книги из ГПНТБ / Стесин С.П. Гидродинамические передачи учебник

ГЛАВА VI

КОНСТРУКЦИИ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОВ

ИИХ ПРИМЕНЕНИЕ

§44. ГИДРОТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ

ИДОРОЖНЫХ МАШИН

Взависимости от назначения машины и условий эксплуатации различные свойства гидротрансформаторов могут использоваться по-разному. При этом требования к характеристикам гидротранс­ форматоров различные для машин различного назначения.

На строительных и дорожных машинах наибольшее распро­ странение получили гидротрансформаторы, в которых турбина расположена за насосом. Схемы расположения колес в этих гидро­ трансформаторах показаны на рис. 147. Гидротрансформаторы делятся на одноступенчатые (рис. 147, а—л), многоступенчатые

ровании приводов машин используются также следующие па­ раметры [3] .

Рабочая зона передаточных отношений гидротрансформатора à равна отношению максимального передаточного отношения к ми­

261

Коэффициент ограничения по моменту /С м равен отношению момента на ведомом валу при і = 0 к моменту на ведомом валу при максимальном к. п. д.

л*.

"20

Ml

Коэффициент ограничения по скорости К{ равен частному от деления передаточного отношения при М 2 = 0 на передаточное отношение при М*, т. е.

ІХ. X _

Коэффициенты ограничения по моменту /С м и по скорости К( позволяют оценить динамические свойства машины с гидротранс­ форматором.

Рис. 147. Схемы расположения колес в гидротрансформаторах строительных и дорожных машин

место для гидротрансформаторов с центростремительной турбиной на режиме противовращения.

262

Критическое передаточное отношение і'к р и жесткость G ха­ рактеризуют тормозные свойства гидротрансформатора.

Отечественной промышленностью изготовляются одноступен­ чатые гидротрансформаторы со схемами расположения колес, по­ казанными на рис. 147, в, з. Кроме того, разработаны гидротранс­ форматоры, схемы расположения колес в которых показаны на рис. 147, а, б, к, л.

Гидротрансформаторы с центростремительной турбиной при­ меняются на погрузчиках, скреперах, пневмошинных катках. Гидротрансформаторы с осевой турбиной используются на раз­ личных строительных и дорожных машинах (табл. 8).

На рис. 148, а, б показана конструкция гидротрансформатора . с осевой турбиной типа ТР-325 (У358011А) Московского машино­ строительного завода им. М. И. Калинина, а также его приведенная внешняя характеристика. Гидротрансформатор заключен в разъ­ емный литой корпус 1 с крышкой 5. Ведущая часть состоит из насоса 9 и ротора 2. Ротор и насос 9 вращаются на шарикопод­ шипниках 6 и 15. На периферии ротора расположены два жик­ лера 4, необходимые для опоражнивания рабочей полости гидро­ трансформатора в момент отключения двигателя от трансмиссии. Ведомая часть состоит из турбины 3 и ведомого вала 14, на шлицы

Таблица 8

Примеры применения гидротрансформаторов в приводах строительных и дорожных машин

263

которого насажен диск И, соединенный неподвижно с колесом турбины. Ведомый вал 14 вращается на двух подшипниках 8 и 16,

кой 7. Гидротрансформатор установлен на раму силовой уста­ новки и прикреплен болтами и Штифтами. При работе гидротранс-

3 к

264

форматора подпиточный насос, связанный с коленчатым валом дви­ гателя (или ведущим валом гидротрансформатора), подает жидкость через нагнетательную полость в крышке 5 и внутренние отверстия стакана 19 на лопатки насоса 9. Из рабочей полости жидкость постоянно вытекает через другие отверстия стакана 19, входящие в сливную полость крышки 5, и далее по трубопроводам в бак. Когда момент на ведомом валу гидротрансформатора меньше момента, развиваемого двигателем, имеют место повышенная скорость на рабочих органах машины и низкий к. п. д. гидро­ трансформатора. Для улучшения работы гидротрансформатора в этих условиях между ведущими и ведомыми частями (ротором 2 и ведомым валом 14) установлена обгонная муфта, состоящая из обоймы 12, звездочки 18 и роликов 13 с пружинными толкателями,

тех пор, пока частота вращения ведомого вала меньше частоты вращения вала двигателя, ролики обгонной муфты прижаты к тол­ кателям, и ведомая и ведущая части гидротрансформатора вра­ щаются отдельно. При уменьшении нагрузок на трансмиссию, когда частота вращения ведомого вала окажется больше частоты вращения вала двигателя, ролики под действием пружины при­ жимаются к узкой части скошенных пазов звездочки и заклини­ вают ведомую и ведущие части гидротрансформатора (см. рис. 148).

Для отключения трансмиссии от двигателя служит двухпозиционный золотник управления, установленный в системе питания гидротрансформатора. Перемещение плунжера золотника в поло­ жение, при котором рабочая жидкость поступает в рабочую полость гидротрансформатора, осуществляется давлением воздуха. Воз­ врат плунжера золотника в исходное положение происходит под действием пружины. При этом подача воздуха в золотник прекра­ щается, и рабочая жидкость поступает в бак. Жидкость из ра­

Зарубежные трансформаторы. На одноковшовых одномотор­ ных экскаваторах, одномоторных самоходных кранах, погрузчи­ ках, тягачах, бульдозерах, скреперах, катках и других строитель­ ных и дорожных машинах зарубежных фирм широко применяются гидротрансформаторы. Ведущими в области проектирования и производства гидротрансформаторов являются фирмы Твин-Диск, Аллисон и Кларк (США), Гинар (Франция), Селф-Чангинг (Англия) и Зльба-Верке (ФРГ). В табл. 9 показаны основные фирмы— изготовители гидротрансформаторов и схемы, расположе­ ния колес последних.

