ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные преимущества и недостатки объемных гидроприводов из "Гидравлика и гидропневмопривод Часть 2" Характеристики гидродинамических передач, рассмотренные ранее, не могут быть получены теоретическим путем с достаточной точностью. Поэтому при проектировании механизмов и машин с такими передачами широко используются методы, основой которых являются положения теории подобия лопастных гидромашин. Они позволяют подбирать или определять характеристики и основные геометрические размеры гидродинамических передач, удовлетворяющих заданным условиям эксплуатации. При этом исходным материалом служат экспериментальные данные, полученные для данной или подобной гидропередачи на подобном режиме работы. [c.93] Известно, что при использовании методов подобия наиболее важным является выбор критерия подобия. В качестве такого критерия в главе 2 для лопастных гидромашин выбран коэффициент быстроходности, который получен из условия подобия скоростей на границах геометрически подобных лопастных колес (на входе и на выходе). [c.93] При рассмотрении гидродинамических передач мы имеем дело с системами лопастных колес (в гидромуфте их два, в гидротрансформаторе -не менее трех). Следовательно, это условие должно выражаться в подобии скоростей на стыках колес (точки 1,2,3 на рис. 3.1 и 3.3). Внешним проявлением этого подобия является передаточное отношение г, так как оно определяется соотношением наиболее важных скоростей. Поэтому для геометрически подобных гидродинамических передач критерием подобия режимов работы является передаточное отношение, т.е. величина i должна однозначно определять все остальные эксплуатационные параметры. [c.93] При использовании методов подобия удобно разделить качественную и количественную сторону выбора гидропередачи для проектируемой машины или механизма. Тогда в процессе качественного анализа безразмерных характеристик гидропередач можно выбрать наиболее оптимальную характеристику из множества вариантов, приведенных в справочной литературе. Количественные расчеты позволяют определить конструктивные и геометрические параметры этой гидропередачи. [c.93] Расчетные формулы гидродинамических передач могут быть получены на основе уравнения (2.14), которое, как было показано в подразделах 3.2 и 3.3, применимо для лопастных колес гидромуфт и гидротрансформаторов. [c.93] Последнее выражение можно заменить равенством, включив в него коэффициент пропорциональности, т.е. [c.94] Формула (3.9) связывает момент на валу лопастного колеса А/гидропередачи с его угловой скоростью ш и наиболее важным геометрическим размером D. Поэтому она является основной формулой при расчетах гидромуфт и гидротрансформаторов. [c.94] Для качественной оценки целесообразности использования гидропередачи в проектируемой мащине или механизме используют их безразмерные графические характеристики. Такие характеристики были рассмотрены в разделах 3.2 и 3.3 (см. рис. 3.2 и 3.4). Однако некоторые из приведенных там зависимостей не являются безразмерными, а именно зависимости моментов от передаточных отношении. Наиболее неудобным является наличие размерной зависимости момента Му на насосном колесе от передаточного отношения /. [c.94] Зависимость Му = f(i) целесообразно привести к безразмерному виду. Это упрощается тем, что характеристики гидропередач строятся при постоянной частоте вращения насосного колеса ( oi = onst). Тогда в соответствии с (3.11) момент на валу данного насосного колеса пропорционален коэффициенту момента, т.е. Му Следовательно, график зависимости А.1 =f(i) является безразмерной характеристикой, определяющей изменение момента на насосном колесе (на ведущем валу гидропередачи). [c.94] В большинстве случаев индекс 1 у коэффициента % опускают, т.е. используют зависимость X = f(i)- Для гидромуфты это не имеет значения, так как Му = М = М и, следовательно. Л.] = А.2 = В случае гидротрансформатора Я = f(i) является зависимостью, определяющей момент на ведущем валу Му. А для характеристики момента на ведомом валу Мг дополнительно наносят зависимость для коэффициента трансформации Л (см.(3,5)). [c.94] На рис. 3.5 в качестве примера приведены безразмерные характеристики двух гидромуфт. Причем зависимость г = /ф у них одинаковая, а зависимости X =Дг) - разные (к] и Ъ.ц). Первая из приведенных зависимостей А./ = f(i) (рис. 3.5) имеет существенно переменный коэффициент момента во всем диапазоне передаточных отношений г. Максимальное значение коэффициента момента (следовательно, и Мти) У этой муфты имеет место при нулевом значении /. Такие гидромуфты используются при работе с двигателями внутреннего сгорания. Вторая муфта имеет существенно меньшее значение коэффициента момента в широком диапазоне изменения передаточного отношения i на рис. 3.5). При / - 1 его величина резко падает. Максимальное значение коэффициента момента Хтш (следовательно, и Мпих) у этой гидромуфты носит характер экстремума и располагается при IV 0. Такие гидромуфты в большинстве случаев используются при работе с асинхронными электродвигателями. [c.95] Гидротрансформаторы, у