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

соединяемый с валом двигателя, жестко связан с вращающимся кожухом 2. Турбина 3 соединена с ведомым валом 4, который вращается в двух подшипниках и соединяется через зубчатую муфту с валом рабочей машины. Ведущая часть гидромуфты имеет внешнюю опору 5, расположенную на фундаменте. Рабочие ко­ леса выполнены с прямыми радиальными лопатками. Гидромуфта имеет воздушное охлаждение. Для этого на наружной поверх­ ности гидромуфты имеются радиальные ребра 6, охваченные ко­ жухом. Кожух обеспечивает необходимое направление охлаждае­ мого воздуха. При работе гидромуфты воздух, попадая к вну­ тренним концам ребер, отбрасывается к периферии и обтекает ребристую поверхность гидромуфты. Гидромуфта работает при неизменном первоначальном количестве жидкости.

На рис. 51, в показана конструкция гидромуфты со статиче­ ским самоопоражниванием, с порогом и дополнительной камерой,

зультате этого снижается передаваемый гидромуфтой крутящий момент, чему одновременно содействует сопротивление движению жидкости, создаваемое порогом 7. Таким образом, гидромуфта работает при наличии жидкости в проточной полости, количество которой уменьшается по мере увеличения скольжения, т. е. с пе­ ременным наполнением.

Рассмотрим конструкцию некоторых гидромуфт с динамиче­ ским самоопоражниванием. Для такой гидромуфты отношение крутящего момента при s = 100% к моменту при s = 3% может составлять 1,8—2.

У гидромуфты (рис. 52, а) «Фойт-Синклер» ведущий вал 1 через промежуточные детали соединен с насосом 4, а ведомый вал 8 — с турбиной 5. Во вращающемся корпусе 6 имеется отверстие для наполнения гидромуфты, закрываемое пробкой 7. Лопатки тур­ бины выполнены несколько длиннее лопаток насоса. В гидро­ муфте имеется камера 9 предварительного наполнения и камера 2 замедления. Когда гидромуфта нагружена номинальным момен­ том, вся жидкость сосредотачивается в проточной полости гидро­ муфты и не попадает в камеру 9. При увеличении скольжения из-за увеличения скорости потока часть жидкости попадает в камеру 9, вследствие чего уменьшается наполнение проточной полости гидро­ муфты. После заполнения камеры 9 жидкость через ряд неболь­ ших отверстий 10 начинает перетекать в камеру 2 замедления, и

80

при этом опоражнивание проточной полости гидромуфты за­ медляется. При пуске двигателя и его разгоне часть жидкости задерживается в камерах 2 и 9 гидромуфты и под действием цен­ тробежных сил постепенно поступает в проточную полость гидро­ муфты. Продолжительность наполнения проточной полости за­ висит от величины отверстий 3.

через гидромуфту рабочей машины защитная гидромуфта пре­ дохраняет двигатель от поломки, переходя на режим 100%-ного скольжения. При этом вся подводимая к муфте мощность превра­ щается в тепло и идет на нагревание масла, температура которого может достигнуть опасного предела. Поэтому необходима тепло­ вая защита гидромуфты, автоматически останавливающая при­ водной двигатель при достижении рабочей жидкостью заданной температуры. Гидромуфта ТМ-100 снабжена подобной тепловой защитой.

На рис. 53 показан промышленный образец гидромуфты с N =

Насос / жестко связан с ведущим валом 2, который имеет опору и соединен с электродвигателем зубчатой муфтой. Тур­ бина 3 насажена на ведомый вал 4, который центрируется в ве­ дущей части двумя шарикоподшипниками и имеет также свою опору. Рабочие колеса, кожух 5 и корпус дополнительной ка­ меры 6 выполнены из алюминиевого сплава. Подобная конструк­ ция ротора гидромуфты из алюминиевого сплава не только улуч­ шает теплоотвод, но за счет уменьшенного махового момента ведущей части гидромуфты облегчает пуск приводного электро­ двигателя. Дополнительная камера соединена с рабочей полостью и предкамерой гидромуфты сменными ниппелями с калиброван­ ными отверстиями. Во избежание опасного перегрева масла свыше 115° С, когда вал турбины застопорен при работающем электро­ двигателе, предусмотрен тепловой предохранитель 7. Предохра­ нитель при нагреве масла срабатывает и, воздействуя своим бой­ ком на конечный выключатель 8, отключает двигатель. Конструк­ ция гидромуфты, имеющей свои опоры, облегчает частую сборку при испытаниях и наладке опытного образца. Для серийного выпуска подобных гидромуфт рекомендуется конструкция, под­ вешенная на редукторе и эластично связанная с электродвигателем.

Регулируемые гидромуфты переменного наполнения. Нор­ малью, разработанной в СССР, предусматривается изготовление регулируемых гидромуфт мощностью 50—1000 кВт. В качестве базовой была принята конструкция с вращающимся резервуаром и со скользящей черпательной трубкой (рис. 54).

