6.3 Регулирование турбомуфт.

Регулируемые турбомуфты позволяют при данной нагрузке на вторичном валу осуществлять различное скольжение, т. е. они являются вариаторами скоростей. Обычно эти муфты снабжены черпательными трубами, возвращающими жидкость с периферии к

центру муфты. Черпательные муфты изготовляют стационарными, поворотными и выдвижными.

Система с выдвижной трубой изображена на рис. 6.7. Каждому положению черпательной трубы 1, перемещаемой в вертикальной плоскости, соответствует определенное наполнение проточной по­лости. Черпательная труба своим загнутым концом отчерпывает жидкость из корпуса 2, вращающегося вместе с насосным колесом,

Рис. 6.7. Турбомуфта с черпательной трубой.

и направляет ее через маслоохладитель 4 обратно в проточную об­ласть. Дополнительная камера имеет объем, достаточный для пол­ного опорожнения муфты при разъединении ведущего и ведомого валов. Турбомуфта снабжена пластинчатым клапаном 3, позволя­ющим, быстро опорожнить проточную полость и, соответственно, быстро снизить скорость ведомого вала. Характерно, что при остановках муфты жидкость располагается ниже вала, благодаря чему отпадают жесткие требования к уплотнениям и соосности валов.

Регулирование турбомуфт постоянного наполнения достигается перекрытием проточных каналов рабочих колес заслонкой, раздвиж­кой рабочих колес или поворотом лопаток. Такие муфты распро­странены меньше, чем муфты с черпательной трубой.

6.4 Турботрансформатор

Турботрансформатор в отличие от турбомуфты имеет по крайней мере один неподвижный лопаточный аппарат, называемый реак­тором. Последний воспринимает разницу в крутящих моментах

Рис. 6.8. Колеса турбо-передач.

а — турботрансформатора: 1 — реактор, 2 — насосное колесо, ,3 — турбинное колесо, 4 — ко­жух; б —турбомуфты: 1 — насосное колесо, г — турбин­ное колесо, 3 — кожух.

на обоих валах трансформатора. Благодаря реактору характери­стика турботрансформатора может иметь сколь угодно малую «жест­кость», даже равную единице, если она совершенно «непрозрачная». В некоторых случаях «прозрачность» характеристики является полезным свойством, и тогда можно применить турботрансформаторы, у которых кривая крутящего момента на первичном валу поднимается к оси ординат.

Вместе с тем реактор в турботрансформаторе является источни­ком значительных гидравлических потерь, вследствие чего макси­мальный к. п. д. турботрансформатора не превышает 0,80—0,85, тогда как у турбомуфты он равен 0,96—0,98. Но зато диапазон (примерно до 0,8) у трансформатора равен примерно двум, и в неко­торых конструкциях может быть еще более расширен, тогда как is турбомуфтах этот диапазон равен всего 1,25.

Там, где при наличии зубчатого редуктора отпадает необходи­мость в трансформации момента, турбомуфту следует предпочесть трансформатору тем более, что конструкция ее проще, главным образом благодаря плоским радиальным лопаткам (рис. 12.8)

Для совмещения положительных качеств турбомуфты и турбо­трансформатора (высокого к. п. д. для первой и регулируемости при сохранении сравнительно высокого к. п. д. для второго) приме­няют универсальные турбопередачи, которые в за­висимости от нагрузки могут превращаться из турботрансформатора в турбомуфту и наоборот. Преимущество такого превращения вы­является особенно в буровых подъемных установках. При больших нагрузках турбопередача, являясь трансформатором, предохраняет двигатель от перегрузки. Если нагрузки небольшие, как например, во время подъема порожнего элеватора, передача превращается в муфту с прозрачной характеристикой. В результате двигатель, имеющий регулятор скорости, автоматически снижает подачу топ­лива и соответственно вращающий момент и мощность. При этом сохраняется высокий к. п. д. турбопередачи, так что мощность дви­гателя не затрачивается бесполезно на нагревание рабочей жидкости.

Схемы турботрансформаторов весьма разнообразны. В зависи­мости от числа турбинных колес турботрансформаторы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Многоступенчатый тур­ботрансформатор, имеющий двух- или трехступенчатую турбину, при ограниченном расходе жидкости в проточной полости позволяет передавать большие крутящие моменты, т. е. при равных передаточ­ных отношениях может иметь увеличенные коэффициенты транс­формации.

Свойства турботрансформатора зависят от взаимного расположения лопаст­ных колес в проточной полости. В одноступенчатом трансформаторе наиболее распространена последовательность первого класса: насос — турбина — реак­тор (считая по направлению потока в меридиональном сечении). Так как при этом реактор предшествует насосу, то угол входа потока в насос не зависит от частоты вращения турбины, благодаря чему сохраняется неизменной характеристика Q — // насоса при постоянной частоте вращения его вала и, как следствие, обеспечивается «непрозрачность» характеристики.

Рис.6.9. Схема трехступенчатого турботрансформатора.

Среди многоступенчатых трансформаторов наиболее распро­странен трехступенчатый трансформатор типа Лисхольм-Смит, при­меняемый во многих отраслях промышленности без существенных изменений. Геометрия его рабочих органов показана на рис. 6.9.