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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 224

Скачиваний: 1

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

трехступенчатых и т. д. Во всех этих случаях для сохранения высоких технико-экономических показателей агрегатов необ­ ходимо вносить изменения в их лопастную систему, что неиз­ бежно повлечет за собой дополнительные затраты, которые, однако, быстро окупятся при серийном изготовлении передач с более простой конструкцией.

При создании унифицированных передач перспективным на­ правлением является разработка агрегатированного узла, вклю­ чающего, кроме гидротрансформатора, емкость для рабочей жид­ кости, распределитель, предохранительный клапан, подпиточный насос, теплообменник. Создание и отработка такой пере­ дачи ускорит внедрение гидродинамического привода, так как

освободит заводы—потребители

гидромуфт и гидротрансформато­

ров от изготовления,

монтажа и отладки вспомогательных систем

и

их элементов. На

машинах

возможно будет уменьшить вес

и

габариты силовой

установки.

Следующая тенденция современного этапа связана с созда­ нием принципиально новых конструкций гидродинамических пере­ дач. Создание таких передач стало возможным благодаря более глубокому изучению и использованию внутренних процессов, происходящих в рабочей полости. В настоящее время созданы прозрачные модели, совершенные зонды, позволяющие изучить физику процесса и получить количественные оценки его пара­ метров в режимах функционирования гидромуфт и гидротрансфор­ маторов.

Имеется возможность научно обоснованного управления внутренними процессами передач, а следовательно, и их внеш­ ними характеристиками. Так, используя свойства гидромуфт при их работе на частичном наполнении, в ИГД им. Скочинского была создана принципиально новая конструкция гидромуфты

с отнесенной рабочей полостью (рис. 186),

предназначенная

для

горных машин, и на ее базе ряд агрегатов

с определенными

ха­

рактеристиками. Предложенная конструкция проста, имеет

по

сравнению с известными меньшие вес и габаритные

размеры,

обладает высокими технико-экономическими

показателями.

В МАДИ была создана принципиально

новая комплексная

передача (рис. 187), которая имеет лучшие

пусковые

характери­

стики, чем гидромуфта, при малых передаточных числах работа­ ющая как гидротрансформатор и не уступающая по энергетиче­ ским показателям гидромуфте, а на режимах больших переда­ точных чисел работающая как гидромуфта. В то же время пред­ ложенная гидропередача имеет меньший вес и более простую кон­ струкцию, чем комплексный гидротрансформатор. Работа передачи состоит в следующем. Рабочая полость заполняется не более чем на 60—70%. При разгоне до определенного і (—0,4-4-0,5)

жидкость циркулирует по большому контуру циркуляции,

захва­

тывая реактор,

передача работает как

гидротрансформатор.

При дальнейшем

уменьшении скольжения,

в том числе на

номи-

342


нальном режиме, жидкость циркулирует по малому контуру цир­ куляции, минуя реактор,— передача работает как гидромуфта.

Изучая физику процесса передачи на тормозных режимах (например, режиме противовращения), стало возможным за счет изменения лопастной системы «исправить» внешнюю характерис­ тику гидротрансформаторов с центростремительными турбинами (передвинуть в сторону больших і провал характеристики на режиме противовращения).

Рис. 186.

Предохрани­

Рис.

187.

Комплексная

гид­

тельная гидромуфта ИГД

родинамическая

передача

им. Скочинского:

 

 

МАДИ:

 

 

1 — насос;

2 — турбина;

МКЦ

— малый контур цирку­

3 — порог;

4

— вытесни-

ляции; БКЦ — большой

кон­

тельный

диск

 

тур

циркуляции

 

Известны гидротрансформаторы, в которых лопатки выпол­ няются самоустанавливающимися по потоку, со специальной формой кромок, с различными соотношениями меридионального сечения и т. д.

В заключение необходимо отметить еще одно важное направле­ ние в исследованиях машин с гидродинамическими передачами в приводе. Это касается изучения их характеристик на неустано­ вившихся режимах работы. При этом современные технические средства, такие как полупроводниковые датчики, устанавливае­ мые в рабочих полостях колес, ЭЦВМ и аналоговые машины позво­ ляют замерить внутренние параметры потока при работе передач на неустановившихся режимах работы, смоделировать работу передачи в приводе той или иной машины и быстро и качественно обработать полученную информацию.

В настоящее время ставится задача о научно обоснованном применении гидродинамических передач в приводах различных машин с определенными, наперед заданными статическими и ди­ намическими характеристиками. Решение этой задачи, так же как и других, рассмотренных в настоящей главе, позволит увели­ чить надежность и производительность машин, в приводах кото­ рых применяются гидродинамические передачи.

