液力偶合器应用与节能技术

前言

液力偶合器是国家八部委联合推广的节能产品，曾被列为机械工业第3、6、9、12



、16、17、18批节能产品推广项目。自1978年我国从原西德和英国引进液力偶合



器专有技术以来，在国家大力扶持和推广下，液力传动工业获得了很大发展，液力



偶合器在各部门的应用逐步拓展并取得了显著的技术经济效益。

虽然液力偶合器的应用已初见成效，但是与国外相比，与我国节能事业的需要相比



，仍有很大差距。究其原因，主要是液力传动这项先进节能技术仍不为更多的人所



了解。已有的有关液力传动的书籍，大部分以理论研究和教学为主，缺少理论联系



实际、通俗易懂的液力偶合器应用技术方面的读物。节能是永恒的主题，为了建设



资源节约型社会，必须推广应用各项节能技术，而要想推广应用节能技术，则必须



首先普及节能技术的应用常识，因而出版本书很有必要。

本书共分8章。前3章简要介绍液力传动基础知识，第4章尽其可能地收集了液力偶



合器典型结构，为应用选型打下基础。第6章介绍液力偶合器的选型匹配方法和注



意事项。第7章介绍液力偶合器的使用与维护。第8章介绍液力偶合器出厂检验和交



工验收。第5章介绍液力偶合器的应用与节能，是本书的重点。在此章中较为详细



地分析了液力偶合器的优异功能和应用液力偶合器传动的节能原理，并用大量的实



例证明了应用液力偶合器传动的节能效果。为了消除人们对液力偶合器与离心式机



械匹配低效率的误解，本章还专门对液力偶合器的运行效率进行了分析。衷心希望



读者阅读本章后，能对应用液力偶合器传动的节能意义加深理解。

本书的特点是兼收并蓄、博采众长、深入浅出、通俗易懂、联系实际、内容丰富、



条理分明、便于阅读，以大量的图表和醒目的标题，以及细分到章、节、段的目录



，为读者阅读和查找提供方便。

在本书的编写过程中，得到了国内外众多同行的帮助，并借鉴了许多同行们的宝贵



经验，对此作者表示衷心感谢。

本书适合电力、冶金、煤炭、矿山、石油、化工、建材、建筑、轻工、纺织、制革



、粮油、港口、市政、交通等部门所属企业的相关技术人员、设备管理和使用人员



、设计院的科研设计人员阅读，亦可供工科院校的师生们和液力偶合器制造与营销



人员参考。

本书不是教材，阅读时不必从头学起。可以先看第5章，在对液力偶合器的功能和



应用液力偶合器传动的节能效益有了认识之后，再联系本单位的实际情况，寻找大



惯量、难启动、经常烧电机、经常出故障的设备或需要调速运行的风机、水泵等进



行节能改造。采用边干边学、学以致用、理论联系实际、急用先学的学习方法，逐



步地完成其他章节的学习。

本书由刘应诚、杨乃乔编著。郭艳辉、刘丽英、戴硕、李源华、简华东、刘天元等



参与了编写和编辑、绘图、打印、校对工作。

由于水平所限，不妥之处在所难免，衷心希望广大读者和专家给予批评、指正。





刘应诚

2005 年6月15日于大连
	 

液力偶合器是国家重点推广的节能产品。本书荟萃了目前国内外液力偶合器先进传动技术。重点介绍了液力偶合器的优异功能和应用液力偶合器传动的节能原理，并用大量实例证明了应用液力偶合器传动的技术、经济效益。另外对选型匹配、使用维护及质量检验也作了相应的阐述。

本书的特点是通俗易懂、深入浅出、理论联系实际、图文并茂、便于阅读。

本书适合电力、冶金、煤炭、矿山、石油、化工、建材、建筑、轻工、纺织、制革、粮油、港口、市政、交通等部门所属企业、设计研究部门、节能部门的技术人员、设备管理和使用维修人员阅读，也可供大专院校师生及液力偶合器厂有关人员参考。
	 

