旋转外壳，37、出油孔，38、进油孔，39、制动器涡轮，310、齿轮Ⅰ，311、换向轴轴承Ⅰ，312、换向轴，313、齿轮Ⅱ，314、花键，315、油缸，316、复位弹簧，317、换向轴轴承Ⅱ，318、油缸内外密封环，319、油缸进油孔，320、储油环槽，321、油缸供油长孔，322、制动器外供油接管，323、制动器固定轴，324、连接体，325、工艺堵头，326、回油孔，327、输出轴轴承Ⅱ，328、制动器供油长孔，329，支架Ⅰ，330、制动器回油长孔，331、回油导液管Ⅰ，332、内齿圈，333、回油导液管Ⅱ，334、支架Ⅱ，335、齿轮Ⅲ，336、涡轮轴承，337、制动器供油孔，4、箱体。

具体实施方式

如图1、图2所示的1、一种无级调速及停机制动的后置减速液力传动装置，包括调速型液力偶合器1、减速齿轮对、液力制动器3、箱体4，所述的调速型液力偶合器1由背壳11、输入轴轴承Ⅰ12、输入轴13、偶合器输出轴14、偶合器输出轴承Ⅰ15、输入轴轴承Ⅱ16、偶合器泵轮17、导管壳体18、偶合器涡轮19、偶合器输出轴承Ⅱ110、偶合器旋转外壳111、导液管112、执行器113组成，输入轴13、背壳11、偶合器泵轮17、偶合器旋转外壳111分别通过螺栓紧固在一起形成输入轴组件，靠输入轴轴承Ⅰ12和输入轴轴承Ⅱ16支撑，偶合器泵轮17、偶合器旋转外壳111与紧固在偶合器输出轴14上的偶合器涡轮19组成偶合器工作腔，偶合器输出轴14靠偶合器输出轴承Ⅰ15和偶合器输出轴承Ⅱ110支撑，输入轴轴承Ⅰ12、偶合器输出轴承Ⅱ110、导管壳体18固定安装在箱体4上，输入轴轴承Ⅱ16外环固定在导管壳体18上，内环固定在偶合器泵轮17上，偶合器输出轴承Ⅰ15外环固定在背壳11上、内环固定在偶合器输出轴14上，调速型液力偶合器1工作时，从箱体4泵出的油经冷却器冷却后的外供油进入工作腔内，由执行器113组成的曲柄滑块机构带动安装在导管壳体18内的导液管112径向滑动，将油排到箱体4内，改变工作腔油环厚度而调节偶合器输出轴14转速；其特征在于所述的减速齿轮对2由小齿轮21、大齿轮22组成，悬臂安装在偶合器输出轴14上的小齿轮21与安装在输出轴31上的大齿轮22啮合定比减速且两轴交叉成90度；所述的液力制动器3由输出轴31、输出轴轴承Ⅰ32、输出轴通盖33、制动器泵轮34、辅助轴承35、制动器旋转外壳36、出油孔37、进油孔38、制动器涡轮39、齿轮Ⅰ310、换向轴轴承Ⅰ311、换向轴312、齿轮Ⅱ313、花键314、油缸315、复位弹簧316、换向轴轴承Ⅱ317、油缸内外密封环318、油缸进油孔319、储油环槽320、油缸供油长孔321、制动器外供油接管322、制动器固定轴323、连接体324、工艺堵头325、回油孔326、输出轴轴承Ⅱ327、制动器供油长孔328，支架Ⅰ329、制动器回油长孔330、回油导液管Ⅰ331、内齿圈332、回油导液管Ⅱ333、支架Ⅱ334、齿轮Ⅲ335、涡轮轴承336、制动器供油孔337组成，输出轴31一端输出轴伸，另一端与制动器泵轮34的一端连接，制动器泵轮34另一端与制动器旋转外壳36连接，输出轴31、制动器泵轮34、制动器旋转外壳36连接组成的旋转体靠输出轴轴承Ⅰ32和输出轴轴承Ⅱ327支撑，输出轴轴承Ⅰ32固定在箱体4上，输出轴轴承Ⅱ327固定在制动器固定轴323上，制动器固定轴323一端与紧固在箱体4上的连接体324用螺钉连接防止轴向移动，同时轴径配合安装在箱体4的法兰上，制动器固定轴323另一端靠外环固定在制动器泵轮34上的辅助轴承35辅助支撑，靠涡轮轴承336支撑在制动器固定轴323上的制动器涡轮39与制动器泵轮34相对组成制动器工作腔，制动器固定轴323轴上还固定连接支架Ⅰ329、