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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 252

Скачиваний: 1

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

После преобразований

получим

 

 

 

 

 

 

 

Л = Л + Р2 - Р* = 9éo

( Я - * о ) Ѵ т - < к ) +

 

 

 

 

 

 

 

 

2 - 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с Г ( 1

— і а 2 ) 2

 

 

 

 

(85)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знак

(направление)

силы

Я о с

зависит от

знака

выражения

( Ü > T И д . к) - Раскроем

этот

двучлен, считая

в

первом

прибли­

жении,

что (вд.к

есть среднее

арифметическое

угловых

скоростей

насоса и турбины.

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,.2

2

 

, 2 . 2

/

Ы Н +

CûTX 2

 

 

 

 

 

 

( 0

Т — Шд. к = coHt — I

2

 

 

 

 

 

2

-2

2 /

1 + І \ 2

 

2 Г.2

/ 1 +

І

\ 2

 

 

При

i = 0

(столовый

режим)

и>\ — сод к

=

ю^,

т. е.

первое слагаемое в выражении (85) является отрицательной ве­ личиной. Как показывают расчеты, оно значительно больше по абсолютной величине, чем второе слагаемое, поэтому на стоповом режиме осевая сила будет стягивать рабочие колеса гидромуфты.

При і = 1 (холостой ход) первое и второе слагаемые осевой силы равны нулю (М — 0). На основании изложенного можно представить следующую теоретическую зависимость величины осевых сил (см. рис 49, б).

Из изложенного можно сделать следующие выводы:

а)

осевая сила сближает (стягивает)

рабочие колеса;

б)

на номинальном режиме работы осевая

сила незначительна

и расчет подшипников по данному режиму

работы

производить

нецелесообразно;

 

 

 

в)

максимальное значение осевая

сила

имеет

на стоповом

режиме и режимах противовращения, в связи с этим нужно про­ изводить расчет подшипников и упорных деталей;

г) при частичном наполнении гидромуфты осевая сила умень­ шается;

д) в гидромуфте с внешним питанием необходимо учитывать дополнительную силу (статическую составляющую) от давления подпитки, действующего на неуравновешенной площади;

е) осевые силы полностью уравновешиваются у сдвоенных гидромуфт, однако эти муфты имеют увеличенные осевые габа­ ритные размеры и более сложную конструкцию.

§ 18. ТИПИЗАЦИЯ И УНИФИКАЦИЯ ГИДРОМУФТ

Номенклатура машин, в приводах которых устанавливаются гидромуфты, составляет десятки типоразмеров. Поэтому, если бы для каждой машины была изготовлена своя, индивидуальная

76


муфта, то это оказалось бы экономически нецелесообразным. Массовое производство гидромуфт, которое существенно сни­ зило бы себестоимость и стоимость, требует широкой унификации отдельных узлов и деталей гидромуфт и разработки на них типажа.

Типажи гидромуфт создаются в основном по назначению с от­ ражением основных качеств, которые используются в машине. Для транспортных, строительных и дорожных машин к основным свойствам гидромуфт относятся предохранительные и регули­ ровочные свойства.

В связи с этим, учитывая главные свойства гидромуфт, можно для перечисленных машин отобрать ограниченное число кон­ структивных типов гидромуфт. Затем каждый тип гидромуфты представить параметрическим рядом, охватывающим значитель­ ный диапазон передаваемых мощностей.

Ограничение количества типов гидромуфт существенно облег­ чает научно-исследовательские и доводочные работы при их соз­

дании. Использование

теории

подобия

позволяет распространить

высокие

показатели,

полученные для

муфт одного типоразмера,

на весь

ряд гидромуфт.

 

 

Проведенные исследования

показали, что применение одного

типоразмера гидромуфты в возможно большем диапазоне мощно­ стей дает большой экономический эффект. В связи с этим возни кает задача разработки рационального параметрического ряда гидромуфт, т. е. определения рационального числа типоразмеров гидромуфт, охватывающего заданный диапазон мощностей, ис­ пользуемый на транспортных и дорожно-строительных машинах. При построении параметрического ряда в качестве основного па­ раметра принимают активный диаметр гидромуфт. Это обуслов­ ливается технологическими соображениями, так как оснастка и технологический процесс в основном определяются этим пара­ метром.

Гидромуфта с определенным активным диаметром может иметь

различную

энергоемкость (передавать различную мощность при

«л = const)

при изменении ряда конструктивных элементов ее

лопастной системы (например, изменения числа лопаток, углов лопаток рабочих колес, внутреннего диаметра и т. д.).

Кроме того, гидромуфты определенной конструкции могут

изменять

энергоемкость

при

изменении

их наполнения. Рас­

ширение

используемого

мощностного

диапазона

гидромуфты

может быть получено

за счет выбора

номинального момента

и коэффициента перегрузки.

