ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 45
Скачиваний: 1
п н ™ число оборотов насосного колеса;
2)- активный диаметр гидромуфты.
Для выбора гидромуфты задаются: Ahg , п 9е ’
виями работы в системе. Основываясь на техническом задании, выбирают рабочую жидкость, конструкцию и й результате опреде
ляют активный диаметр гидромуфты по формула |
i |
7)Л ж ш . |
(90) |
JJ V Pfnnir |
|
J>(0,01nH) 5K„ |
|
или |
|
J?= |
(91) |
где Мн - мощность насоса;
р- плотность жидкости;
п н |
- |
число оборотов насоса; |
|
|
|
Ан |
- |
коэффициент |
мощности момента нсоосного |
колеса; |
|
|
|
Ян = Ят ’ |
определяется по приведенной характе |
||
|
|
ристике ; |
|
|
|
Мн - момент насоса. |
|
|
|||
На основе метода подобия (для скольжения |
5 |
= 3%) по |
строена номограмма, из которой по заданной мощности и скорости ведущего вала могут быть определены основные размеры гидромуф ты (см ., например., [ « § ] ) .
Номограмма для определения диаметров гидромуфт с плоскими радиальными лопатками (при скольжении S = з%) приведена на
рис. 56.
5. Регулирование при помощи гидромуфта
4 ряде случаев двигатель не может быть отрегулирован 1 на определенное необходимое число оборотов, при помощи гидромуфты, связанной с двигателем, можно изменять скорость вращения вела, что может быть осуществлено двумя способами:
-изменением иалолнения круга циркуляции;
-воздействием на рабочие органы гидромуфты.
Первый способ довольно часто распространен; имеется мно -
го различных конструкций гидромуфт с изменением наполнения кру га циркуляции.
Пдб/пин.
то
81 -
Регулирование может производиться поворотом лопаток (вок руг радиальной или параллельной оси вращения) с помощью раз - личных конструкции гидромуфт.
Регулирование шибером осуществляется перекрытием канала насоса, однако это ведет к увеличению потерь и снижению к р у тящего момента. Имеются конструкции гидррмуфт с шиоернам ре - гулированием.
за тель)
Гидротрансформатор, в отличие от гидромуфты, предназнача ется для передачи мощности с ведущего вала на ведомый с транс формацией момента; в этом смысла трансформатор может частично или полностью заменить коробку передач, важнейшим элементом конструкции гидротрансформатора, принципиально отличающим его от конструкции гидромуфта, является неподвижное лопастное зве но,- жестко соединенное с неподвижным корпусом и называемое направляющим аппаратом.
На рис. 57 приведена принципиальная схема гидротрансфор матора. Здесь, помимо насосного колеса Н (соединенного с валом двигателя) и турбинного колеса Т, соединенного непосрад*
парат А, на котором создается момент такого же знака, как и момент на насосном колесе Н, что позволяет получать трансфор мацию момента двигателя.
Для получения большей трансформации момента лопасти гид
ротрансформатора |
делают |
изогнутыми. Направляющий аппарат м о |
|
жет быть размещен |
перед |
насосным и турбинным колесами. Прин |
|
цип действия гидротрансформатора заключается |
в следующем. Вся |
||
внутренняя полость гидротрансформатора перед |
пуском додана |
82 -*
быть заполнена рабочей жидкостью. Насос приводится в действие двигателем и заставляет-.жидкость вращаться вместе с колесом насоса и, кроме того, перемещаться относительно колеса по замкнутому кругу циркуляции, образованному каналами насоса, турбины и направляющего аппарата.
Как и в осыпкой центробежном насоса, жидкость, протекая
по каналам насосагидротрансформатора,' приобретает дополни - тельное количество энергия, некоторая часть этой дополнитель ной энергии затрачивается на преодоление гидравлических сопро тивлений в круге циркуляции, а ббльшая часть передается ка ве
домый вал туроиаы.
Передача мощности с ведущего зала 2 на ведомый П сопровож дается изменение!." (трансформацией) момента. Число оборотов турбины изменяется автоматически, в зависимости-от внешнего сопротивления.