支架Ⅱ334、回油导液管Ⅰ331、回油导液管Ⅱ333，靠固定在支架Ⅱ334上的换向轴轴承Ⅰ311和固定在支架Ⅰ329上的换向轴轴承Ⅱ317支撑的换向轴312上固定连接有齿轮Ⅰ310、花键314和齿轮Ⅱ313，紧固在制动器涡轮39后端的齿轮Ⅲ335与齿轮Ⅰ310啮合，紧固在制动器旋转外壳36上内齿圈332与齿轮Ⅱ313脱开，齿轮Ⅱ313后端的环形活塞与支架Ⅰ329环形缸体靠油缸内外密封环318组成封闭液压缸，齿轮Ⅱ313后端环形活塞内装有复位弹簧316，复位弹簧316套在换向轴312上，复位弹簧316一端焊接在换向轴312上，另一端焊接在齿轮Ⅱ313侧面，制动器固定轴323轴内钻有制动器回油长孔330和制动器供油长孔328，制动器回油长孔330一端由工艺堵头325封堵，与回油孔326和回油导液管Ⅰ331、回油导液管Ⅱ333连通，电机停机制动器开始工作时，外供油停止向偶合器供油，外供油经制动器外供油接管322进入制动器供油长孔328，一部分油靠节流板控制油量通过制动器供油孔337经进油孔38进入制动器工作腔，经出油孔37排出，经回油导液管Ⅰ331、回油导液管Ⅱ333将转动离心甩出的油导入制动器回油长孔330，经回油孔326回到箱体内，另一部分油靠节流板控制油压通过油缸供油长孔321进入储油环槽320，再经油缸进油孔319进入油缸，压力油推动活塞使齿轮Ⅱ313沿花键314滑动，复位弹簧316被拉伸，齿轮Ⅱ313与内齿圈332啮合增速，通过换向轴312将转速传递给齿轮Ⅰ310，齿轮Ⅲ335与齿轮Ⅰ310啮合传动，使制动器涡轮39与制动器泵轮34反向增速旋转，增大制动力矩，输出轴31停止转动时，停止外供油泵供油，制动器工作腔油排空，油缸内油减压，齿轮Ⅱ313靠复位弹簧316的拉力往回滑动，与内齿圈332脱开。

Claims (1)

1.一种无级调速及停机制动的后置减速液力传动装置，包括调速型液力偶合器(1)、减速齿轮对(2)、液力制动器(3)、箱体(4)，所述的调速型液力偶合器(1)由背壳(11)、输入轴轴承Ⅰ(12)、输入轴(13)、偶合器输出轴(14)、偶合器输出轴承Ⅰ(15)、输入轴轴承Ⅱ(16)、偶合器泵轮(17)、导管壳体(18)、偶合器涡轮(19)、偶合器输出轴承Ⅱ(110)、偶合器旋转外壳(111)、导液管(112)、执行器(113)组成，输入轴(13)、背壳(11)、偶合器泵轮(17)、偶合器旋转外壳(111)分别通过螺栓紧固在一起形成输入轴组件，靠输入轴轴承Ⅰ(12)和输入轴轴承Ⅱ(16)支撑，偶合器泵轮(17)、偶合器旋转外壳(111)与紧固在偶合器输出轴(14)上的偶合器涡轮(19)组成偶合器工作腔，偶合器输出轴(14)靠偶合器输出轴承Ⅰ(15)和偶合器输出轴承Ⅱ(110)支撑，输入轴轴承Ⅰ(12)、偶合器输出轴承Ⅱ(110)、导管壳体(18)固定安装在箱体(4)上，输入轴轴承Ⅱ(16)外环固定在导管壳体(18)上，内环固定在偶合器泵轮(17)上，偶合器输出轴承Ⅰ(15)外环固定在背壳(11)上、内环固定在偶合器输出轴(14)上，调速型液力偶合器(1)工作时，从箱体(4)泵出的油经冷却器冷却后的外供油进入工作腔内，由执行器(113)组成的曲柄滑块机构带动安装在导管壳体(18)内的导液管(112)径向滑动，将油排到箱体(4)内，改变工作腔油环厚度而调节偶合器输出轴(14)转速；其特征在于所述的减速齿轮对(2)由小齿轮(21)、大齿轮(22)组成，悬臂安装在偶合器输出轴(14)上的小齿轮(21)与安装在输出轴(31)上的大齿轮(22)啮合定比减速且两轴交叉成90度；所述的液力制动器(3)由输出轴(31)、输出轴轴承Ⅰ(32)、输出轴通盖(33)、制动器泵轮(34)、辅助轴承(35)、制动器旋