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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 286

Скачиваний: 1

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

Обозначив

K = ±umdH2;

L -

Qd

4

"

2 ^ ä t g ß P 2

и подставив уравнения (111), (112) и (114) в уравнение (113), окончательно получим:

 

mzH +

nzH+e

(115)

r\t =

5

,

tnxZH + Й^н + в!

где

m = ЕС — DC; т1 = 1С — КС\

п = DB — ЕВ + Л С 5 — f ;

П і = KB — LB — LAC — F;

e = EAB; ex = LAB.

Уравнение (115) позволяет определить влияние zH на т]г . Приравняв производную от п г по zH нулю, получим оптимальное число лопаток

где

а =

m«! — mj/г; b = / п ^

me^ с

 

 

 

 

Для

гидротрансформатора

типа

У3580ПА (см. рис. 76, а)

параметры

уравнения

(116):

а = 3-10"в ;

Ь — 1,6-10- 4 ;

с =

=

— 3 , 3 - ю - 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 97 показаны результаты

теоретических и эксперимен­

тальных

исследований

(пунктирные

линии) о влиянии г н

на ц*,

і* и X*N для

гидротрансформатора

У358011А. Из рис. 97 следует,

что при увеличении г н

с 13 до 20

при

ß H 2

= 50° энергоемкость

возросла

на 6%, a і* — всего на 1,5%.

Проведенные исследова­

ния подтвердили рекомендуемое для центробежных насосов зна­ чение [22]

ßН2

несмотря на то, что угол ß H 2 для гидротрансформаторов значи­ тельно больше. Экспериментальными исследованиями для этого же гидротрансформатора было установлено, что при г т > 2 4 к. п. д. гидротрансформатора уменьшается. При zp < 12 прозрачность характеристики увеличивается примерно на 6% для каждой уда-

168


ленной лопатки, а при zp

>

12 уменьшаются

как

прозрачность,

так

и к. п. д. Для

получения

более прозрачной

характеристики

при высоком к. п. д. необходимо изменять расположение

рабочих

колес

в меридиональном

сечении.

 

 

 

 

 

 

 

Это не имеет, однако, особого зна­

п9

ßn=50'

 

 

 

 

-,

чения

 

для

гидротрансформаторов

 

 

 

 

с

непрозрачной

 

характеристи­

0,1

 

 

 

 

 

 

 

0,9

 

 

 

 

 

 

кой,

которые

 

применяются

на

 

 

 

 

 

 

 

Q8

 

 

 

 

 

 

экскаваторах,

кранах

и

других

rSm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

машинах со сравнительно кратко­

 

 

 

 

 

 

 

временным

циклом

 

работы,

по­

m

 

 

 

 

 

скольку в этом случае инерцион­

 

 

 

 

 

ные свойства

двигателей

не могут

 

 

 

 

-

 

увеличить период цикла. При ра­

щ

 

 

 

 

 

счете

 

переходных

процессов

ги­

 

 

 

 

 

 

 

дротрансформатора

с характери­

 

-I*

 

 

 

 

 

29,4

r

 

 

 

 

стикой, обладающей

 

определенной

 

0,8

 

 

 

 

долей

 

прозрачности,

нужно обра­

 

0,7

 

 

 

 

 

щаться к уравнению

Эйлера.

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

Исследованиями

 

установлено,

 

 

 

 

 

 

 

что

число

лопаток

в

гидротранс­

 

 

 

 

 

 

 

форматорах

целесообразно

зада­

 

11

15

19

23

вать величиной

«густоты»

гидро­

Рис.

97. Влияние

ZH на

характе­

динамической

решетки

рабочего

ристики

гидротрансформатора:

колеса

 

 

/

 

ла

 

 

 

 

 

 

теоретические

зависимости ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— — — — — экспериментальные за­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

висимости

 

 

где ІТ

— длина средней линии лопатки в меридиональном

сечении.

Для

насосов центробежного типа можно принимать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'Н2

 

ла, Н2

0,4 — 0,6,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1тН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

причем

меньшее

значение

t m / l m H

соответствует

большим зна­

чениям ß H 2 -

 

можно

принимать

 

 

 

 

 

 

 

Для

турбины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j t d T 2

^0,43 ,

 

 

 

 

 

а для

 

реактора

 

 

'#лТ

 

' т Т г Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:0,55.

