叶片式静液压旋转耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压元件，尤其是一种用于旋转轴之间耦合的叶片式静液压耦合器。
【背景技术】
[0002]在某些机械设备上,原动机输出轴和工作机构动力输入轴之间，使用液力稱合器传递旋转运动，以实现软启动、过载保护、减小冲击。但由于液力耦合器是通过液体的动能传递能量的，使得其体积大、效率低、造价高。这些问题限制了液力耦合器的使用范围。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是发明一种新型的旋转耦合器，既能满足软启动、过载保护、减小冲击等功能，又能实现缩小体积、提高效率、降低成本的要求。其基本思路是将利用液体的动能传递能量的液力方式，改变为利用液体的压力能传递能量的静液压方式。
[0004]为实现这些目的，本发明所采取的技术方案如下:这种叶片式静液压旋转耦合器，主要由定子、转子、前后配流盘、前后端盖及附属零件组成，其特征是定子两端面平行，内部是一个近似椭圆的型腔；转子是一个阶梯轴，其中间轴段沿径向有若干矩形槽，中间轴段与定子两端面间距离等宽；在转子上的每个矩形槽中滑动的装有一个叶片，各叶片的长度相同，宽度与转子中间轴段等宽；两端面平行的前配流盘压在定子前端面上，中心有转子前端轴段通过的孔，前配流盘上有两个贯穿的前过流孔；两端面平行的后配流盘压在定子后端面上，中心有转子后端轴段通过的孔，后配流盘上有两个贯穿的后过流孔；前端盖压在前配流盘上，前端盖面向前配流盘的端面上有一个前空腔，该前空腔与前配流盘上的前过流孔是连通的，该前空腔有通向外部的前腔孔道一和前腔孔道二，前端盖中心有一组支撑转子前端轴段的前轴承和一组密封转子前端轴段的旋转密封；转子前端轴段伸出前端盖的部分是该耦合器的输入轴端；后端盖压在后配流盘上，后端盖面向后配流盘的端面上有一个后空腔，该后空腔与后配流盘上的后过流孔是连通的，该后空腔有通向外部的后腔孔道一和后腔孔道二，后端盖中心有一组支撑转子后端轴段的后轴承；后端盖外部有一段轴线与转子的回转中心线重合的轴段，是该耦合器的输出轴端。
[0005]这种叶片式静液压旋转耦合器，其特征还在于前腔孔道一连接一个溢流阀的出液口，后腔孔道一连接该溢流阀的进液口 ；前腔孔道二连接一个节流防爆阀的出液口，后腔孔道二连接该节流防爆阀的进液口。
[0006]这种叶片式静液压旋转耦合器，其特征还在于定子内部近似椭圆的型腔由8段曲面组成，即2个大直径圆弧曲面、2个小直径圆弧曲面及连接这4个圆弧曲面的4个过渡曲面组成；2个大直径圆弧曲面的轴向中心截面重合，2个小直径圆弧曲面的轴向中心截面重合。大直径圆弧曲面的轴向中心截面，与小直径圆弧曲面的轴向中心截面的夹角为85度至95度，且大小圆弧曲面的轴向中心截面的交线与转子的回转中心线重合。
[0007]这种叶片式静液压旋转耦合器，其特征还在于前配流盘上的两个前过流孔的位置相对于转子的回转中心线对称，且两个前过流孔轴向中心截面重合，该轴向中心截面与定子内部型腔的大直径圆弧曲面的轴向中心截面的夹角为40度至50度。
[0008]这种叶片式静液压旋转耦合器，其特征还在于后配流盘上的两个后过流孔的位置相对于转子的回转中心线对称，且两个后过流孔轴向中心截面重合，该轴向中心截面与定子内部型腔的大直径圆弧曲面的轴向中心截面的夹角为负40度至负50度。
[0009]这种叶片式静液压旋转耦合器，其特征还在于两个相邻叶片之间在前后过流孔处的圆周向距离，小于等于前后过流孔相对边缘之间的圆周向距离。
[0010]这种叶片式静液压旋转耦合器，其特征还在于前端盖、前配流盘、定子、后配流盘、后端盖用若干条螺栓紧固成一体。
