Файл: Чарей В.Е. Гидравлические машины учебное пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 52

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 74 -

лопастями вращающегося насосного колоса к периферии и нагне­ тается о турбинное колесо, которое реализует энергию, получек ную через жидкость от насосного колеса, и вращается в ту же сторону. С лопастей турбинного колеса рабочая жидкость воз - вращается в насосное колесо, образуя замкнутый круг циркуля­ ция (в мервдиальной плоскости гидромуфты). Система охлаж­

Рис. бЗ. колесо гидромуфты (без тора)

дается путэм естественной теплопередачи или принудительным спо­ собом.

Гидромуфта обеспечивает гибкое соединение валов и переда­ чу момента без изменекия его величины, а следовательно, про - исходит изменение скорости ведомого вала при постоянной ско -

росги ведущего вала,

.

Как и в обычном центробежном

насосе, жидкость, вращаясь .

вместе с колесом, приобретает от рабочих органов насоса доба­ вочную энергию, дополнительно к гой, которой она обладазт, подтекая к наеоеу. Небольшую чаоть этой добавочной энергии (Й-3ft) жидкость затрачивает на преодоление гидравлических сопротивлений, а большую часть приобретенной в насосе энергии (97-98$) отдает на ведомый вал при протекании по каналам тур­ бины.

Как и во всяком механизме, мощность на ведомом валу будет меньше, чем на ведущем, на величину, затрачиваемую на преодо­ ление различных сопротивлений. Поэтому происходит повышение температуры рабочей жидкости и деталей муфты.

Турбина вращается внутри корпуса насоса, но с оборотами меньшими, чем обороты насоса. Таким образом, вое элементы гидромуфты вранц стоя, что является ее основной особенностью. Кожух и лопаточные колеса гидромуфты перед пуском должны быть заполнены рабочей жидкостью. Чаще всего в качестве рабочей жидкости применяются масла с плотностью 880-930 к г /и 3 и вяз - костью от. I до 8°(градуоов Энглера).

Гидромуфта по сравнению с механическими муфтами имеет ряд

- 75 -

преимуществ, одним из которых является отсутствие жесткой свя­

зи между ведущим и ведомым валами, что защищает двигатель от ударных нагрузок и уменьшает износ деталей.

Из закона моментов количества движения системы при устано­ вившемся движении следует

 

м н - - м т .

( 81)

Э т о

п е р в о е

о с н о в н о е

у р а в н е н и е

г и д р о м у ф т ы ,

откуда видно, что. при

любых установив­

шихся условиях момент двигателя, измеренный непосредственно на ведущем валу (у насоса), равен моменту на ведомом валу ( у

турбины). В условиях неустаиовившегося движения, когда проис­

ходит изменение оборотов системы (при трогании о места, при

 

остановке и регулировке), равенства моментов Мн и /1Т

не

бывает, так как разность моментов вызывается'появлением уско - рения системы.

Отношение

полезного момента турбины И т

к подводимому

моменту насоса

называется коэффициентом

трансформации

при изменении оборотов КФ J .

При работе гидромуфта на ее рабочее колесо действуют кру - тящие моменты (согласно, уравнению Эйлера для центробежных ма -

шин):

 

 

 

 

 

-

для

насоса

Мн =f Q ( Ъ со*

° ( г н 00^ , ^ - и ->)

( 82)

-

ДЛЯ

ТурбИНЫ

-fO-faz-тC° S ° (z ^ r ~ iC^ T COSo(!^ T -/)-

(35)

Рассмотрим процесс преобразования энергии в гидромуфте.

Вдоль

линии тока

( р и с .Ы ) в точке

1 на выходе из трубины

и

на входа в насос значение энергии будет минимальным. При вра­

щении

насосного колеса жидкость за счет подводимой мехзниче -

ской

энергии будет

перемещаться от

точки а

к

точке б .

По­

кинув

колесо насоса, жидкость попадает на турбинное колесо

я ,

по мере протекания

в ном от точки б

к точке

а

, энергия

ее

будет

уменьшаться,

превращаясь в механическую энергию ведомого

вала

и частично в

потери.

 

 

 

 

76 -

Коэффициент полезного действия гидромуфты определяется по формуле

где

N T

- мощность, отдаваемая валу турбины;

 

 

 

N T= Мт t o r

‘

 

Мт -

момент на валу турбины;

 

сог

-

угловая скорость колеса турбины;

 

А/н

-

мощность, подводимая к валу наоооа;

 

 

 

МН=МН сон

•

 

Мн

-

момент на валу насоса;

 

оон

-

угловая скорость колеоа насоса.