которых величина момента М на насосном колесе (следовательно, и величина X) не зависит от момента М2 и частоты 2 вращения турбинного колеса (или зависит незначительно), называются непрозрачными. Характеристика непрозрачного гидротрансформатора приведена на рис. 3.4,а. Такой гидротрансформатор не передает нагрузку с ведомого вала на двигатель. Например, если непрозрачный гидротрансформатор используется на автомобиле, то на двигатель не будет передаваться нагрузка от дороги, и последний работает на установившемся режиме независимо от дорожных условий. Двигатель с таким гидротрансформатором не чувствует дороги . [c.96] Гидротрансформаторь бывают также с обратной прозрачность, когда повышение нагрузки на его ведомом валу приводит к снижению нагрузки на двигатель. Характеристика такого гидротрансформатора Хц = /(1) также приведена на рис. 3.6. На этой характеристике видно, что при / 0,4 происходит уменьшение коэффициента момента Хц, а следовательно, и момента на валу двигателя. [c.97] При проектировании машин с гидротрансформаторами важным является выбор расчетной точки на его характеристике, так как этот выбор должен обеспечивать высокий КПД на наиболее употребляемых режимах работы. Из анализа характеристик П =/(г) на рис 3.6 следует, что область высоких КПД лежит между точками В Е. Поэтому любая из точек на этом участке может быть использована в качестве расчетной. Наиболее часто в качестве расчетного принимается режим гидромуфты (точка С на рис. 3.6). В этом случае зона высокого КПД используется наиболее эффективно. [c.97] В современном машиностроении используются много разновидностей гидравлических муфт. Их принято подразделять на нерегулируемые и регулируемые. Принципиальное отличие регулируемых муфт от нерегулируемых заключается в том, что они при помощи дополнительных устройств позволяют изменять передаваемый крутящий момент. Но в отличие 0 1 гидротрасформаторов, у муфт моменты на ведомом и ведущем валах в любое время остаются одинаковыми. Рассмотрение разновидностей гидромуфт целесообразно начать с нерегулируемых. [c.98] При использовании нерегулируемой гидромуфты важным является выбор жесткости её характеристики, т.е. изменения зависимости X = /(О, которая определяет величину коэффициента перегрузки 5 (3.11). Этот коэффициент показывает, во сколько раз момент на двигателе может превысить его расчетную величину. Следует отметить, что гидромуфты с небольшими коэффициентами 5 используются в качестве предохранительных для защиты двигателей от перегрузок. [c.98] Одной из наиболее простых по конструкции и распространенных гидромуфт является муфта с плоскими радиально расположенными лопатками. Её конструктивная схема приведена на рис. 3.7,а. На схеме видно, что гидромуфта состоит из насосного Н и турбинного Т колес, ведущего и ведомого валов, подшипников и т. д. Причем насосное колесо жестко связано с вращающимся корпусом. Такие конструктивные решения достаточно часто используются на современных гидромуфтах. Гидромуфты с радиальными лопатками имеют существенно падающий коэффициент момента (линия 1 на рис. 3.7,г) и, следовательно, значительные коэффициенты перегрузки 5 = 4...6. [c.98] Для снижения коэффициентов перегрузки в гидромуфтах с плоскими радиально расположенными лопатками используют турбинные колеса с порогом. Конструктивная схема такой гидромуфты приведена на рис. 3.7,6. У этих муфт при низких передаточных отношениях I, из-за порога на выходе турбинного колеса Т, образуется второй дополнительный контур циркуляции жидкости (2 на рис.3.7,б). При этом в передаче крутящего момента участвует только контур 1 (не вся рабочая жидкости), поэтому его величина снижается и уменьшается коэффициент момента X (линия б на рис. 3.7,г), При больших г (после перестройки двух контуров циркуляции в один) порог перестает оказывать существенное воздействие на циркулирующий поток и крутизна характеристики X =/0) увеличивается (линия б на рис. 3.7,г приближается к линии а). [c.99] Существенно большее снижение коэффициента перегрузки может бьггь получено у гидромуфты постоянного наполнения с самоопоражниванием. Основное отличие таких гидромуфт заключается в том, что у них предусмотрена дополнительная камера, куда отводится часть рабочей жидкости при низких значениях передаточных отношений г. Эта жидкость не участвует в передаче крутящего момента, поэтому при малых г его величина уменьшается и уменьшается коэффициент X. При больших г в передаче момента участвует вся жидкость. Конструктивная схема такой гидромуфты приведена на рис. 3.7,в. При малых г часть жидкости отводится через отверстие в дополнительную полость, расположенную за насосным колесом, и циркулирует в ней (по контуру 2). При больших передаточных отношениях она через другое отверстие поступает в проточную часть гидромуфты и участвует в общем круге циркуляции 1. Характеристика такой гидромуфты имеет незначительные изменения коэффициентов момента А. в широком диапазоне изменения 2 и малые значения коэффициентов перегрузки 8 = 1,5...2,5 (линия в на рис. 3.7,г). [c.99] Вернуться к основной статье