Диапазон

перекрытия

мощности

в данном случае зависит от типа двигателя. Рассмотрим этот вопрос подробнее для случая работы гидромуфты с асинхронным электродвигателем. Обычные электродвигатели имеют коэффи­

циент

перегрузки ^ ш а х = 2. Для привода он принимается рав-

ным

1,8.

77


Определим, в каком диапазоне мощностей возможно примене­ ние одного и того же размера гидромуфты без существенных из­ менений выходных параметров привода. Пусть для какой-то гидромуфты имеет место номинальный момент М'пош при s* = 0,97

и при этом коэффициент перегрузки

Кпер 2,5. Далее используем

эту же муфту с электродвигателем,

имеющим мощность в 1,5 раза

большую, чем в первом случае. Тогда номинальный момент гид­

ромуфты

M „ом = 1,5М„ом и к. п. д. т)* снизится до 0,94, а коэф-

 

 

2 5

фициент

перегрузки Кпер

= у у = 1 , 7 .

Рассмотрим выходные

характеристики приводов в обоих слу­

чаях. В первом случае гидромуфта будет перегружать двигатель и

частота

вращения его вала начнет

снижаться. При Мтах

 

двига-

 

D'>I!"u т.д.

теля

номинальная

частота

враще­

 

ния вала будет на 10 — 15 %

меньше

 

 

номинальной

частоты

вращения

 

 

вала гидромуфты. Столовый момент

 

 

гидромуфты при снижении частоты

 

 

вращения

вала

двигателя

на 1 2 %

 

 

уменьшится

до

0 , 8 5 2

Мтхх,

где

 

 

0,85 получено, как

0,97 — 0,12 .

 

 

Тогда

коэффициент

перегрузки

 

 

будет

Knep

= 2 , 5 Х 0 , 8 5 2

=

1,95.

Рис. 50.

График изменения мощ

Во

втором случае

гидромуфта

ностей параметрического ряда гид

почти

не

снижает

частоты

вра­

 

ромуфт

щения вала двигателя и коэф­

 

 

фициент

перегрузки

Кпер

= 1,7.

Таким образом, одна и та же гидромуфта может передать мощность

в

диапазоне 1—1,5. При нижнем

значении

мощности

т|* =

0,97

и

-Кпер =

1,95; при верхнем if =

0,94 и /С п е р

=

1,7. В этом

слу­

чае коэффициент параметрического ряда определится

как V 1,5,

так как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W max

 

 

 

(86)

 

 

 

 

 

 

 

где

<7п — знаменатель

параметрического

ряда;

 

 

V

max. hN m i n — соответственно максимальный и

минималь­

 

 

ный коэффициенты мощности для данной

 

 

гидромуфты.

 

 

 

 

 

 

Параметрический ряд создается с учетом

рядов

предпочти­

тельных чисел по ГОСТу 8032 — 56 . При этом в качестве базового образца целесообразно применять серийную гидромуфту.

Для выбора гидромуфт строится номограмма, на которой ра­ бочее поле мощности для одного размера гидромуфты (для дан­ ного активного диаметра Da ) заштриховано в определенную сто­ рону (рис, 50) .

78


§ 19. КОНСТРУКЦИИ ГИДРОМУФТ

Нерегулируемые гидромуфты постоянного и переменного на­ полнения. На рис. 51, а показана литая конструкция нерегули­ руемой гидромуфты постоянного наполнения. Насос 5 соединен с ободом маховика двигателя, а турбина 2 —-с фланцем стакана, расположенного во втулке насоса и соединенного внутренними шлицами с ведомым валом. Насос и турбина имеют плоские ра­ диальные лопатки. Во избежание вибраций и шума при работе

2

 

Рис. 51.

Нерегулируемые

гидромуфты:

 

а — постоянного наполнения:

/ — полость;

2 — турбина;

3 — кожух;

4 — заливная

пробка;

5 — насос; б — гидромуфта

фирмы

Цельнер: / — насос; 2 — кожух; 3 — тур­

бина; 4

— ведомый вал; 5 — внешняя опора; 6 — ребра; е — гидромуфта

со статическим

самоопоражниванием; / — насос;

2 — турбина;

3 и

4 — полости;

5 — канал;

 

 

6 — камера; 7— порог

 

 

гидромуфты количество лопаток насоса принимают на 5—8% больше или меньше, чем у турбины. Между кожухом 3 и турбиной 2

имеется небольшая полость / . Заливная

пробка 4 располо­

жена

так, что наполнить гидромуфту выше

установленного пре­

дела

невозможно. При больших скольжениях

часть жидкости из

проточной полости перетекает в полость / через периферийный зазор между насосом и турбиной. Следствием этого является умень­ шение наполнения проточной полости. Однако ввиду малого объема полости 1 этим уменьшением наполнения можно пренебречь. Поэтому рассматриваемая гидромуфта является гидромуфтой

постоянного наполнения,

имеющей жесткую характеристику,

что ограничивает область

ее применения.

На рис. 51, б показана конструкция нерегулируемой гидро­ муфты постоянного заполнения фирмы Цёльнер (ФРГ). Насос У,

79