Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162

Это условие тем труднее выполнить, чем больше требуемый диапазон регулирования, поэтому вид кривой М = /(«г) существенно влияет на величину диапазона регулирования, при котором сохраняется экономичность привода.

Открытие лопатки 6% от полного

---т


О 20 40 60 80 100 "2 О


100 iJb

О 20

40 60 80 100 1201 = - й)

Рис. 34. Характеристики гидротрансформатора с поворотными лопатками реактора (по данным фирмы):

а - изменение k = /(i); б - изменение первичного момента; в - изменение Т) = f(i)

§ 2. ВЫБОР ТИПА НАСОСА РЕГУЛИРУЕМОГО ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА

Как показывают исследования, гидравлический к. п. д. передачи является функцией от расхода {п насоса) и заданного передаточного отношения i. Наличие максимума у этой функции можно объяснить тем, что по мере увеличения расхода и уменьшения напора лопатки турбины становятся все менее изогнутыми. При этом коэффициент потерь и напор насоса падают.

В результате обработки многочисленных экспериментов по продувке профилей, выполненных в МЭИ, ЦКТИ и др., было выяснено, что коэффициент профильных потерь на реактивных лопатках при оптимальном шаге и угле установки определяется по формуле

sin Pi sin Рг

Из нее видно, что до некоторых предельных значений величин р1 и Рг чем менее изогнута лопатка, тем меньше коэффициент



потерь. Однако после некоторого предела значений углов входа и выхода межлопаточный канал становится диффузорным и величина I вновь начинает увеличиваться. Это увеличение ограничивается тем, что по мере роста величины Q увеличивается размах лопаток и, значит, уменьшается коэффициент концевых потерь. Кроме того, с увеличением расхода увеличивается объемный к. п. д. передачи, однако все эти величины меняются так, что кривая Ti=f(p) при заданной мощности имеет оптимум.

Если требуется полностью выключить приводимый механизм, то регулирование должно совершаться за счет поворота лопаток насоса.

При этом быстроходность насоса определяется конструктивными требованиями, т. е. условиями «складывания» и обеспечения прочности закрепления лопаток. Под «складыванием» понимается возможность поворачивать лопатки вокруг осей, параллельных оси передачи, так, что в пределе они образуют цилиндр. Для обеспечения минимального момента на валу двигателя и на турбинном валу необходимо, чтобы при повороте лопаток насоса не только прекратился ток жидкости в круге циркуляции, но и уменьшился диаметр насоса. Этого можно достичь, если лопатки насоса поворачивать вокруг осей, параллельных оси передачи, например так, как это сделано в гидротрансформаторе, показанном на рис. 31. Здесь каждая лопатка насоса имеет ось и может поворачиваться на шарикоподшипниках. Поворот совершается при помощи шестерен, находящихся в зацеплении с венцом. Венец посажен на вал, который может при помощи клинового механизма поворачиваться относительно оси вала насоса. Клиновой .механизм преобразует поступательное движение поршня сервомеханизма во вращательное движение вала, зубчатый венец которого находится в зацеплении с шестернями, закрепленными на цапфах лопаток.

При такой схеме насос должен быть радиальным и иметь лопатки постоянной ширины, что и определяет его тип по п, по-

скольку каждому tig соответствует оптимальное отношение--,

где Di и Dq - выходной и входной диаметры насоса.

Гидротрансформаторы с поворотными лопатками насоса по сравнению с передачами, регулируемыми поворотом лопаток реактора, оказываются более сложными. В связи с этим их не строят мощностью более 2000 л. с, в то время как вторые используются для передачи мощности до 60 000 л. с. Поворот лопаток насоса обеспечивает большую глубину регулирования и применим для многоступенчатых конструкций.

В тех случаях, когда можно ограничиться снижением момента турбины в 10-12 раз (по сравнению с номинальным), следует использовать регулирование за счет поворота лопаток направляющего аппарата.



Задача о выборе последовательности расположения колес сводится к задаче о выборе типа турбины, которая может быть центробежной, осевой или центростремительной.

§ 3. ВЫБОР ТИПА ТУРБИНЫ РЕГУЛИРУЕМОГО ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА

Размер зоны (по передаточному числу) допустимых значений к. п. д. при регулировании зависит от характера нагрузки. Рассмотрим два случая работы передачи:

а) при постоянной нагрузке и переменной скорости на валу приводимой машины (тИг = const; Пг = var; П[ = const);

б) при переменной нагрузке и постоянной скорости на валу приводимой машины (тИг = var; Пг = const; rii = const).

В обоих случаях регулирования выходная мощность меняется так, что становится меньше номинальной. Для сохранения при регулировании экономичности передачи необходимо, чтобы мощность на валах насоса Ni и турбины N2 менялась в одинаковое число раз или чтобы относительная величина потерь оставалась неизменной. При этом к. п. д. передачи

поэтому можно записать Лг = -i - потерь, и так как N = QH, то

TI = -i- = 1--,

где Hi - напор, развиваемый насосом;

2/г - суммарные потери энергии на выходе из насоса. Утечками здесь пренебрегаем.

Будем считать, что все потери напора в круге циркуляции передачи могут быть записаны как потери трения и потери, связанные с появлением угла атаки.

Обычно в расчетной точке характеристики нет ударных потерь, поэтому можно считать, что в этом режиме все потери пропорциональны квадрату расхода. Известные гидротрансформаторы имеют в расчетной точке к. п. д. 0,85-0,88.

Значит, в этом режиме -15% мощности двигателя расходуется на преодоление трения в проточной части гидропередачи. Механические потери настолько малы, что ими можно пренебречь.

Если в результате регулирования вторичная мощность уменьшится при неизменном расходе (предполагаемый случай), то потери трения относительно увеличатся пропорционально диапазону регулирования и составят, например, 30% полезной мощности (если передаваемая мощность в новом режиме уменьшится в 2 раза).



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162