Способность гидротрансформатора изменять величину момента, передаваемого двигателем, обусловливается исключительно нали чием направляющего аппарата. Степень трансформации момента за
висит от |
конструкции и режима работы гидротрансформатора. |
|||||
|
Если |
момент на |
ведомом валу оудег оольше момента на веду |
|||
щем валу, |
то такой |
режим называют |
п о в ы в а ю щ и м ; если |
|||
же |
момент |
на ведомом залу будет меньше момента |
на ведущем ва |
|||
лу, |
то такой резким называют |
п о н и ж а ю щ и |
м . |
Гидротрансформатор, так же как и гидромуфта, осуществляет гибкую связь ведущей части с ведомой и поэтому ооладэат всеми достоинствами гидромуфты, но, кроме того, способен еще транс формировать момент, на что гидромуфта, на имеющая направляю -
щего аппарата, не способна..
Рассмотрим установившееся движение трансформатора. Турби на и насос вращаются, хотя и с разным числом оборотов, но по стоянным для данной системы. Число оборотов турбины в гидро - трансформатора (в отличие от гидромуфты), работающей на пони жающем режиме, может оказаться в некоторых случаях больше чи
сла оборотов насоса.
В гидротрансформаторе, работающем на повышающем режиме,
число оборотов турбины всегда |
меньше числа |
оборотов |
насоса . |
По закону моментов количества |
движения системы (при |
устано - |
|
вившемся движении) это количество движения |
постоянно, т .е . |
||
производная по времени от главного момента |
количества движенда |
|
|
|
- 83 |
- |
|
|
|
|
|
равна |
нулю. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ш ' Ы и ' О , |
|
|
|
|
|
|
||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ми +Мт± М « = 0 |
, |
|
|
|
|
|
||
где |
Мн - момент двигателя, подводимого |
к трансформа |
|||||||
|
тору; |
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
И т - момент |
сопротивления |
(ведомого |
вал а); |
он ра |
||||
|
вен, но противоположен моменту, отдаваемому |
||||||||
|
трансформатором |
ведомой части; |
|
|
|
||||
|
момент силы реакции опоры, он численно.равен |
||||||||
|
главным образом силам, действующим в направ |
||||||||
|
ляющем аппарате |
(но |
противоположен по |
зн аку ). |
|||||
|
При повышающем режиме его знак |
совпадает |
со |
||||||
|
_знаком |
Пн |
, и наоборот (см. Френкель й,3. |
||||||
|
|
Гидравлические машины, 1951, стр , 260). |
|||||||
Тогда |
|
|
± Mfl |
. |
|
|
(92) |
|
|
Уравнение (92) называется основным уравнением установив - |
|||||||||
шегося движения гидротрансформатора. |
Из него следует, что |
при |
|||||||
любых условиях установившегося |
движения |
Мг |
передавае |
||||||
мый на ведомый вал , в общем случае не |
равен |
моменту Мн |
двига |
||||||
теля, измеренному непосредственно не |
ведущем валу (у насоса). |
||||||||
В условиях неустэновившвгоея движения, например в момонт |
|||||||||
пуска, |
остановки и промежуточной регулировки скорости, |
момент |
|||||||
Мт тем более не равен моменту |
Мн |
, |
так |
как появляется |
|||||
ускорение системы, |
т .е . |
|
|
|
|
|
|
Таким образом, при повышающем режима
Мт > Нн ,
апри понижающем режиме
нт <м„.
Гидротрансформаторы могут быть одноступенчатыми, двухсту пенчатыми и трехстуненчатыми. При одноступенчатом мы будем иметь один насос, одну турбину и один или два направляющих
аппарата рис. 58. При двухступенчатом имеется один насос, две турбины и один или два направляющих аппарата (рис. 59) и т .д .
Рис, 58. Одноступенчатый гидро- |
Рис. 59. Двухступенчатый |
|
|
трансформатор. |
гидротрансформа |
||
|
тор. |
|
|
. Все виды потерь гидротрансформатора можно разделить |
на |
||
три категории: гидравлические, объемные и механические. |
|
||
Г и д р а в л и ч е с к и е |
п о т е р и . |
анергия, |
ко |
торую поток рабочей жидкости подучает от лопастной системы насосного колеса, частично тратится на преодоление сопротив -
лекий в насосе, турбине ш направляющем аппарате, и лишь ос - тальная часть энергии в лопастной системе туроииы превращает ся в механическую энергию ведомого вала, 8то можно выразить
балансом удельной энергия
Нн = Н7+1к ,
где I A - потеря энергии.
Совершенство эламитов протечной части характеризуется величиной потерь или в относительных величинах гидравлическим к .п .д ,
j |
^ |
(93) |
? Г Нн ~Г |
н н |
Гидравлические потери определяются совершенством проточ ной части гидротрансформатора и зависят от степени и интен - сявиостм вихреобразования в последнем. Существенное влияние на потери «называет действие элементов передачи друг на дру г а .