 

 

 

Хвяерь можно написать

 

_ Mr СОт _ СО-р_tc г

 

 

~ГЬМ *н = 00н ~ л „ *

(84)

Э т о

в т о р о е

о с н о в н о е

у р а в н е н и е

г и д р о м у ф т ы ,

которое показывает,

что /? муфты

равен отношению оборотов вала турбины к оборотам

вала насоса.

движение потока кидкооти в гидромуфте весьма

сложное

и

мало изучено. Поэтому чаще воего прибегают к опытам, оценку качества муфт производят на основании характеристик. Внешняя характеристика гидромуфта (рис. 54) строится на основании ис-

 

 

Рис. ЬЬ.

Внешняя характеристика «гидромуфты,

нытания или расчета, при

постоянном числе оборотов насосного

колеса

п н

и постоянной вязкости V ^ c o n s t . Она определи-

 

 

 

??

 

 

 

ет зависимости

(внешних факторов) момента

М

,

мощности

/ / ,

к .п .д .

а

от числа оборотов турбинного

колеоа п т

или

i r .

 

 

 

 

 

 

На рис,

55

показан характер изменения расхода

жидкости й.

в круге циркуляции гидромуфты. Из рио. 54

и 55 видно, что при

л /у= п т

не

будет циркуляции жидкости,

/ Q - 0 ) , .

расход

прекратится,

следовательно, момента не будет

 

При

 

Рио. 55,

Характеристика изменения расхода

 

 

 

 

 

 

 

жидкости в

круге циркуляции гид­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ромуфты.

 

 

 

 

п г = 0

и

n Ht D

 

наблюдается наибольший расход

&

,

при зтом крутящий момент

М

будет наибольшим.

 

 

 

для насоса при постоянной угловой скорости

(X>H~ c o n s t t

 

п „ = c o n s t

изменение

мощности

 

имеет такой

же

вид, как и для момента.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для турбины

сог Фc o n s t угловая скорость меняется

от

О

м

cor = соН}и т от п Т=0 дапг~пн ; мощность будет4-=Ма>т.

 

Она меняется

от О при

/гг * О

до максимума

и

промежутка между

п т= 0

и л т=пн

и опять до 0 нри

 

 

 

п т= п н

 

так

как при

этом циркуляции

жидкости

не

бу­

дет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение

 

р

=

п н

 

представляет прямую линию$

при

 

г г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пГ~ о рг = о ;

п*и пг=пн ?rs f -

- 78

-

 

Как правило, гидромуфты рассчитываются на к .п .д ,

у *

* 0 ,95 -0,98 . .

 

 

Кроме внешних характеристик,

строят канонические,

универ-

вальные, тяговые и внутренние характеристики. На них мы оста­ навливаться не будем.-

В. Расчетные уравнения гидромуфты

величина расхода О. в круге циркуляции может быть оп­ ределена по'уравнению, если известна конфигурация рабочего ко­ леса,

 

 

 

 

а=27СЯёг

= 2 Ш г и?

 

. ( 85)

Здесь

Я

 

-

активный радиус

гидромуфты;

 

 

 

8г

~ ширина выхода

из

насосного

колеса;

 

 

 

 

Ц

=

 

 

 

 

(8б)

 

е

-

безразмерная величина,

одинаковая для всех

 

 

 

 

гидравлически

подобных муфт;

 

= 0,35-0,37

для

передаточных чисел

L ~^?-> 0,75< 1{ъ дру-

гих случаях определяют экспериментально);

п н

'

 

 

при е

- 451

 

 

a U g / f - р *

,

где

а = 1,465-1,507.

При передаточном

отношении

i=pr

=

0 ,97 -0,98 (нормаль­

ный режим работы)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щ

е

(0,286+0,334)и 2 .

 

 

 

Напор,

сообщаемый насосным колесом рабочей жидкости,

 

 

 

 

 

 

н = < - ± 1 %

 

 

(87)

Мощность,

 

 

 

 

Я

 

рабочей жидкости,

отдаваемая насосным колесом

 

 

 

 

 

 

J / М(л) =М Тп -

в-И р ,

(88)

Момент на насосном колесе иногда выражают в следующем ви­

де:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M - A f n t T ) 5 ,

 

 

(89)

где

А

-

коэффициент мощности момента

насосного колеса

 

 

 

( муфты)

(он определяется

экспериментально);

Смотрите также файлы