/ 2

в)

Рис. 52. Гидромуфты с динамическим самоопоражниванием:

а — фирмы Фойт-Синклер: / — ведущий вал; 2 — камера замедления; 3 и 10 — отвер­ стия; 4 — насос; 5 — турбина; 6 — корпус; 7 — пробка; 8 — ведомый вал; 9 — камера предварительного наполнения; б — ТМ-100: / — турбина; 2 — кожух; 3 — отверстие 10 X 25; 4 — порог; 5 — ведомый вал; 6 — ведущий вал; 7 — насос; в — характеристика гидромуфты ТМ-ЮО

82

К достоинствам гидромуфт этого типа относятся: отсутствие масляного бака и длинного трубопровода, простота управления, определенность задаваемой дозировки, способность черпательной трубки легко преодолевать противодавление. Приведем основные параметры, характеризующие гидромуфты указанного размерного ряда.

В качестве главного параметра ряда гидромуфт выбран актив­ ный диаметр, определяющий эксплуатационные параметры гидро­ муфты — мощность и скольжение при заданной частоте вращения ведущего вала, а также ее размеры.

Рис. 54. Регулируемая гидромуфта с вращающимся резервуаром и скользящей черпательной трубкой:

/ — вращающийся резервуар; 2 — насос; 3 — ведомый вал; 4 — термометры;

Параметрическим рядом предусматривается определенная ин­ дексация гидромуфт. Обозначения отражают тип, исполнение гидромуфты и значения главного параметра. Например, индекс ГМРІІ-500 расшифровывается следующим образом: гидродина­ мическая муфта, регулируемая, исполнение I I (с опорой ведомого вала), активный диаметр D a = 0,5 м.

Помимо активного диаметра, основными параметрами гидро­ муфт являются номинальная передаваемая мощность, частота вращения ведущего вала, к. п. д. или скольжение на номинальном режиме, а также глубина регулирования. Значения основных пара­ метров для нормального режима приведены.в табл. 3 и в номо­ грамме основных параметров (рис. 55).

Размерным рядом предусмотрено, что номинальное скольже­ ние меняется от s = 2—2,Ь% до s = Зч-3,5% в зависимости от выбора нагрузки (первое относится к NMN, второе — к j V m a x ) . Этот ряд учитывает, что в большинстве случаев привод гидромуфт

84

сечения которых регулируются. Под действием статического на­ пора, создаваемого колесом насоса, рабочая жидкость из проточной части протекает через каналы 6 в дополнительный объем и за* полняет его. В результате вращения гидромуфты в дополнитель° ном объеме образуется вращающееся масляное кольцо, причем объем жидкости в дополнительном объеме уравновешивает объем жидкости в проточной части гидромуфты. Таким образом, можно считать, что уровень внутренней поверхности масляного кольца в дополнительном объеме приблизительно соответствует уровню внутренней поверхности масляного кольца в проточной части. В масляное кольцо дополнительного объема введена черпательная трубка. Эта трубка загнута против вращения гидромуфты так, что она, используя скоростной напор жидкости, прокачивает ее через внешний маслопровод в бак. Черпательная трубка уста­ новлена в специальных направляющих и может передвигаться при помощи колонки управления КДУ-1, управляемой автоматически. Если черпательная трубка оттянута к валу, то дополнительный объем весь заполнен маслом, а следовательно, заполнена и вся проточная часть гидромуфты. Если трубка выдвинута из потока вверх, она полностью «вычерпывает» жидкость из дополнитель­ ного объема, а следовательно, и из проточной части.

Промежуточные положения трубки соответствуют промежу­ точным значениям заполнения проточной части. Гидромуфты этой серии имеют тепловую защиту. Две пробки из легкоплавкого ма­ териала ввернуты в насос. В случае нагрева масла в гидромуфте свыше 150° С пробки выплавляются, а все масло из гидромуфты выбрасывается в специальный кожух. Во время нормальной ра­ боты гидромуфты в нижнюю часть корпуса попадает только масло из подшипников и зубчатых муфт. Сварной бак емкостью 2,4 м 3 подвешен под гидромуфтой.

Для применения гидромуфт на кораблях характерным является передача мощности от двух дизелей через две гидромуфты и ре­ дуктор на один гребной винт. Гидромуфты за счет автоматического изменения скольжения позволяют компенсировать имеющуюся всегда разницу в частоте вращения валов дизелей, что позволяет передавать мощность от двух двигателей на один вал. Одновременно гидромуфты частично защищают зубчатый редуктор и гребной винт от крутильных колебаний, источниками которых служат дизели. Кроме того, при пуске гидромуфты обеспечивают разъ­ единение вала двигателя от вала редуктора.

При маневрах корабля с прямого на обратный ход, и наоборот, достаточно один из двигателей реверсировать один раз и попере­ менным наполнением одной или другой гидромуфты осуществлять прямой или обратный ход корабля.

Одна из конструкций судовой регулируемой гидромуфты по­

89