343


ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИМЕР РАСЧЕТА ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА

При расчете внешней характеристики (см. гл. I I I , § 29) заданными являются

параметры лопастной системы

и размеры

меридионального сечения.

В качестве примера рассчитаем внешнюю характеристику

гидротрансформа­

тора У358011А

(см. рис. 148, а) с

осевой

турбиной диаметром

Da = 0,325 м.

Характеристику

рассчитываем

при п1

= 1700 об/мин. Рабочей

жидкостью яв­

ляется масло Индустриальное

20 (р =

900

кг/м3 ,

при рабочей

температуре t =

= 70° С). Основные параметры

лопастной

системы

приведены

в табл. 1, там же

 

 

 

 

 

P

ctg ß

 

 

приведены некоторые расчетные величины t, х, г,

%г—- Размеры колес зада--

ны для средних

линий тока.

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для насоса

определяем по формуле К- Пфлейдерера

поправку на конечное

число лопаток:

f % = ГТ]5=0,875.

 

 

 

 

 

 

 

Для турбины и реактора

принимаем

[х-г = (хр = 1.

 

 

 

Определим расход Q при различных передаточных отношениях і из уравнения

(95).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В первом приближении задаемся величиной <ру д = 1 для всех рабочих колес.

Принимаем коэффициент А, = 0,065.

Рассчитываем

коэффициенты

сопротивления

колес кц, «т, кр по зависимостям,

приведенным

на стр. 146.

Предварительно

среднюю линию тока в меридиональном сечении каждого колеса разбиваем на

отрезки АІт и определяем в каждой точке 1, 2, 3, . . .,

п величины г, b, ß, fw,

Rr

(как показано на рис. 90). Зная их, подсчитываем Fwcp,

RpCp>

' средней линии,

т. е. те величины, которые входят в формулу для определения

коэффициента

к.

Расчеты сведены в табл. 2, 3, 4 соответственно для насоса, турбины и реактора.

Для коэффициентов уравнения (94) формулы при

у д =

1 упрощаются.

Определяем:

 

 

 

 

 

 

 

а = ( - 82,9^^1 -

11,8)2 +

(36,8-0,875.1 + 4,003)2 +

 

4- ^ 2 3 7

10-6)2

+972 +

3728,8+ 1319 = 68037;

Ъ = 0,149 ( 36,8-0,875 + 8 2 , 9 ^ ^ ) -

1 -0,875-0,149 (36,8-0,875-1 +

 

+ 4,003)+ 0,0675 ( - 8 2 , 9 ^ ^ 11,18) =

- 0,675 ;

с =

0,149 ( 2 3 7 ^ | | | - 36,8-0,875) +

0,149 (36,8-0,875 +

4,003) —

 

- % ! ü ? ( » ^ ? - ' w ) - » - » '

 

 

 

 

 

 

0 149

 

d =

— 2-0,1492 -0,875 +

0.06752 + 0,149-0,875г

= —0,0174,

344

т = 0,1492 — 2-0,1432

+ 0,1432

^ — - = 0,00182;

f = 0.


 

Колесо

H

Вход

 

Выход

Т

Вход

 

Выход

Р

Вход

 

Выход

Параметры

R в и

А1т В M t В M

6 в M

ß в градусах sin ß

а в м

fw в м2

4Rr в м Al в м

П р и м е ч а н и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

1

 

Параметры

лопастной

системы гидротрансформатора

 

 

 

 

 

г

ß

Ь

2

б

t

 

и

F

,

c t g ß / F

 

 

В м2

dg

ß

в 1/м'

 

В M

в градусах

в M

 

В M

В M

 

 

 

 

 

 

 

0,067

81

0,037

15

0,004

0,0283

I

0,857

0,0141

0,1584

11,18

 

0,149

55

0,022

 

0,004

0,0625

J

0,922

0,0190

0,7000

36,8

 

0,149

94

0,021

24

0,006

0,0390

 

0,846

0,0174

—0,0698

—4,003

 

0,143

15

0,022

 

0,002

0,0374

 

0,793

0,0156

3,7320

237

 

0,140

78

0,024

12

0,004

0,0736

 

0,944

0,020

0,2125

10,6

 

0,068

139

0,039

 

0,004

0,0357

 

0,829

0,0138

—1,150

—82,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

2

 

Определение коэффициента сопротивления насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера сечений

