Файл: Стесин С.П. Гидродинамические передачи учебник.pdf

1. Установкой предбарительной камеры перед входом в насоС. Причем схемы гидромуфт с предкамерой и дополнительной ка­ мерой принимают в качестве основных в типаже.

2. Установкой порога на выходе из турбины. На рис. 43, а показана конструктивная схема, а на рис. 43, б (кривая 2) внешняя характеристика гидромуфты с предкамерой. Предкамера имеет небольшое количество лопаток. В ней возникают обратные тече­ ния, поэтому она служит дополнительным сопротивлением. Ту же роль играет и порог, применяемый в некоторых конструкциях гидромуфт. В гидромуфтах с динамическим самоопоражниванием коэффициент перегрузки Кпер = 1,8-^2,0.

Однако для полной оценки предохраняющих качеств гидро­ муфт необходимо рассматривать, помимо статических нагрузок, также и динамические, которые возникают при неустановившихся режимах работы привода. Динамические нагрузки оцениваются динамическими характеристиками, которые замеряют путем осциллографирования моментов и частоты вращения ведомого вала при различном его ускорении. При этом указывают, за какой отрезок времени снимали характеристики при і = 1-ь0. Вели­ чина указанного отрезка колеблется в пределах t — 0,2ч- 1 сек.

Эксперименты, проведенные ВНИИСтройдормашем, ВНИИМетмашем, ИГД им. Скочинского и другими организациями, пока­ зали, что, как правило, динамическая характеристика гидромуфты всегда располагается выше статической. Те же эксперименты выявили, что динамические характеристики зависят от конструк­ ции гидромуфт и в особенности от конструкции лопаток. Так, лучшие динамические характеристики имеют гидромуфты с про­ фильными лопатками. В табл. 2 для сравнения приведены основные свойства гидромуфт с внутренним самоопоражнива­ нием.

Таблица 2

Основные свойства гидромуфты с внутренним самоопоражниванием

со статическим само­ опоражниванием

66

§ 15. ГИДРОМУФТЫ С НАКЛОННЫМИ ЛОПАТКАМИ

Лопатки гидромуфт называют наклонными, если плоскости лопаток расположены под углом к плоскостям меридиональных сечений, а их кромки сохраняют радиальное положение.

На рис. 44, а—в показаны принципиальные конструктивные схемы гидромуфт с наклонными лопатками, а на рис. 44, г — их внешние характеристики (кривая 1 характеризует лопатки, на­ клоненные вперед; 2 — лопатки, наклоненные назад; 3 — радиаль­ ные лопатки).

При расположении кромок лопаток насоса сзади линий со­ единения их с наружным тором колеса по отношению к направле­ нию вращения лопатки будем называть наклоненными назад

лопатки, наклоненные вперед; г — внешние характеристики

(рис. 44, б). Если кромки лопаток располагаются впереди линий

скости, а на рис. 45, б — треугольник скоростей на входе в насос. Все это иллюстрирует принцип действия гидромуфты с наклон­

ристики гидромуфты и ее размеры. Например, для увеличения энергоемкости гидромуфты можно применять лопатки, накло­ ненные вперед. Гидромуфты с лопатками, наклоненными назад,

применяются в реверсивных приводах и в приводах грузоподъем­ ных машин, работающих с переменными нагрузками на рабочих органах.

При анализе работы гидромуфт с наклонными лопатками не­ обходимо учитывать такие особенности, как работу их при полном заполнении рабочей полости, несимметричность лопаток; разницу между внешними характеристиками при прямом и обратном вра­ щении. В связи с этим гидромуфты не могут быть использованы при одной рабочей полости для работы в передачах, требующих рав­ ноценного реверса.