目录

第1章绪论1

11液力传动的定义及分类1

12液力传动发展简史1

13国内外液力传动工业的现状及发展2

14我国液力传动工业与国外的差距3

15推广应用液力偶合器传动的重要意义4

第2章液力传动基础知识6

21液体在工作轮中的运动6

22液体的动量矩变化与能量传递6

23相似原理在液力传动中的应用7

24液力传动中的损失7

25液力传动用工作液体8

251液力传动工作液体的理化性能和使用性能8

252常用液力传动工作液体9

253煤矿井下液力偶合器用高含水难燃液技术要求10

第3章液力偶合器原理与特性12

31液力偶合器的传动原理12

32液力偶合器的特性 13

321液力偶合器的基本特性及其参数13

322液力偶合器的外特性及其特性曲线15

323液力偶合器的原始特性及其特性曲线15

324液力偶合器的输入特性及其特性曲线15

325液力偶合器的全特性及其特性曲线16

326调速型液力偶合器的调节特性及其特性曲线18

33影响液力偶合器特性的主要因素19

331循环圆的形状对特性的影响19

332循环圆有效直径D对特性的影响22

333循环圆内外直径之比D0/D对特性的影响22

334流道宽度b对特性的影响22

335工作轮间的轴向间隙对特性的影响22

336工作轮叶片对特性的影响22

337工作轮流道表面加工质量对特性的影响24

338输入转速对特性的影响24

339供油压力对特性的影响24

3310工作液体性质对特性的影响24

3311工作液体温度对特性的影响25

3312转差率对特性的影响25

3313充液率对特性的影响25

3314驱动方式对特性的影响26

3315环流改道对特性的影响30

3316阻流板对特性的影响31

3317侧辅腔对特性的影响32

3318前辅腔对特性的影响32

3319后辅腔对特性的影响33

3320过流孔对特性的影响33

3321过流阀对特性的影响34

3322调速范围对特性的影响35

3323工作液体循环流量对特性的影响35

第4章液力偶合器分类及其结构性能36

41液力偶合器型式和基本参数36

42普通型液力偶合器37

43限矩型液力偶合器38

431限矩型液力偶合器结构性能、特点及用途38

432限矩型液力偶合器限矩原理38

433限矩型液力偶合器基本型式39

434限矩型液力偶合器的派生型式41

44普通型、限矩型液力偶合器安全保护装置45

441设置安全保护装置的必要性45

442安全保护装置的种类及其结构原理46

443普通型、限矩型液力偶合器易熔塞47

444普通型、限矩型液力偶合器易熔塞中的易熔合金成分48

445刮板输送机用液力偶合器易爆塞技术要求49

45调速型液力偶合器49

451利用偶合器进行调速的方法49

452改变输入转速调节方式50

453机械调节调速方式51

454容积调节调速方式及充液量调节调速方式51

455容积调节式调速型液力偶合器分类53

46进口调节喷嘴伸缩导管式调速型液力偶合器53

461进口调节喷嘴伸缩导管式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点53

462进口调节喷嘴伸缩导管式调速型液力偶合器的典型产品54

47进口调节喷嘴阀控式调速型液力偶合器55

471进口调节喷嘴阀控式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点55

472进口调节喷嘴阀控式调速型液力偶合器的典型产品56

48进口调节喷嘴泵控式调速型液力偶合器58

481进口调节喷嘴泵控式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点58

482进口调节喷嘴泵控式调速型液力偶合器的典型产品59

49进口调节固定导管阀控式调速型液力偶合器59

491进口调节固定导管阀控式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点59

492进口调节固定导管阀控式调速型液力偶合器的典型产品60

410进口调节固定导管泵控式调速型液力偶合器62

4101进口调节固定导管泵控式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点62