(см. рис. 90)

 

 

 

 

 

 

/

2

3

 

4

5

 

6

 

7

 

8

 

0,0675

0,0767

0,0873

 

0,1

0,113

 

0,127

0,138

 

0,149

 

 

0,0131

0,0131

 

0,0131

0,01314

 

0,01314

0,01318

 

0,01318

 

0,0283

0,0322

0,0366

 

0,0418

0,0473

 

0,0532

0,0578

 

0,0615

 

0,0370

0,0351

0,0330

 

0,0318

0,030

 

0,027

0,0237

 

0,022

 

81

81

75,8

 

70,6

65,4

 

60,2

55

 

55

 

0,987

0,987

0,969

 

0,943

0,909

 

0,867

0,8191

 

0,8191

 

0,0245

0,0278

0,0315

 

0,0355

0,039

 

0,042

0,0439

 

0,04626

 

0,000908

0,000975

0,00104

 

0,00113

0,00117

 

0,0113

0,0104

 

0,0102

 

0,0295

0,031

0,0322

 

0,0336

0,0339

 

0,033

0,0308

 

0,0298

 

 

0,0133

0,0136

 

0,0139

0,0145

 

0,0152

0,0161

 

0,0161

 

е- Fw ср. Н = ° - 0 1 5 6 м * ; 4 R r ср = ° - 0 3 1 7 " i '

=

2Д/ =0,1027 м; к н = 972 1/м«.

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

3

 

 

Определение коэффициента

сопротивления

турбины

 

 

 

 

R

А1т

t

Ь

ß

 

s i n ß

а

fw

4Rr

Al

 

сечений

В M

в м

в M

в м

в граду­

 

 

в м

В M 2

В M

в M

 

 

 

 

 

 

сах

 

 

 

 

 

 

 

1

0,149

 

0,0390

0,021

94

0,997

0,0334

0,000702

0,0258

0,0072

 

2

0,151

0,0072

0,0397

0,020

94

0,997

0,0337

0,000690

0,0254

 

3

0,152

0,0072

0,0399

0,02

80,9

0,987

0,0334

0,000668

0,0250

0,0729

 

4

0,152

0,0720

0,0399

0,02

67,6

0,925

0,0309

0,000618

0,0242

0,0077

 

5

0,152

0,00718

0,0398

0,021

53,7

0,806

0,0261

0,000547

0,0232

0,0089

 

6

0,150

0,00708

0,0394

0,022

40,3

0,647

0,0195

0,000430

0,0206

0,0111

 

 

0,149

0,00716

0,0387

0,022

27,1

0,456

0,0137

0,000304

0,0169

0,0157

 

8

0,143

0,00718

0,0370

0,022

15

0,257

0,0077

0,000175

0,0115

0,0279

 

П р и м

е ч а н и е . Fw с р

т = 0,00867

м2 : l c p т = 0,0859 м; 4 « г с р

т = 0,02162 м;

К т = 3728,8 1/м4 .

 

 

 

 

 

 

Определение

коэффициента

сопротивления

реактора

 

 

Таблица

4

 

 

 

 

 

 

R

 

t

Ь

ß

 

s i n ß

а

fW

4Rr

Al

 

сечений

в м

В M

в M

В M

в градусах

 

в м

В M 2

В M

в M

 

 

 

 

 

/

0,140

 

0,0736

0,0245

78

0,978

0,0661

0,00162

0,0357

_

 

2

0,128

0,011

0,0672

0,0261

98

0,990

0,0626

0,00163

0,0367

0,0111

 

3

0,1168

0,011

0,0612

0,0281

107

0,956

0,0545

0,00153

0,0370

0,0115

 

4

0,1060

0,011

0,0555

0,0300

118° 30'

0,878

0,0447

0,00134

0,0369

0,0125

 

5

0,0947

0,011

0,0497

0,0320

128° 48'

0,779

0,0347

0,00111

0,0333

0,0141

 

6

0,0852

0,011

0,0446

0,0328

137° 51'

0,671

0,0268

0,00087

0,0293

0,0164

 

7

0,0764

0,011

0,0400

0,0371

139

0,656

0,0222

0,00082

0,0278

0,0167

 

8

0,0682

0,011

0,0357

0,0390

139

0,656

0,0200

0,00078

0,0265

0,0167

 

П р и м е ч а н и е . Fœ с р . р = 0,0128 м2 ; l c p р = = 0,099 м; 4# г с р р = 0,0328 м ; К р = 1319 1/м4 .