Пусковая гидромуфта Советский патент 1986 года по МПК F16D41/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах при соединении валов пусковых двигателей с валами турбин, двигателей внутреннего сгорания, а также в химической промышленности для разгона тяжелых центрифуг, экстракторов или других инерционных агрегатов.

Цель изобретения - повышение надежности автоматического отключения направления исполнительного механизма после его разгона при изменении направления циркуляции жидкости в устройстве на противоположное за счет трансформации скоростей, обеспечиваемой сообщением крутящего момента на турбинное колесо извне и снижения величины крутящего момента, передаваемого от двигателя к исполнительному механизму.

На фиг. 1 изображена пусковая гидромуфта, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пусковая гидромуфта содержит корпус 1, насосное колесо 2, турбинное колесо 3, ведущий вал 4, ведомый вал 5 и пусковую камеру 6. Пусковая камера 6 соединена с рабочей полостью отверстиями 7. Насосное колесо 2 и турбинное колесо 3 размещены в корпусе 1 свободно вращающимися. Насосное колесо 2 связано с ведущим валом 4 через механизм 8 управления, состоящий из обгонной муфты 9 общего назначения и храпового механизма 10 внутреннего зацепления. Звездочка 11 и обойма 12 обгонной муфты 9 жестко крепятся соответственно на ведущем валу 4 и в ступице 13 насосного колеса 2, снабженной храповым колесом 14.

Собачка 15 храпового механиз.ма 0 шар- нирно закреплена вместе с пружиной 16 растяжения на промежуточной втулке 17, жестко установленной на ведущем валу 4. Турбинное колесо 3 обеспечено сбросной камерой 18, имеющей подпружиненные центро- бежно-закрывающиеся клапаны 19 и каналы 20 для слива масла.

Обгонная муфта 9 имеет пазы 21 и ролики 22.

Пусковая гидромуфта работает следующим образом.

При включении пускового двигателя и фоворачивании ведущего вала 4 происходит мгновенное срабатывание обгонной муфты 9, так как ролики 22 заклинивают паз 21 между ее обоймой 12, жестко укрепленной в ступице 13 насосного колеса 2, и звездочкой 11, жестко установленной на ведущем валу 4. После этого они вращаются как одно целое со скоростью ведущего вала 4. Жидкость (масло), находящаяся в период разгона в камере 6, начинает вытекать через отверстия 7 в рабочую полость и вместе с уже находящейся там жидкостью под действием центробежных сил начинает формировать крутящий момент, передаваемый турбинному колесу 3, жестко связанному с ведомым валом 5, являющимся (или соединенным с

5

ним) валом основного двигателя или турбины, раскручивая последний.

В начале пуска по мере увеличения скольжения, центробежная сила, действующая на

жидкость в турбинном колесе, уменьшается, жидкость начинает огибать наружный тор турбинного колеса 3 по условному кругу циркуляции I и попадает через отверстия 7 в незамкнутую камеру 6, перетекая при этом через зазор между тыльной стороной насосного колеса 2 и внутренней стенкой корпуса 1 в рабочую полость.

Расход циркулирующей жидкости несколько уменьшается, что обеспечивает мягкость передаваемого момента. С включением исполнительного механизма турбины или после запуска основного двигателя турбинное колесо 3 устройства начинает вращаться со скоростью, превышающей скорость вращения насосного колеса 2, и выполняет при этом его функцию. По мере увеличения сколь0 жения центробежная сила, действующая на жидкость в насосном колесе, уменьшается, жидкость перестраивается в потоке и начинает огибать наружный тор насосного колеса по условному кругу циркуляции II в направлении, противоположном тому, которое

5 было в начале пуска устройства, попадая при этом в сбросную камеру 18 за турбинным колесом 3. Перетекание жидкости из сбросной камеры 18 в рабочую полость становится невозможным, так как подпружиненные центробежно-закрывающиеся клапаны

19 перекрывают канал 20, а объем сбросной камеры позволяет удерживать все количество жидкости, ранее использовавщееся для передачи крутящего момента.

Скольжение в рабочей полости устройства в период перестройки потока обеспечивается храповым механизмом 10 внутреннего зацепления, который не позволяет насосному колесу 2 вращаться со скоростью, большей скорости вращения ведущего вала 4 (вала пускового двигателя), так как на0 ходящаяся в центробежном поле собачка 15 храпового механизма, растягивая пружину 16 входит в зацепление с выступа.ми храпового колеса 14. При полной остановке пускового двигателя и торможении вала 4 собачка 15 храпового механизма 10 силой пру5 жины 16 выводится из зацепления с выступами храпового колеса 14, позволяя насосному колесу 2 свободно поворачиваться в случае неполного отвода жидкости в сбросную камеру 18 или под воздействием воздушного потока в рабочей полости. При этом срабатывает обгонная муфта 9 механизма 8 управления, обойма 12 которой, жестко связанная со ступицей 13 насосного колеса 2, выталкивает ролики 22 из паза заклинивания между обоймой 12 и звездочкой, обеспечивая тем 5 самым свободный поворот насосного колеса 2 относительно остановленного и заторможенного ведущего вала 4 и корпуса 1 устройства. Таким образом, обеспечено надеж5

0

ное автоматическое отключение исполнительного механизма после его разгона от приводного агрегата (пускового двигателя).

После остановки исполнительного механизма (турбины или двигателя внутреннего сгорания) подпружиненные центробежно- закрывающиеся клапаны 19 открывают канал 20, жидкость перетекает в рабочую полость и камеру б, и пусковая гидромуфта вновь готова к работе.

Применение превышающей скорости вращения турбинного колеса в гидромуфте объ- ясняется тем, что превышение этой скорости не означает, что передаточное отношение возрастает до значения большего единицы (), так как данная трансформация скоростей обеспечивается сообщением крутящего момента на турбинное колесо извне, при этом изменяется направление циркуляции жидкости в устройстве на противоположное. Передаточное отношение в этом случае, достигнув единицы, изменяется (убывает) от единицы и далее по мере протекания жидкости в сбросную камеру и- увеличения скольжения всегда будет меньше ее (), приближаясь к нулю ().

Таким образом, пусковая гидромуфта

обеспечивает снижение величины крутящего момента, передаваемого от двигателя к исполнительному механизму, и надежное автоматическое отключение его после разгона при изменении направления циркуляции жидкости в устройстве на противоположное.

Г6

22

фиг. 2