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

ристики при различных заполнениях рабочей полости или при поворотных лопатках реактора и т. д., снимается серия внешних характеристик, каждая из которых соответствует различному значению регулируемого параметра.

При испытаниях гидропередач необходимо помнить о погреш­ ностях при замере таких параметров, как М1г М2, п1, пг и т. д., и учитывать влияние этих погрешностей на оценку преобразую­ щих свойств трансформатора. Предельные абсолютные погреш­ ности при замерах величин зависят от цены деления шкал измери­ тельных приборов и от способа отсчета. Как правило, абсолютная погрешность принимается равной 0,5 цены деления прибора. Зная абсолютную погрешность, можно вычислить относительную погрешность при измерениях. Так, относительная погрешность при определении к. п. д. гидротрансформатора равна сумме относительных погрешностей величин к. п. д. или

измерительные приборы должны быть выбраны такими, чтобы суммарная относительная погрешность при к. п. д. не превышала

±1%.

§ 41. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА

Гидротормозом называют такое тормозное устройство, в кото­ ром создание тормозного момента осуществляется при помощи

мах (транспортные машины, автомобили и тягачи, где гидро­ тормоза используют при длительных спусках; подъемно-транс­ портные машины, буровые установки и т. д.).

Широкое распространение гидротормоза получили благодаря сравнительно низкой стоимости и большой энергоемкости при прочих равных условиях. Так, например, по сравнению с электро­ тормозом при одинаковой энергоемкости габариты гидротормоза почти в 2 раза меньше.

Принцип действия и основные схемы гидротормозов. Гидро­ тормоза делятся на тормоза гидродинамического и гидрообъемного типов. Создание тормозного момента в гидротормозе гидродинами­ ческого типа возможно за счет циркуляционного потока, вихре­ вого трения или дискового трения.

В зависимости от наличия или преобладания одного из ука­ занных выше факторов гидротормоза делятся на лопастные, штыревые и дисковые.

231

Лопастной тормоз (как и любой гидродинамический тормоз) работает по тому же принципу, что и гидромуфта, т. е. является прототипом гидромуфты. Работа гидротормоза происходит на

насосом и турбиной. Из ранее приведенных характеристик видно, что в зависимости от заполнения, поворота лопаток или перекры­ тия канала меняется величина момента. При неподвижной турбине изменение момента определяется также вышеуказанными условиями, и работа гидротормоза происходит от минимального

крытой полости. В этих пределах может быть получено любое значение тормозного момента.

Шиберное регулирование тормозного момента предпочтитель­ нее, поскольку оно более устойчиво и менее инерционно, чем объемное. Однако остаточный момент при шиберном регулирова­ нии выше, и этот способ приходится сочетать с объемным. Изме­ рение тормозного момента производится по реактивному моменту статора (турбины) при помощи весового механизма.

Наиболее характерным лопастным тормозом является тормоз Фруда (рис. 130). Основными элементами такого тормоза являются вал с насаженным на него ротором (насосом); заслонки, входящие с боков между рабочими элементами; качающийся статор (турбина); весовое устройство.

Усилие, действующее на статор, через рычажную систему передается на динамометр. При нереверсивном исполнении гидро­ тормоз обычно имеет наклонные лопатки, что снижает его габа­ риты, а при реверсивном исполнении устанавливают радиальные лопатки. Из назначения гидротормоза ясно, что основной задачей его является возможно большее преобразование мощности в тепло,

шим габаритам. К ним относится, например, тормоз Юнкерса. На рис. 131, а показан штыревой тормоз типа ЕЧ . Тормоз состоит

232

из вращающегося ротора с четырьмя рядами штырей 7. Ротор закреплен на валу / . На статоре 5 установлено два ряда штырей 6, между которыми проходят штыри ротора. При заполнении полости гидротормоза водой сопротивление ее перемещению штырей и вихреобразование на них определяют величину тормозного момента. Тормозной момент зависит также от заполнения рабочей полости, поэтому заполнение регулируется количеством подава­ емой в гидротормоз воды вентилями 10 и золотниками на сливе 8. Кроме того, можно совсем отключать одну из камер тормоза. Тормозной момент измеряется весовым механизмом маятникового типа / / , который связан с балансирным статором. Для повышения устойчивости регулирования гидротормоз снабжен демпфером 12, который представляет собой поршень с отверстием, перемещаю­ щийся в цилиндре с маслом. Частота вращения гидротормоза контролируется механическим стационарным тахометром 9. При­ вод тахометра и основные подшипники ротора смазываются через масленки 2 и 3.