Фирма Гинар (Франция) рекомендует гидротрансформаторы для погрузчиков, экскаваторов, кранов, автогрейдеров и других

265

Таблица 9

Типы гидротрансформаторов, изготовляющихся зарубежными фирмами

Расположе­ Фирма Тип гидротрансформатора ние колес

(см. рис. 147)

строительных и дорожных машин. Фирма изготовляет трехколес­ ные гидротрансформаторы с центростремительной турбиной 12 типоразмеров. Конструкция гидротрансформаторов фирмы ана­ логична конструкции гидротрансформаторов, изготовляемых фир­ мой Кларк (США). Такие же гидротрансформаторы изготовляются в Англии фирмой Селф-Чангинг.

Максимальный к. п. д. гидротрансформатора фирмы Гинар ц* изменяется в пределах 0,84—0,9. При этом к. п. д. rj* с увеличе­ нием диаметра Da увеличивается и при работе на режиме гидро­ муфты достигает значения ~86—88%. Из данных фирмы следует, что за счет изменения углов лопаток колес можно уменьшить энергоемкость до 10%.

Фирма изготовляет две модификации: автономные, индустриаль­ ные гидротрансформаторы (для экскаваторов, кранов, дробилок,

они в основном на погрузчиках, автогрейдерах, катках, тягачах,

266

В некоторых конструкциях при наличии вала отбора применяется зубчатая пара колес на ведомой части гидротрансформатора, при этом ось ведомого вала смещается по отношению к оси ведущего вала.

Все гидротрансформаторы монтируются в корпусах трех моди­ фикаций. Большинство гидротрансформаторов изготовляется с не­ подвижным реактором (рис. 150). Это основная модификация

Рис. 150. Гидротрансформатор «Гинар» (тип Д)

1 — турбина; 2 — насос с ведущим колесом; 3 — реактор; 4 — деталь крепления к трансмиссии; 5 — ведомый вал

обозначается фирмой буквой D, но изготовляются также гидро­ трансформаторы с реактором на муфте свободного хода (модифи­ кация DF).

По требованию потребителей фирма устанавливает муфту свободного хода между насосом и турбиной; привод от ведомого вала к устройству, стабилизирующему частоту вращения этого вала; корпус гидротрансформатора крепят к картеру маховика двигателя, а ведущую часть гидротрансформатора центрируют по коленчатому валу. При этом мощность двигателя передается при помощи зубчатой муфты.

Полумуфта, крепящаяся к маховику двигателя (с внутренним зубом), изготовляется из текстолита.

Фирма, кроме этого, изготавливает гидротрансформаторы, кор­ пусы которых монтируются на картерах коробок передач.

Фирма Твин-Диск (США) изготовляет гидротрансформаторы трехступенчатые (тип 3 на рис. 151), одноступенчатые с центро­ бежной (тип 4) и центростремительной турбинами (типы 1, 6, 7 и 8). Во всех гидротрансформаторах, в том числе и с центростреми­ тельной турбиной, применяются цилиндрические лопатки. Для

268

гидротрансформаторов с центростремительной турбиной благодаря использованию несимметричных насоса и турбины были получены

(типы 7 и 8). Эта фирма разработала параметрические ряды одно­ ступенчатых и трехступенчатых гидротрансформаторов. За счет изменения углов лопаток колес, их числа, радиусов выхода и входа при Da = const, цилиндрических лопатках и пх = const можно получить изменение энергоемкости до 2 раз.

Характеристики гидротрансформаторов при изменении энер­ гоемкости изменяются в незначительных пределах (табл. 10). Фирма изготовляет одноступенчатые гидротрансформаторы с цен­ тростремительной турбиной в комплексном (тип 8) и некомплекс­ ном исполнениях (типы /, 6, 7). Характеристики этих гидротранс­

увеличиваются; на обгонном режиме эти гидротрансформаторы передают крутящие моменты значительно большие, чем одно­ ступенчатые.

Одноступенчатые гидротрансформаторы (рис. 152) представ­ ляют собой агрегаты, в которых, кроме колес и питательного

269

Таблица 10

Параметры гидротрансформаторов фирмы Твин-Диск (США)

* В числителе — прян а я про:рачность, в знаменат ;ле — обратная.

насоса, расположен масляный бак, фильтры на всасывании и на­ гнетании, контрольная аппаратура, а также механизм для вы­ ключения гидротрансформатора. Кроме того, на ведомом валу гидротрансформатора имеется привод к устройству, стабилизи­ рующему частоту вращения этого вала независимо от нагрузки на нем. Чаще всего в качестве такого устройства используется цен­

из которых отключает насос, а второе жестко соединяет двигатель с ведомым валом гидротрансформатора.

Фирма изготовляет также гидротрансформаторы без выклю­ чающего механизма (модель S — для одноступенчатых и модель F— для трехступенчатых гидротрансформаторов). Для снижения по­ терь в трехступенчатых гидротрансформаторах при малых сопро­ тивлениях фирма рекомендует применять центробежный регуля­

270