4102进口调节固定导管泵控式调速型液力偶合器的典型产品62

411进口调节卧式重力循环阀控式调速型液力偶合器63

4111进口调节卧式重力循环阀控式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点63

4112进口调节卧式重力循环阀控式调速型液力偶合器的典型产品64

412进口调节立式重力循环阀控式调速型液力偶合器64

4121进口调节立式重力循环阀控式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点64

4122进口调节立式重力循环阀控式调速型液力偶合器的典型产品65

413出口调节回旋导管式调速型液力偶合器65

4131出口调节回旋导管式调速型液力偶合器的结构原理及优缺点65

4132出口调节回旋导管式调速型液力偶合器的典型产品65

414出口调节伸缩导管调速型液力偶合器66

4141出口调节伸缩导管调速型液力偶合器的结构原理及优缺点66

4142出口调节伸缩导管调速型液力偶合器的分类67

4143出口调节伸缩导管调速型液力偶合器的典型产品69

415复合调节调速型液力偶合器74

4151复合调节调速型液力偶合器的结构原理及优缺点74

4152复合调节调速型液力偶合器的典型产品75

416离合启动型液力偶合器75

4161离合启动型液力偶合器的结构原理及优缺点75

4162离合启动型液力偶合器的典型产品76

417液力偶合器传动装置79

4171液力偶合器传动装置的分类及优缺点79

4172国内外液力偶合器传动装置生产情况79

418调速型液力偶合器、液力偶合器传动装置的辅助系统86

4181调速型液力偶合器、液力偶合器传动装置的油路系统86

4182调速型液力偶合器、液力传动装置的热平衡系统90

4183调速型液力偶合器、液力偶合器传动装置的操作与监控系统92

419闭锁型液力偶合器94

4191闭锁型液力偶合器的结构原理94

4192闭锁式液力偶合器对特性的要求97

4193闭锁式液力偶合器的优缺点97

420水介质液力偶合器98

4201水介质液力偶合器及其优缺点98

4202水介质液力偶合器的结构特点98

4203目前国产水介质液力偶合器存在的主要问题100

4204水介质液力偶合器的发展方向101

421双腔液力偶合器101

4211双腔液力偶合器的结构及其特性101

4212双腔液力偶合器的优点和用途103

422立式液力偶合器105

4221立式液力偶合器及其分类105

4222立式液力偶合器的结构特点106

423液力变矩偶合器107

4231液力变矩偶合器的结构特点与工作原理107

4232液力变矩偶合器的优缺点108

424延时启动型液力偶合器108

4241德国福依特公司延时启动型液力偶合器108

4242德国弗兰德公司延时启动型液力偶合器109

4243法国西姆公司延时启动型液力偶合器110

4244意大利传斯罗伊公司延时启动型液力偶合器110

4245国内延时启动型液力偶合器112

425无滑差静液力机械偶合器114

4251无滑差静液力机械偶合器的结构特点与工作原理114

4252无滑差静液力机械偶合器的功能特点与使用优势115

426液力减速（制动）器与堵转阻尼型液力偶合器116

4261液力减速（制动）器原理和分类116

4262机车用液力减速（制动）器116

4263汽车用液力减速（制动）器117

4264固定设备用液力减速（制动）器120

4265液力减速（制动）器的优缺点123

4266堵转阻尼型液力偶合器123

第5章液力偶合器的应用与节能125

51液力偶合器的功能及优缺点125

52风机、水泵等离心式机械调速运行节能原理126

521离心式风机、水泵的特性126

522风机、水泵的调节方式及耗能对比126

523风机、水泵节流调节的耗能原因126

524风机、水泵调速调节的节能原理127

525风机、水泵运行机制与调速节能的关系127

53各种调速装置的技术经济比较128

531调速装置的选用原则128

532各种调速装置的技术经济比较128

533液力偶合器调速的优缺点及适用场合129

54调速型液力偶合器的运行效率分析130

541液力偶合器的效率和相对效率130

542调速型液力偶合器与不同类型负载匹配的相对效率131

