摘要：调速液力偶合器是一种以液体油为介质，将动力传递给工作机械的联轴器。可以实现无级调整输出速度条件下的电动机转速恒定,可以改善电动机的起动能力,减少冲击和振动,协调多机驱动的负载分布,容易实现遥控和自动控制,可以节省大量的电能,广泛应用于煤矿生产。
关键词：调速型；液力耦合器；应用
叙述调速型液力耦合器的特点、用途、功能和工作原理，并分析故障，提出了排除方法。
1 调速型液力耦合器特点与用途
1.1 调速型液力耦合器特点。(1)调速型液力耦合器可以在原动机转速不变的情况下连续无级调节被驱动机械的转速，当与离心式风机、水泵相配时，其调速范围为1～1/4，当与活塞式机械相配时，其调速范围为1～1/3;(2)调速型液力耦合器能使电机空载启动，不必选择过大功率余量能力的电动机等原动机，并且可以减少电网负荷的波动;(3)调速型液力耦合器具有过载保护的性能;(4)隔离振动，减缓冲击;(5)调速型液力耦合器的传动部件间无直接机械接触、使用寿命长;(6)调速型液力耦合器在额定负载下有较高的传动效率;(7)调速型液力耦合器具有液力控制调速装置和两个半轴，易于实现远距离自动操作。
1.2 调速液力耦合器的用途。凡需变负荷运转的各种风机，水泵均可采用调速液力耦合器实现变速运转，一般可节电1/5～1/3。调速液力耦合器广泛应用在冶金机械、化工机械、矿山机械、电力发电设备、水泥机械、纺织机械、石油机械、化工机械、起重运输机械等行业。调速液力耦合器已被国家列为重点推广的节能产品。
2 调速液力耦合器的工作原理
调速液力耦合器是以液体为介质传递动力并实现无级调速的液力传动装置，液力耦合器主要由与输入轴相联的泵轮，与输出轴联接的涡轮以及把涡轮包容在其中的转动外壳组成。在调速型液力耦合器密封的空腔中充满工作油，泵轮和涡轮对称布置，它们的流道几何形状相同。工作轮叶片为经向布置的直叶片，当原动机驱动泵轮旋转时，工作油在泵轮叶片的作用下由叶片内侧向外缘流动，形成离心水泵出口处的高速高压液流，该液流进入涡轮，冲击涡轮叶片，带动涡轮与泵轮同向旋转，工作油在涡轮中由外缘向内侧流动过程中减速减压，然后再流回泵轮进口，这里传递能量的介质是工作油，泵轮的作用就是把原动机的机械能传给被驱动机械。改变液力耦合器工作腔中工作油的充满度就可在输入轴转速不变的情况下无级地改变输出轴的转速。当导流管管口处于靠近旋转轴线位置时(即把导流管拉出)耦合器工作腔中的油环最厚，即工作腔中工作油充满度最大，此时输出轴转速最高，当导流管管口处于远离旋转轴线位置时(即把导流管插进)，油环最薄。即工作腔中工作油充满度最小，此时输出轴转速最低。本系列耦合器是采用电动执行器作为执行元件来拉动导流管实现无级调速的。
3 调速型液力耦合器的操作与使用
3.1 充油。开车前须先通过耦合器侧面的注油口经过滤后向油箱底壳注放22号透平油，装油量(参看表1技术参数中的加油量仅供参考)使油面至油位计的最上线，把导流管处于0%位置上，然后启动电机空载运行，使工作油充满冷却器及油管路。经几分钟运转稳定后及时检查油位，当油位低于最上线20mm时，应停机继续向耦合器补充注油，到规定位置(即油位计最上线处)。应注意不使油位高于规定位置，否则会造成搅油发热。
3.2 试运转。(1)试车前必须全面检查各联接螺栓，管路各接头确认牢固可靠，各仪表完好，油位正常后再逐级进行试运转。(2)启动前若油路系统及冷却系统装有阀门，均应开启到最大开度。(3)先动手，或电动操作电动执行器动作几次，检查运转是否灵活可靠，确认正常后要使导流管处于0%位置(即插到底)状态。(4)分别盘动耦合器的输入半联轴器，输入半联轴器确认无卡滞和转动灵活后方可启动。(5)试运转启动后，应注意油泵上油情况，若启动后三十s油泵仍不上油，应及时停车检查原因，待排除故障后再启动。(6)启动完成后可调节输出转速至最高速。
