Файл: Антонов А.А. Пневматические фрикционные муфты в нефтяной промышленности.pdf

Уравнение баланса энергии, из которого можно определить суммарную работу, затраченную в период включения муфты и пол­

Для определения количества тепла, выделяющегося в процессе включения пневматической фрикционной муфты, необходимо найти величину работы Атр, затраченной на преодоление трения за оба периода сцепления, ограниченных временем ісц

(1.19)

о

где Мф — крутящий момент на фрикционной муфте в функции времени, щ — угловая скорость буксования в функции времени.

При интегрировании уравнений (1.11), (1.13)—(1.15), (1.17)— (1.19) возникают трудности, так как функциональные зависимости подынтегральных моментов и угловых скоростей обычно неизвестны.

с предположениями и допущениями. Хотя это и облегчает интегри­ рование, но не соответствует действительному процессу включения муфт и, следовательно, приводит к условным результатам.

Решение уравнений относительного движения систем в общем виде, а также частные случаи решения этих уравнений и определения работы буксования фрикционных муфг приведены в [6]. Однако этот метод весьма сложен и неудобен для практического использо­ вания.

В ряде исследований даются методы приближенного вычисления работы буксования. Например, в [7] приведен расчет работы буксо­ вания фрикционных муфт гусеничных машин. Однако тяжелые условия работы пневматических фрикционных муфт нефтяных ма­ шин, передающих значительные мощности при большой частоте включений, не позволяют использовать приближенные методы рас­ чета.

Исследования шиннопневматических муфт на заводе «Баррикады» в 1965 г. [4], подтвержденные работами ВНИИнефтемаша в 1969— 1971 гг. дали возможность определить второй параметр процесса

После интегрирования и преобразования работа трения за один цикл включения муфты будет

В формуле (1.22) неизвестно время сцепления ^Сц, для опреде­ ления которого составляем уравнение на оснований графика на рис. 3, б.

Мм.ф ( 2 ) —ЛГустм ... шm„v

(1.23)

Решая уравнение (1.23) совместно с уравнением движения (1.9), находим выражение для определения угловой скорости ведомой части муфты

С 0 2 ( 2 )

После интегрирования и преобразования получаем выражение для вычисления третьего параметра процесса сцепления — угловой скорости вращения муфты в момент сцепления фрикционной пары

На основании формулы (1.3)

Подставляем в выражение (1.25) значение tx

Как показали исследования [4], при дизельном приводе угловая скорость в момент сцепления сос ц в значительной степени опреде­ ляется началом и интенсивностью подачи топлива, т. е. зависит от индивидуальных особенностей оператора. Поэтому величина сос ц имеет большой диапазон значений

При электрическом приводе буровых лебедок от асинхронных электродвигателей разгон ведомой системы из состояния покоя

до угловой скорости установившегося движения должен осуще­ ствляться при постоянно включенной муфте. Однако на практике не единичны случаи, когда для этой цели используется оператив­ ная муфта. Включение привода насосов, генераторов, компрессоров

идругих машин осуществляется с помощью муфт. Исследованиями ВНИИнефтемаша показано, что в этом случае

находим выражение для вычисления четвертого параметра процесса

угловая скорость этой муфты будет увеличиваться пропорционально сокращению момента. Анализ формулы (1.31) показывает, что, на­ пример, при уменьшении момента Муст в 2 раза и соответствующем увеличении угловой скорости соу с т величина работы трения умень­

трения за каждый цикл включения муфты, работающей с дизель-

в процессе выключения муфты, можно рассчитать по той же методике,

позволяет сократить это время в 2—3 раза по сравнению со временем наполнения. В результате этого, а также в связи с меньшим значе­ нием крутящего момента работа трения при выключении муфты будет в несколько раз меньше, чем при включении.

Износ трущихся деталей пневматических фрикционных муфт зависит в основном от удельной работы буксования во время вклю­ чения и выключения привода или от удельной мощности буксования. Величина средней удельной работы буксования определяется из отношения

Для обеспечения сцепления фрикционной пары при включении привода и разгона ведомой системы машины до угловой скорости установившегося движения муфта должна иметь запас по крутящему моменту. Коэффициентом запаса Км называется отношение предель­ ного момента, который может передать муфта, к моменту сопроти­ вления ведомой системы при установившемся движении. Этот коэф­ фициент равен произведению коэффициентов, отражающих условия работы муфты в период ее включения. Величина коэффициента за­ паса должна быть больше единицы

где — коэффициент динамичности нагружения муфты при вклю­ чении; К у. — коэффициент стабильности коэффициента трения; Кв — коэффициент вынужденного увеличения расчетного крутящего мо­ мента муфты при замедленном наполнении ее камеры воздухом.

Целесообразность выбора того или иного типа муфты при кон­ струировании машины можно проверить, рассчитав ее на:

—способность разогнать ведомую систему до угловой скорости установившегося движения в заданное время;

—динамичность нагружения ведомой системы.

Чтобы выполнить этот расчет, необходимо определить каждую из составляющих коэффициента запаса муфты. Основная из них — коэффициент динамичности — зависит как от параметров муфты, так и от параметров машины. При отсутствии зазоров в звеньях ведомой системы и при абсолютной жесткости ее элементов величину