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

Характеристика показывает, что гидромуфты относятся к классу передач, у которых кинематические параметры зависят от приложенной нагрузки. Это является особенностью гидродинамических передач, так как их жидкостные звенья устанавливают силовые связи. Если в расчетной точке гидромуфта передает номинальный крутящий момент, равный М = 1, при передаточном отношении i = 0,98, то при нагрузке пятикратным моментом она перейдет на работу с i = 0,5. Для того же, чтобы затормозить

ведомый вал (i = 0), необходимо его загрузить почти семикратным моментом по отношению к номинальному. И наоборот, если ведомый вал разгружать, то скорость его будет увеличиваться, пока передаточное отношение не станет i = м

7 i /

0,6 0,5 0,4-0,3 0,2 О!

О 0.1 0.7 0.3 ОМ 0,5 0.6 ОЛ ОВ 0.9 Wi

Рис. 40. Зависимость активного Ма и реактивного Мр моментов гидромуфты от передаточного отношения i

<

0,8 0.5

0,4-0.2

О Щ 0.2 0,3 ОН 0.5 0,6 0,7 0,8 0,9 Wn-j

Рис. 41. Внешняя характеристика гидромуфты при работе ее с постоянным числом оборотов ведущего вала

= 0,98 при номинальной нагрузке. Дальнейшее уменьшение нагрузки не вызывает увеличения скорости вала турбины.

Теперь выведем уравнение баланса энергии гидромуфты. В общем виде выражение теоретического напора насоса гидромуфты имеет следующий вид:

Н„ = - («1212 COS - ИцСза cos ttaa), 8

(22)

а теоретический напор, срабатываемый турбиной,

Нт = ~ ("2112 cos -"2222 OS «33),

(23)

где и - окружная скорость жидкости в рассматриваемой точке в м/сек.

Как правило, гидромуфты строятся с плоскими радиальными лопатками, имеющими р = 90°. Для таких гидромуфт, принимая



во внимание, что и = с cos а, уравнение баланса энергии следующее:

(1-0= С"

12 "

. + (24)

где W - относительная скорость жидкости в рассматриваемой точке в м/сек.

Левая часть этого уравнения представляет собой энергию (напор), созданную насосом; первый член правой части - энергию, реализованную турбинной; второй член правой части выражает собой энергию, потерянную на удар при входе в насос и турбину; третий - суммарные потери на трение и завихрение.

Решая уравнение (24) относительно W и произведя при этом алгебраические преобразования, получим следующее выражение для относительной скорости:

W = cn-i

0,1. 0,2 0,3 0,4- 0J5 0,6 0,7 0,8 0,9 L

Рис. 42. Зависимость суммарного коэффициента потерь от передаточного отношения I, полученная при (25) испытании гидромуфты D = 533 мм при Пх = 500 об/мин

где т = -- отношение радиуса средних струек выхода и входа в насос;

с = --величина постоянная для данной гидромуфты.

Формула (25) показывает, что относительная скорость w пропорциональна числу оборотов ведущего вала и при / = 1 скорость а» = О, а при / = О она достигает максимального значения.

Необходимо отметить, что суммарный коэффициент потерь Ъ\-величина переменная и зависит от i. На рис. 42 приведена зависимость 2 = f (г) для гидромуфты с D = 533 мм при fii = = 500 об/мин. При малых скольжениях в пределах / = 0,8 0,98 суммарный коэффициент потерь изменяется, достигая значительной величины при минимальном скольжении.

Определив по уравнению (25) относительную скорость w, которая при углах р = 90° равна меридиональной скорости, и зная проходное сечение проточной части гидромуфты F, можно подсчитать расход:

Q-ivF. (26)

Подставив значение Q в уравнение (8), можно определить величину момента, передаваемого гидромуфтой для различных г.



Зависимость передаточного отношения от передаваемого момента, расхода и числа оборотов двигателя следующая:

i = m--(27)

луг]

где с =--величина постоянная.

30 g

При М = const формула (27) преобразуется:

i = m--£l , (28)

причем Ci =-=-2- является величиной постоянной [9].

с луг

При уменьшении числа оборотов ведущего вала, как показывает формула (28), передаточное отношение уменьшается, а скольжение гидромуфты увеличивается.

Из уравнения (28) следует, что увеличение значения т, т. е. увеличение в гидромуфте разности радиусов входного и выходного сечения, ведет к увеличению г, следовательно, гидромуфта делается жестче. Этому способствует также уменьшение постоянной Си что может быть сделано только за счет увеличения удельного веса у жидкости. Формула (28) позволяет построить кривую 5 = f(n\).

§ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГИДРОМУФТ

Расчет по подобию. Определение активного диаметра гидромуфт

Одним из самых простых, а поэтому и самых распространенных методов расчета гидромуфт является расчет по подобию. Этот метод предполагает наличие уже испытанных и хорошо отработанных моделей проточной части. О возможности такого расчета сказано ниже.

Гидромуфты относятся к лопастным машинам. К таким как, например, центробежные насосы, гидравлические турбины, турбовоздуходувки, вентиляторы и т. п. Машины этого класса имеют общие характеристики, представляющие закономерные зависимости отдаваемых или поглощаемых мощностей и моментов от чисел оборотов машины и от величины характерного диаметра ее проточной части.

Многолетняя практика проектирования и изготовления этих машин позволила разработать, исходя из характеристик, основные положения применения закона подобия для их расчета и моделирования.

Простота конструкции рабочих колес, имеющих полную осевую симметрию проточной части, взаимное расположение колес



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