3.3 正常运转。(1)正常运转的启动也应按试运转的检查项目进行检查。(2)电机启动后即可按照要求操作电动执行器进行正常运转。(3)运行中各仪表的指示范围:油泵压力(油泵出口油压):0．05～0．25Mpa。
供油压力(耦合器入口油压):0．005～0．03 Mpa。
油箱温度(油泵出口油温):t＜80℃。
供油温度(耦合器入口油温):t＜60℃。
运转中要随时注意油温的变化，当油温高于80℃时，应调节冷却水量使油温降低到规定值。油泵出口油压会随着出口滤油器的阻塞而逐渐增加，一般当压力超过0．25 Mpa时就应清洗滤油器。
3.4 可能出现的故障和排除方法。故障发生的现象和其产生的原因，排除的方法请参看表1。
表1
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4 调速型液力偶合器在煤矿中的应用
4.1 调速型液力偶合器在水力采煤高压泵上的应用。（1）解决了高压水泵的平稳启动问题。避免了高压泵频繁启动给电网带来的危害，提高高压泵运行安全性。（2）方便操作与控制。通常水力采煤分上下层两个工作面，各设一台水枪，实行交替开枪落煤。使用液力调速后，在倒面倒枪时可以不停电机，操作和控制方便。（3）降低设备故障率。高压泵用偶合器调速，逐步升速升压，可以避免液体对管路的水锤冲击和汽蚀，降低设备故障率。（4）节约电能。与节流调节相比，最低节能15％以上。
4.2 调速型液力偶合器在矿井主扇风机上的应用。矿井主扇风机随着井下巷道的逐年延伸与增多，风机的风压和风量也要逐年提高，因而采矿初期与采矿后期对风机的要求不同。以往选用大裕度的风机用阀门节流调节，浪费很大且调节不方便。
4.3 调速型液力偶合器在矿井防爆绞车上的应用。目前，国内外生产和使用的矿井提升绞车，多采用绕线式电动机加金属电阻来驱动和控制绞车的启动、加速、减速和停车。电控复杂，体积庞大，尤其井下防爆用时，制造成本和绞车房(峒室)的建设费用均提高。为克服上述缺点，国内外都在研制液力调速防爆绞车。液力调速防爆绞车是由防爆笼型电动机驱动的。提升绞车运行包括提升和下放重物两种工况。每种工况又分启动、加速、等速、减速和停车几个阶段。需要用偶合器调速的只有加速、等速和减速三种工况。调速型液力偶合器用于矿井防爆绞车有如下优点。（1）可用廉价电机。可以用廉价的笼型电机替代价格昂贵的绕线式电机。（2）简化控制系统。简化了电控系统，控制简单，操作方便，提升和下放重物速度平稳。（3）提高传动品质。解决了电机启动困难问题，改善电机的启动能力。（4）既有驱动功能，又有制动功能，简化了制动系统，降低机械抱闸的磨损，下运工况稳定，操作简单，安全可靠。（5）降低设备故障率。由于液力传动能改善传动品质，具有轻载启动和过载保护功能，所以设备故障率大大降低。利用调速型液力偶合器为绞车调速和制动，最大的问题是偶合器被制动时要发热，因而必须有合适的油路系统和冷却系统。
4.4 调速型液力偶合器在带式输送机上的应用。随着煤矿采掘输送技术的进步，目前已由原竖井、斜井向长距离大倾角斜井发展，采用带式输送机连续运输。为解决启动困难和协调多机均衡驱动问题，近些年煤矿井下长距离带式输送机开始应用调速型液力偶合器，并取得较好的技术经济效益。
总之，在当前资源紧张、能源短缺、环境污染日趋严重的形势下，可持续发展日益困难，节能减排刻不容缓。各国对各自应尽的义务尽管争议不决，但对于节能减排的必要性和紧迫性认识却日益趋同。
参考文献：
［1］董国军．调速型液力耦合器在油田注水泵的调速控制系统中的应用探讨．2018．
［2］刘乃乔．调速型液力耦合器在煤矿中的应用.2018.