液力耦合器在循環(huán)水泵上的應(yīng)用

譚偉

中國寶武集團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與負載傳動設(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)水泵在安裝時采用液力耦合器的節(jié)能方式對原水泵進行改造，需要對水泵進行位置變動管道改造等條件。如圖所示：

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

（1）可實現(xiàn)無級調(diào)速。在液力耦合器輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，可以輸出無級連續(xù)變化的、且變化范圍很寬的轉(zhuǎn)速。當轉(zhuǎn)速變化較大時，與節(jié)流調(diào)節(jié)相比較，有顯著的節(jié)能效果。

（2）可實現(xiàn)電動機的空載啟動，降低啟動電流。因而可選用容量較小的電動機及電控設(shè)備，減少設(shè)備的投資。

（3）可隔離震動。液力耦合器的泵輪和渦輪之間沒有機械聯(lián)系，轉(zhuǎn)矩通過工作液體傳遞，是柔性連接。當主動軸有周期性的震動（如扭震等）時，不會傳到從動軸上，具有良好的隔震效果。能減緩沖擊負荷，延長電動機和風機水泵的機械壽命。

（4）過載保護。由于液力耦合器是柔性傳動，其泵輪和渦輪之間有轉(zhuǎn)速差，故當從動軸阻力矩突然增加時，轉(zhuǎn)速差增大，甚至當風機或水泵等負載機器制動時，原動機或電動機仍能繼續(xù)運轉(zhuǎn)而不致被燒毀，風機與水泵也可受到保護。同時裝在液力耦合器上的易熔放油塞還能及時地把流道熱油自動排空，切斷轉(zhuǎn)矩的傳遞[2]。

（5）除軸承外無其它磨損部件，故工作可靠，能長期無檢修運行，壽命長。

（6）工作平穩(wěn)，可以和緩地啟動、加速、減速和停車。

（7）便于控制。液力耦合器是無級調(diào)速，便于實現(xiàn)自動控制，適用于各種伺服系統(tǒng)控制。

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

2 液力耦合器的主要缺點是：

（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。因此在選擇風機與水泵時，要按照液力耦合器的最大輸出轉(zhuǎn)速確定其容量，而不能用電動機的額定轉(zhuǎn)速來確定風機與水泵的容量。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%）、機械損失和容積損失及油泵功率消耗（總計小于1%）等因素，電動機的容量亦要稍增大些。

（3）當液力耦合器的轉(zhuǎn)矩一定而轉(zhuǎn)速比較低時，不僅液力耦合器的體積和重量將增加，而且調(diào)速的延遲時間增大，反應(yīng)變慢，當轉(zhuǎn)速比小于0.4時，還會使工作不穩(wěn)定，因此液力耦合器最適用于較高轉(zhuǎn)速的風機水泵調(diào)速的場合。

（4）液力耦合器在運轉(zhuǎn)中隨著負載的變化，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)速的場合。

（5）液力耦合器一旦發(fā)生故障，被拖動的負載也就不能工作。

（6）雖然液力耦合器用于風機水泵調(diào)速時具有顯著的節(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]。