Дисковый тормоз является простейшим типом гидравличе­

на периферию. Для обеспечения одинакового уровня воды кар­ маны соединены между собой, а вращающиеся диски у оси имеют отверстия, что способствует более равномерному распределению жидкости внутри тормоза. Для улучшения работы вода должна подаваться с постоянным напором. Регулирование наполнения

почти в 10 раз меньше, чем у лопастного при тех же габаритах, но он проще по конструкции и дешевле в изготовлении, и поэтому часто применяется на испытательных стендах.

Недостатком всех гидродинамических тормозов является ма­ лый тормозной момент при малой частоте вращения, что можно видеть из уравнений

Таким образом, характеристика гидротормоза представляет собой квадратичную параболу M = / (п), проходящую через на­ чало координат. Область работы гидротормоза, как видно из рис. 132, а, определяется кривой /, соответствующей тормозной мощности, обуславливаемой воздухом, при полностью опорожнен­ ном тормозе, кривой 2 — при тормозе, заполненном полностью водой или при открытой заслонке; прямой 3, ограничивающей работу тормоза по прочности (из условий наибольшего момента, принятого при расчете тормоза на прочность); прямой 4, ограни­ чивающей работу тормоза по наибольшей выходной температуре воды; кривой 5, ограничивающей работу тормоза по наибольшей

235

допустимой частоте вращения, что вытекает из прочности вращаю­ щегося ротора.

На рис. 132, б показана характеристика испытываемой гидро­ муфты и область работы гидротормоза. Точка А — точка наиболь­ шего момента, который тормоз может обеспечить. При меньшей частоте вращения тормоз уже не может обеспечить дальнейшее затормаживание, так как момент на ведомом валу гидромуфты больше момента, развиваемого гидротормозом. Точка Б ограничи­ вает снятие характеристики вследствие того, что рабочая машина— двигатель (турбина гидромуфты) за этой точкой не может пре­ одолеть остаточный момент тормоза. Зона снимаемой характерис­ тики ограничивается частотой вращения на участке птіп — n m a x .

Ni

м i

комбинированный гидравлическо-механический тормоз. Для уве­ личения диапазона работы гидротормоза можно применить про­ межуточную коробку передач.

В качестве обычного гидротормоза может быть использована любая гидромашина объемного действия, способная работать в насосном режиме. Схема нагрузочного устройства такого типа показана на рис. 133. Вал испытываемой гидропередачи / соеди­ нен с объемной гидромашиной 2, работающей в режиме насоса. Подаваемая тормозной гидромашиной жидкость проходит через регулируемый дроссель 3, настройка которого определяет дав­ ление, а следовательно, и тормозной момент на валу гидромашины.

жидкости, а следовательно, от частоты вращения испытываемой передачи, часто вместо дросселя применяют предохранительный клапан, который поддерживает нагрузку более стабильно.

Гидротормоза объемного типа обладают быстродействием и по­ этому применяются для испытания с нагрузками, имитирующими

236

работу машины, для которой предназначена гидропередача. Для этого изготовляется специальный кулачок, приводящийся во вра­ щение от отдельного привода. Кулачок воздействует на дроссель и изменяет его проходное сечение по заданной программе. Это обусловливает испытание гидропередачи с силовым режимом, подобным режиму реальной машины. Задающий кулачок (или

его для нагружения тормозной гидромашины или изменять удель­ ный расход тормозной регулируемой гидромашины. Тормозная характеристика объемной гидромашины M = f (п) определяется прямой, проходящей через начало координат. Наклон характе­

объясняется либо отсутствием г'идромашины необходимой мощ­ ности, либо желанием сократить расходы на приобретение тор­ мозной машины. Насосы объемного действия для уменьшения утечек изготовляются с минимальными зазорами в рабочих эле­ ментах. Вследствие этого повышаются требования к применяемым

и недорогие гидротормоза, которые может изготовить любой машиностроительный завод. Примером может служить гидро­ тормоз шестеренчатого типа конструкции ИГД. им. Скочинского. Гидротормоз имеет такую же конструкцию, как шестеренчатые насосы, однако в связи с большей объемной постоянной может развивать момент до 1000 H-м при давлении 2 - 10 6 Н/м 2 . Частота вращения гидротормоза 200—800 об/мин. Таким образом, про­ стыми технологическими средствами удается создать доста­ точно эффективные гидротормоза и при их помощи снимать харак­ теристики гидропередачи или испытывать их с различными изме­ няющимися нагрузками.

237