55调速型液力偶合器的应用领域与节能原理132

551调速型液力偶合器的应用领域132

552应用液力偶合器调速的节能原理133

56调速型液力偶合器在电力行业的应用与节能133

561调速型液力偶合器在锅炉给水泵上的应用与节能134

562调速型液力偶合器在热网循环泵上的应用与节能136

563调速型液力偶合器在电厂锅炉送、引风机上的应用与节能137

564调速型液力偶合器在电厂渣浆泵上的应用与节能138

57调速型液力偶合器在钢铁行业的应用与节能140

571调速型液力偶合器在钢铁厂除尘风机上的应用与节能140

572调速型液力偶合器在钢铁厂鼓风机和引风机上的应用与节能141

573调速型液力偶合器在钢铁厂供水泵上的应用与节能143

58调速型液力偶合器在有色冶金行业的应用与节能145

581调速型液力偶合器在各类风机上的应用与节能146

582调速型液力偶合器在渣浆泵上的应用与节能147

59调速型液力偶合器在水泥行业的应用与节能149

591调速型液力偶合器在回转窑窑尾风机上的应用与节能149

592调速型液力偶合器在立窑罗茨风机上的应用与节能150

593调速型液力偶合器在水泥生料浆体输送渣浆泵上的应用与节能152

510调速型液力偶合器在煤炭及各种矿山中的应用与节能152

5101调速型液力偶合器在水力采煤高压泵上的应用与节能152

5102调速型液力偶合器在矿井主扇风机上的应用与节能152

5103调速型液力偶合器在煤浆体管道输送煤浆泵上的应用与节能153

5104调速型液力偶合器在选煤厂风机上的应用与节能153

5105调速型液力偶合器在矿井防爆绞车上的应用153

5106调速型液力偶合器在矿山渣浆泵上的应用与节能154

5107调速型液力偶合器在带式输送机上的应用154

511调速型液力偶合器在石油、化工行业的应用与节能155

5111调速型液力偶合器在石油、化工行业的应用领域155

5112调速型液力偶合器在油田注水泵上应用与节能 157

5113调速型液力偶合器在原油输送泵上的应用与节能158

512调速型液力偶合器在轻工、纺织行业的应用与节能158

5121调速型液力偶合器在纺织厂空调风机上的应用与节能158

5122调速型液力偶合器在甘蔗渣煤粉锅炉上的应用与节能158

513调速型液力偶合器在市政设施上的应用与节能159

5131调速型液力偶合器在市政设施上的应用领域159

5132自来水厂配水泵应用液力偶合器调速节能分析160

5133调速型液力偶合器在煤气厂鼓风机上的应用与节能160

5134调速型液力偶合器在小区供热锅炉房中的应用与节能161

514调速型液力偶合器在车辆和船舶上的应用161

515限矩型液力偶合器功能分析与节能原理161

5151限矩型液力偶合器轻载启动功能分析161

5152限矩型液力偶合器过载保护功能分析163

5153限矩型液力偶合器协调多动力机顺序启动功能分析164

5154限矩型液力偶合器协调多动力机均衡载荷功能分析166

5155限矩型液力偶合器协调多动力机同步驱动功能分析169

5156限矩型液力偶合器协调多动力机平稳并车功能分析169

5157限矩型液力偶合器减缓冲击和隔离扭振功能分析169

5158限矩型液力偶合器柔性制动功能分析170

5159限矩型液力偶合器节能原理170

516限矩型液力偶合器的应用领域与应用节能实例171

5161限矩型液力偶合器的应用领域171

5162限矩型液力偶合器在带式输送机上的应用171

5163限矩型液力偶合器在刮板输送机上的应用173

5164限矩型液力偶合器在球磨机上的应用与节能174

5165限矩型液力偶合器在破碎机械上的应用与节能175

5166限矩型液力偶合器在制革设备上的应用与节能175

5167限矩型液力偶合器在铸造混砂机上的应用与节能176

5168限矩型液力偶合器在砂磨机上的应用与节能176

5169限矩型液力偶合器在起重机上的应用177

51610限矩型液力偶合器在离心机上的应用与节能178

51611限矩型液力偶合器在油田抽油机上的应用与节能179

51612限矩型液力偶合器在纺织机械上的应用与节能180

51613限矩型液力偶合器在磨煤机上的应用与节能182

51614限矩型液力偶合器在搅拌机上的应用与节能184

51615限矩型液力偶合器在悬挂式输送机上的应用184