О б ъ е м н ы е п о т е р и . В зазорах уплотнений между колесами происходят протечки жидкости, в результате ч е
|
|
|
- 85 - |
го количество |
жидкости, |
проходящий через туроину й т , судя |
|
меньше количества |
Qft |
, проиедшегй через иасоо. |
|
Объемные |
потери |
будут равны |
|
|
А О ~ |
~ О-г • |
|
Степень использования производительности лопастной систе |
|||
мы насоса характеризуется объемным к .п .д . |
|||
|
|
йг |
л(1 |
|
Р о Ч |
ОI/ |
М е х а н и ч е с к и е |
п о т е р и . |
Часть |
энергии |
|
двигателя.тратится на трение в подшипниках ведущего |
вала и в |
|||
подшипниках ведомого вала |
h -ti-i |
» в уплотнениях |
, |
на трение наружной поверхности рабочих колес о жидкость (дис
ковое |
трение). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М е х а н и ч е с к и |
|
й Г" к . |
п, д. |
в гидротрансформа - |
|||||||
торе |
состоит иэ двух |
составляющих; |
|
|
|
|
|
||||
- |
механического |
к .п .д . ведущего вала |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
А * |
; |
|
|
(95) |
|
||
|
механического |
к .п .д . ведомого вала |
|
|
|
|
|||||
|
|
?» *? |
|
& |
|
|
|
|
(96) |
|
|
|
|
|
А'т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о л а |
к .п .д . |
равен произведению |
всех |
составляющих |
||||||
|
|
Р~?Г ?0?M-tpM-z |
|
|
(9?) |
|
|||||
т .а . представляет отношение |
мощности ведущего |
вала |
к мощности |
||||||||
ведомого вала. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основными параметрами гидротрансформатора являются: рас - |
|||||||||||
код циркуляции |
Q |
|
, |
мощность |
jV |
, крутящий момент |
|||||
М |
, число оборотов- |
п. |
\ , передаточное |
число |
^ ~ '^ х |
» |
|||||
коэффициент трансформации |
|
f i |
|
и к .п .д . |
^ |
|
|||||
|
к = - ~-L |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
<<и |
|
|
|
|
|
Зависимость основных параметров гидротрансформатора опре |
|||||||||||
деляется ее внешней (канонической) характеристикой. |
|
||||||||||
На рис. 60 приведена внешняя характеристика гидротрансфор |
|||||||||||
матора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь на всех режимах работы турбинного колеоа |
момент |
на |
|||||||||
насосном колесе |
Мн |
|
постоянен, |
вследствие |
того, |
что при |
|
-86 -
постоянном расхода из-за наличия осевой турбины (рис. 57 и 60) направление потока, поступающего на насосное колесо, неизмен но и по величина, и по направлению, поэтому скоростной тре - угольник не меняется с изменением нагрузки на турбинное коле-
Рис. 60, Внешняя характеристика
гидротрансформатора. |
|
со . но при этих условиях Q= co n st ип ^сот Ы ъ |
может изменить |
ся скоростной треугольник и па выходе из рабочего колеса. Ве
личина момента на турбинном колесе |
/1Г |
существенно |
изменя |
|||||
ется |
от |
/Уг |
при |
п г |
как |
и в |
гидромуфтах, |
до |
• |
|
Ит= мнах п р и |
п т = 0 . |
|
|
|
|
|
Так |
как |
|
то при |
n H= constr nr=0 у = 0 |
||||
I яря |
flH* c o n s t t n r =nH , |
Mr =0, |
ip = 0 . |
|
|
|||
Максимальное значение |
к .п .д . |
будет в |
промежутке между |
|||||
*ужО |
и пг= пн . |
|
|
|
|
|
Из рис. 60, видно, что лри многократном возрастании мо - лента ведомого вала И, момент ведущего вала Мн почти не изменяется. Такая внешняя характеристика называется непрозрда-
ио8 характеристикой, кроме внешних характеристик, строят |
я |
||
внутренние, т .е . |
соотношение напора Н |
расхода GL |
ско |
ростей и потерь |
в проточной части. |
|
|
Делано энергии гидротрансформатора подобно гидромуфте мо жет быть изображен графически, при этом жидкость, вернувшись по кругу циркуляции к насосному колесу, будет обладать той же энергией, с которой начинала свое движение.
Наряду с балансом ннергйи можно составить и баланс момен
тов