W 2 p

§ 33. КОМПЛЕКСНЫЕ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРЫ

Гидротрансформатор имеет максимальное значение к. п. д. только на одном режиме. Если уменьшение к. п. д. в зоне малой частоты вращения турбины можно допустить, так как улучшаются

169



тяговые качества машины, то уменьшение к. п. д. с увеличением частоты вращения турбины является неоправданным, потому что условия работы машины будут хорошими благодаря снижению сопротивления на ведомой части. Исключить эту зону с низкими значениями к. п. д. можно, например, за счет блокирования тур­ бины с насосом.

Рис. 98. Комплексный гидротрансформатор:

а — сравнение характеристик гидротрансформатора

и гидромуфты; б — идеальная внеш­

няя характеристика

комплексного гидротрансформатора;

в — реальная

характеристика

комплексного гидротрансформатора:

г — характеристика

комплексного

гидротрансфор­

матора с двумя реакторами: / — момент насоса; 2 — момент турбины

при

rtp, = /Jpjj =

=

0; 3 — момент

турбины при

n p j Ф 0; «pjj =

0

 

Гидротрансформаторы, у которых осуществляется автомати­ ческий переход с режима гидротрансформатора на режим гидро­

муфты

и наоборот,

в зависимости от условий работы

называются

комплексными.

 

 

 

 

 

Для гидротрансформатора сумма моментов всех колес должна

быть равна

нулю:

Мн + М т + Мр

= 0, поэтому

в

точке

А

(рис. 98, а)

момент

на реакторе равен нулю. Слева

от

точки

А

момент

Мр

будет

положительным,

справа — отрицательным.

Если реактору конструктивно дать возможность свободно вра­ щаться и предположить, что момент сопротивления при его вра­ щении равен нулю, то гидротрансформатор будет работать как гидромуфта. При этом, слева от точки А реактор будет вращаться в направлении, противоположном направлению вращения тур-

170


бины и насоса, а справа от точки

А — в том же направлений,

что турбина и насос. Слева от точки А к. п. д. гидромуфты

меньше,

чем к. п. д. гидротрансформатора

(рис. 98), а момент на насосе

будет равен моменту на турбине,

что может

вызвать перегрузку

двигателя. Следовательно, желательно, чтобы в этих

режимах

гидротрансформатор работал на

режиме

гидротрансформатора

(т. е. когда момент насоса меньше момента турбины), а реактор должен быть жестко закреплен.

Справа от точки А к. п. д. гидромуфты больше к. п. д. гидро­ трансформатора, момент на турбине меньше, чем момент на насосе и, таким образом, освобождение реактора и обеспечение свободного вращения является желательным. При этом двигатель не перегру­ жается, так как момент мал, и в то же время увеличивается к. п. д.

Рис. 99. Конструктивная схема комплексного гидротрансформатора:

а — с одним реактором; б — с двумя реакторами: / — внутренняя обойма; 2 — наружная обойма; 3 — ролик; 4 — пружина; 5 — реактор

системы. Характеристика комплексного гидротрансформатора имеет вид, показанный на рис. 98, б (сплошные линии). Пунктир­ ные линии характеризуют работу гидротрансформатора и гидро­ муфты.

Представленная на рис. 98, б характеристика является идеаль­ ной, так как она получена в предположении, что момент сопротив­ ления при вращении реактора равен нулю. В реальных условиях имеют место потери при вращении реактора, и действительная характеристика комплексного гидротрансформатора имеет вид, показанный на рис. 98, в. Момент сопротивления при вращении

реактора определяется в зависимости от режима работы

и на­

ходится в заштрихованной области. Вследствие этого

к. п. д.

комплексного гидротрансформатора

будет несколько

меньше

к. п. д. гидромуфты,

и при Мт — 0

он будет тоже

равен

нулю.

Для обеспечения

автоматического заклинивания

реактора и

его освобождения применяются различные конструкции муфт свободного хода, одна из которых вместе со схемой комплексного трехколесного гидротрансформатора представлена на рис. 99, а. Неподвижная, жестко закрепленная на полом валу реактора, внутренняя обойма / охватывается наружной обоймой 2, которая жестко связана с реактором 5. Наружная обойма имеет пазы

171