转外壳(36)、出油孔(37)、进油孔(38)、制动器涡轮(39)、齿轮Ⅰ(310)、换向轴轴承Ⅰ(311)、换向轴(312)、齿轮Ⅱ(313)、花键(314)、油缸(315)、复位弹簧(316)、换向轴轴承Ⅱ(317)、油缸内外密封环(318)、油缸进油孔(319)、储油环槽(320)、油缸供油长孔(321)、制动器外供油接管(322)、制动器固定轴(323)、连接体(324)、工艺堵头(325)、回油孔(326)、输出轴轴承Ⅱ(327)、制动器供油长孔(328)，支架Ⅰ(329)、制动器回油长孔(330)、回油导液管Ⅰ(331)、内齿圈(332)、回油导液管Ⅱ(333)、支架Ⅱ(334)、齿轮Ⅲ(335)、涡轮轴承(336)、制动器供油孔(337)组成，输出轴(31)一端输出轴伸，另一端与制动器泵轮(34)的一端连接，制动器泵轮(34)另一端与制动器旋转外壳(36)连接，输出轴(31)、制动器泵轮(34)、制动器旋转外壳(36)连接组成的旋转体靠输出轴轴承Ⅰ(32)和输出轴轴承Ⅱ(327)支撑，输出轴轴承Ⅰ(32)固定在箱体(4)上，输出轴轴承Ⅱ(327)固定在制动器固定轴(323)上，制动器固定轴(323)一端与紧固在箱体(4)上的连接体(324)用螺钉连接防止轴向移动，同时轴径配合安装在箱体(4)的法兰上，制动器固定轴(323)另一端靠外环固定在制动器泵轮(34)上的辅助轴承(35)辅助支撑，靠涡轮轴承(336)支撑在制动器固定轴(323)上的制动器涡轮(39)与制动器泵轮(34)相对组成制动器工作腔，制动器固定轴(323)轴上还固定连接支架Ⅰ(329)、支架Ⅱ(334)、回油导液管Ⅰ(331)、回油导液管Ⅱ(333)，靠固定在支架Ⅱ(334)上的换向轴轴承Ⅰ(311)和固定在支架Ⅰ(329)上的换向轴轴承Ⅱ(317)支撑的换向轴(312)上固定连接有齿轮Ⅰ(310)、花键(314)和齿轮Ⅱ(313)，紧固在制动器涡轮(39)后端的齿轮Ⅲ(335)与齿轮Ⅰ(310)啮合，紧固在制动器旋转外壳(36)上内齿圈(332)与齿轮Ⅱ(313)脱开，齿轮Ⅱ(313)后端的环形活塞与支架Ⅰ(329)环形缸体靠油缸内外密封环(318)组成封闭液压缸，齿轮Ⅱ(313)后端环形活塞内装有复位弹簧(316)，复位弹簧(316)套在换向轴(312)上，复位弹簧(316)一端焊接在换向轴(312)上，另一端焊接在齿轮Ⅱ(313)侧面，制动器固定轴(323)轴内钻有制动器回油长孔(330)和制动器供油长孔(328)，制动器回油长孔(330)一端由工艺堵头(325)封堵，与回油孔(326)和回油导液管Ⅰ(331)、回油导液管Ⅱ(333)连通，电机停机制动器开始工作时，外供油停止向偶合器供油，外供油经制动器外供油接管(322)进入制动器供油长孔(328)，一部分油靠节流板控制油量通过制动器供油孔(337)经进油孔(38)进入制动器工作腔，经出油孔(37)排出，经回油导液管Ⅰ(331)、回油导液管Ⅱ(333)将转动离心甩出的油导入制动器回油长孔(330)，经回油孔(326)回到箱体内，另一部分油靠节流板控制油压通过油缸供油长孔(321)进入储油环槽(320)，再经油缸进油孔(319)进入油缸，压力油推动活塞使齿轮Ⅱ(313)沿花键(314)滑动，复位弹簧(316)被拉伸，齿轮Ⅱ(313)与内齿圈(332)啮合增速，通过换向轴(312)将转速传递给齿轮Ⅰ(310)，齿轮Ⅲ(335)与齿轮Ⅰ(310)啮合传动，使制动器涡轮(39)与制动器泵轮(34)反向增速旋转，增大制动力矩，输出轴(31)停止转动时，停止外供油泵供油，制动器工作腔油排空，油缸内油减压，齿轮Ⅱ(313)靠复位弹簧(316)的拉力往回滑动，与内齿圈(332)脱开。