51616限矩型液力偶合器在船闸开启机和车库门开启机上的应用184

51617限矩型液力偶合器在电缆牵引车上的应用185

51618限矩型液力偶合器在挖掘机和斗轮机上的应用与节能185

51619限矩型液力偶合器在离心式水泵上的应用与节能185

51620限矩型液力偶合器在空压机上的应用与节能186

51621限矩型液力偶合器在电炉除尘风机上的应用与节能186

517堵转阻尼型液力偶合器的应用186

第6章液力偶合器的选型匹配188

61液力偶合器选型匹配的重要性188

62液力偶合器选型匹配的原则188

63液力偶合器与动力机的联合运行190

631常用动力机190

632液力偶合器与动力机联合运行的稳定性191

633液力偶合器与柴油机联合运行191

634液力偶合器与电机联合运行194

64液力偶合器与工作机联合运行196

65液力偶合器与动力机、工作机的连接197

651液力偶合器与动力机、工作机的常用连接型式197

652液力偶合器常用联轴器特性198

66限矩型液力偶合器的选型匹配198

661限矩型液力偶合器的选型匹配原则198

662限矩型液力偶合器的选型匹配内容199

663限矩型液力偶合器的型式选择199

664限矩型液力偶合器的规格（有效直径）选择199

665多机驱动用液力偶合器的选型匹配201

666双速电机驱动的液力偶合器的选型匹配201

667堵转阻尼型液力偶合器的选型匹配203

668工作机要求延时启动的偶合器的选型匹配203

669限矩型液力偶合器过载保护能力和安全保护装置选择203

6610限矩型液力偶合器驱动方式的选择204

6611限矩型液力偶合器安装型式和配合性质的选择205

6612限矩型液力偶合器充液率的选择207

67调速型液力偶合器的选型匹配207

671调速型液力偶合器的选型匹配原则207

672调速型液力偶合器选型匹配内容210

673调速型液力偶合器传动方式选择211

674调速型液力偶合器产品型式选择211

675调速型液力偶合器规格选择212

676调速型液力偶合器控制方式与配置选择213

677调速型液力偶合器功率损失计算213

678调速型液力偶合器用冷却器换热面积与冷却水流量计算214

679调速型液力偶合器导管开度（充液率）计算215

6710调速型液力偶合器选型匹配计算实例215

68液力偶合器选型匹配中易发生的错误218

第7章液力偶合器的使用与维护221

71限矩型液力偶合器的使用与维护221

711限矩型液力偶合器的安装与拆卸221

712限矩型液力偶合器的充液和充液检查224

713限矩型液力偶合器安全保护装置的使用与维护226

714限矩型液力偶合器密封装置的使用与维护227

715限矩型液力偶合器所用弹性联轴器的使用与维护228

716限矩型液力偶合器使用注意事项228

72调速型液力偶合器的使用与维护228

721调速型液力偶合器的基础228

722调速型液力偶合器所配联轴器的安装228

723调速型液力偶合器的安装229

724调速型液力偶合器所配冷却器的安装232

725调速型液力偶合器电气系统安装233

726调速型液力偶合器调速防护装置安装233

727调速型液力偶合器的注油234

728调速型液力偶合器的油路清洗234

729调速型液力偶合器的试运行235

7210调速型液力偶合器的运行与监控236

7211调速型液力偶合器的保养与维修241

73液力偶合器的可靠性和故障分析245

731可靠性基本概念245

732故障树分析方法及应用246

733限矩型液力偶合器的常见故障及排除方法(表713)249

734调速型液力偶合器的常见故障及排除方法（表714）250

第8章液力偶合器质量检验与交工验收254

81液力偶合器通用技术条件254

82普通型、限矩型液力偶合器铸造叶轮技术条件257

83调速型液力偶合器叶轮技术条件257

84刮板输送机用水介质液力偶合器技术要求261

85限矩型液力偶合器出厂检验与交工验收265

86调速型液力偶合器出厂检验与交工验收267

附录1液力偶合器有关标准271

附录2国内限矩型液力偶合器部分生产厂家产品型号对照表272

附录3国内调速型液力偶合器与液力偶合器传动装置部分生产厂家产品型号

对照表274

参考文献276