[0011]这种叶片式静液压旋转耦合器，其特征还在于前端盖与前配流盘之间、前配流盘与定子前端面之间、定子后端面与后配流盘之间、后配流盘与后端盖之间都有静密封圈加以密封。
[0012]这种叶片式静液压旋转耦合器工作时，转子的输入轴端与原动机连接，后端盖上的输出轴端与负载连接，耦合器内部充满液体，溢流阀关闭。原动机带动转子旋转，转子上的各叶片在离心力作用下其顶部紧贴定子内型腔，叶片大侧面与转子矩形槽形成间隙密封，叶片小侧面与两面的前后配流盘端面也形成间隙密封，这样转子上每两个相邻叶片、转子外圆、定子型腔、两个配流盘之间构成一个封闭区域。每个封闭区域通过定子型腔过渡段曲面，由大直径圆弧段向小直径圆弧段方向转动时，该封闭区域的容积有随着旋转方向减小的趋势，则在该封闭区域内的液体形成一定压力。该压力对定子产生力矩，驱动定子跟随转子旋转。从而使与定子固定在一体的后端盖的输出轴端旋转，将运动由原动机耦合到负载。这就是这种叶片式静液压旋转耦合器的基本工作状态，旋转力矩是通过静止的压力液体进行传递的，所以谓之“静液压耦合”。另外由于液体少许的弹性，该耦合器具有吸收一定程度冲击的能力。
[0013]如果负载出现超载状态，则封闭区液体的压力升高，当压力高于连接前后空腔的溢流阀设定压力时，溢流阀打开，液体由后空腔流回前空腔，形成直接内部循环，此时转子继续旋转，而定子与后端盖保持不动，负载停止转动，实现超载扭矩保护功能。
[0014]在后空腔与前空腔之间并联一个节流防爆阀，后空腔的液体在流量较小时可以通过该阀流回前空腔。随着流量的增加，在阀内部节流口上产生的压降逐渐增大，推动阀芯减小节流口的开度直至最终关闭。耦合器利用该阀的特性，可以使原动机空载软启动。即开始工作时，原动机逐渐加速，转子的叶片驱动液体，由后空腔经过该节流防爆阀的节流孔流回前空腔，此时定子和负载不动。当原动机转速达到规定值时，液体流量增大，经过节流孔产生的压降增大到设定值，使得节流防爆阀关闭，液体的内部循环停止，偶合器内部液体产生压力，驱动负载运动。叶片式静液压旋转耦合器的软启动功能就是这样实现的。
[0015]本发明的有益效果在于:通过将利用液体的动能传递能量的液力方式，改变为利用液体的压力能传递能量的静液压方式，使这种新型旋转耦合器，既能满足软启动、过载保护、减小冲击等功能，又能实现缩小体积、提高效率、降低成本的要求。与现有的液力耦合器相比，具有更加优越的技术经济指标，更广泛的用途。
【附图说明】
[0016]图1是叶片式静液压旋转耦合器外型示意图；
[0017]图2是叶片式静液压旋转耦合器过转子轴线的剖面，及耦合器本体与溢流阀、节流防爆阀连接的示意图；
[0018]图3是叶片式静液压旋转耦合器结构的三维爆炸示意图；
[0019]图4是叶片式静液压旋转耦合器定子示意图；
[0020]图5是叶片式静液压旋转耦合器转子示意图；
[0021]图6是叶片式静液压旋转耦合器定子、转子、叶片相互关系示意图；
[0022]图7是叶片式静液压旋转耦合器前后配流盘、前后过流孔、定子型腔相互位置示意图。
[0023]在附图中，I是转子，2是前端盖，3是前配流盘，4是定子，5是后配流盘，6是后端盖，7是旋转密封，8是前轴承，9是前腔孔道一，10是前腔孔道二，11是前空腔，12是静密封圈，13是溢流阀，14是叶片，15是后腔孔道二，16是后空腔，17是后轴承，18是后腔孔道一，19是节流防爆阀，20是螺栓，21是前过流孔，22是后过流孔，23是定子型腔，24是转子矩形槽。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作详细说明:
[0025]如图1?图7所示，这种叶片式静液压旋转耦合器，主要由定子4、转子1、前配流盘3、后配流盘5、前端盖2、后端盖6及附属零件组成。定子4两