^2-

ßH1-

6)

Рис. 45. Схема расположения лопастей и треугольник скоростей муфт с наклонными лопатками

Основными преимуществами гидромуфт с наклонными лопат­ ками являются высокая маневренность и стабильность характе­ ристик. Под стабильностью характеристик в данном случае сле­ дует понимать их независимость от эксплуатационных условий. Так, например, характеристики гидромуфт с внутренним само­ опоражниванием зависят от количества жидкости в рабочей по­ лости, а для некоторых установок нужны характеристики, не зависящие от недоливов и переливов рабочей жидкости и других субъективных причин.

§ 16. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ГИДРОМУФТ

Техническое задание на проектирование гидромуфты состав­ ляется на основании анализа и расчета привода с гидромуфтой. В связи с этим задачей гидравлического расчета является опре­ деление геометрических параметров рабочих полостей, обеспе­ чивающих требуемую внешнюю характеристику. Для определе­ ния параметров привода производится тяговый расчет, опреде­

мощность, передаваемая двигателем; частота вращения двигателя; желаемый или требуемый к. п. д. на номинальном режиме работы (или скольжение); вид рабочей жидкости,

68

Эти параметры позволяют определить одну точку характери­ стики, соответствующую номинальному режиму работы. Вторая точка характеристики соответствует режиму холостого хода и определяется частотой вращения вала двигателя.

Кроме этого, техническое задание предусматривает определение регулировочных свойств гидромуфты (коэффициентов глубины регулирования по стоповому и номинальному режимам) и пере­ грузочной способности, предельных габаритных размеров и массы, маневренности и быстродействия.

Гидромуфта должна быть рассчитана и спроектирована таким образом, чтобы внутренние процессы обеспечивали требуемую внешнюю характеристику. При проектировании ориентируются на уже созданные и испытанные конструкции гидромуфт. При исполь­ зовании имеющихся конструкций необходимо тщательно анали­ зировать их характеристики с учетом поставленных требований. Если, например, требуется предохранительная гидромуфта с наи­

гидромуфту с порогом и дополнительной камерой, так как эта схема обеспечивает наибольшую разность радиусов входа и вы­

гидромуфту с дополнительной и предварительной камерой на стороне насоса.

Если требуется при минимальных габаритных размерах полу­ чить очень высокую энергоемкость, целесообразно применить гидромуфту с наклонными лопатками.

Гидромуфты с двумя рабочими полостями следует применять, когда требуются облегченные опоры, так как осевые силы в по­ добных гидромуфтах взаимно уравновешиваются.

Расчет гидромуфты методом подобия заключается в сравне­ нии безразмерных характеристик образца и натуры. После этого определяют активный диаметр натуры. Остальные размеры полу­ чают путем пропорционального пересчета всех линейных раз­ меров. Данный метод обусловливает достаточно точное совпадение фактической и расчетной характеристик.

Активный диаметр определяют по формуле подобия

Коэффициент мощности X N приводится в справочниках и монографиях в виде графиков [5].

В настоящее время для нормальных гидромуфт общепромыш­ ленного применения имеются графики подбора, которые пред­ ставляют собой графические зависимости активного диаметра от

69

частоты вращения и мощности двигателя, т. е. D, = / (а и Л')' (см. рис. 46, б). Масштабы по осям п и N выбирают таким образом, чтобы функция при постоянном диаметре изображалась прямой линией.

По заданным мощности и частоте вращения вала двигателя находим точку А (см. рис. 46) и по справочнику выбираем кон­ структивные размеры соответствующей гидромуфты. Если же, получив техническое задание, не представляется возможным подобрать гидромуфту по конструкции и характеристике близкую к требуемой, приходится выполнять следующее.

о

Рис. 46. Расчетные графики для подбора гидромуфт по методу подобия

1. Провести гидравлический расчет и спроектировать гидро­ муфту.

2.Изготовить модель и провести ее испытания.

3.Провести анализ испытаний, связанный с доводкой опытного образца и уточнением в процессе испытаний расчетных коэффи­ циентов.

4.Выполнить уточненный расчет, заново спроектировать опыт­ ный образец и провести его контрольные испытания.

70