ПУСКО-ТОРМОЗНАЯ ПРОТОЧНАЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА Советский патент 1974 года по МПК F16D33/08 

1

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к гидродинамическим муфтам.

Известны пуско-тормозные проточные гидродинамические муфты, содержащие насосное и турбинное колеса, одно из которых установлено во вращающемся роторе и взаимодействует с ним для передачи крутящего момента через пружины. Однако одновременно с увеличением нагрузки резко возрастает крутящий момент на подпружиненном колесе.

Предложенная конструкция отличается от известпы.х тем, что в роторе и установленном в нем колесе выполнены сквозные радиальные каналы, взаимодействующие один с другим при повороте колеса, причем входные сечения каналов в колесе расположены на радиусах, меньщих активного радиуса колеса. Такое выполнение позволяет ограничить величину передаваемого момента на колесе, так как часть жидкости из рабочей полости при совпадении отверстий в колесе и роторе сливается.

Иа фиг. 1 представлена предлагаемая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - органы регулирования степени заполнения, частичные поперечные разрезы.

Предлагаемая гидромуфта состоит из лопастного колеса 1, в ступице которого выполнена расточка для посадки на вал (например,

электродвигателя); ротора 2, вращающегося на подшипниках 3, посаженных на ступицу колеса 1; лопастного колеса 4, установленного в расточку ротора 2 с возможностью поворачиваться вокруг оси вращения относительно ротора 2 на некоторый угол а, сжимая пружины 5, заключенные между выступами колеса 4 и ротора 2; крышки 6 с центральным отверстием уплотнения 7 между ступицей колеса 1 и ротором 2; кожуха 8 для слива отработавшей жидкости.

Для протока рабочей жидкости в рабочую полость гидромуфты в колесе 1 предусмотрена приемная камера 9 и отверстия 10, сообщающие приемную камеру 9 с рабочей полостью. Для работы гидромуфты по определенной программе в режимах пуска, рабочем и тормозпом, предусмотрены сквозные радиальные каналы 11 холостого хода, выполненные в колесе 4, каналы 12 предельного момента, выполненные в роторе 2. На тыльной стенке лопастного колеса 1 предусмотрены лопатки 13, если колесо является при работе муфты насосным. Если же насосным является колесо 4, то лопатками должна быть оснащена внутренняя стенка крышки 6.

С приводимой машиной гидромуфта соединяется через шкив 14. Предположим, что колесо 1 является насосным, а колесо 4 - турбинным, и что гидромуфта закреплена на валу какого-нибудь двигателя, например, асинхронного короткозамкнутого, вал которого после включения в сеть должен мгновенно набрать полную скорость во избежание длительного действия больших токов в обмотках статора.

Перед пуском по центральной трубке кожуха 8 в камеру 9 насосного колеса 1 в количестве Q в единицу времени подается рабочая жидкость, необходимая для охлаждения гидромуфты. Через отверстия 10 рабочая жидкость заполняет муфту до уровня нижней образующей центрального сливного отверстия йц и сливается в кожух 8. При этом частичный слив происходит по каналам 10 холостого хода. Из корпуса 8 по стрелке А отработавшая жидкость отводится от турбомуфты.

При включении приводного двигателя вал и посаженное на него насосное лопастное колесо 1 набирают полные обороты. Первоначально после разгона двигателя величина мо-. мента па валу муфты мала, так как она обусловлена только , количеством жидкости, бывшим в роторе до включения приводного двигателя. По мере заполнения муфты рабочей жидкостью момент на ее валу растет. Под действием начального момента турбинное колесо 4 поворачивается относительно ротора 2 на некоторый угол, меньший чем угол ее. При этом происходит перекрытие канала 11 холостого хода. Если при дальнейшем заполнении гидромуфты, момент на ее валу растет выше номинального, то колесо 4 поворачивается в роторе 2 до тех пор, пока сжав пружины 5, оно не откроет каналы 11 и 12. При этом, в связи с выбросом жидкости под действием развитого в пей напора, заполнение гидромуфты прекраш,ается, и момент на ее валу сохраняет величину, обусловленную жесткостью пружин 5.

Выброс рабочей жидкости из муфты через центральное отверстие dц в режиме разгона предотвращается противодавлением, развиваемым импеллерными лопатками 13.

В связи с тем, что в процессе разгона приводимой машины происходит увеличение скорости вращения турбинного колеса 4, скольжение в муфте снижается, что ведет к падению момента на ее валу. При падении момента иод действием пружин 5 колесо 4 поворачивается отпосительно ротора в направлении, обратном первоначальному повороту, и перекрывает каналы 11 и 12, что вновь ведет к дополнительному заполнению муфты, росту момента до величины, соответствующей открытию каналов 11 и 12 и т. д. Процесс продолжается до тех пор, пока муфта полностью не заполнится и не начнется слив рабочей жидкости через центральное сливное отверстие . При перегрузке муфты в процессе работы, ограничение роста момента происходит так же, как и при разгоне с перегрузкой. При этом, при повышении момента до величины, выше допустимой, повернувшееся под действием момента колесо 4 открывает каналы 11 и 12, что ведет к выбросу рабочей жидкости из рабочей полости муфты и ограничению роста момента при увеличении скольжения вплоть до 100%.

При торможении реверсом вначале производится отключение двигателя и в связи с прекращением при этом действия нагрузки, момент на валу гидромуфты падает до нулевого значения. Прекращается циркуляция

жидкости в рабочей полости. При отсутствии рабочего момента колесо 4 под действием пружин 5 разворачивается в свое среднее положение, открывая при этом каналы 10 холостого хода (см. фиг. 2).

Под действием напора, развитого во вращающемся жидкостном кольце, жидкость выбрасывается из муфты в кожух 8 до тех пор, пока свободная поверхность не достигнет входного сечения канала 10. При этом в

гидромуфте остается количество жидкости, определяемое радиусом положения входного сечения канала 10. При вращении вала гидромуфты в сторону, соответствующую рабочему направлению вращения машины, с целью

торможения производится реверс двигателя. При этом меняет направление вращения и насосное колесо 1. В связи с ростом скольжения в муфте до 200%, значение дискового трения, благодаря наличию остаточной жидкости, достигает существенной величины, что ведет к возникновению на валу момента, сжимающего пружипы 5 и перекрытию каналов 10 и 11. Муфта начинает заполняться до тех пор, пока момент на ее валу не достигнет

величины открытия каналов 11 и 12. В связи с началом слива жидкости из муфты, дальнейший рост момента прекращается. Процесс поддержания постоянства тормозного момента таков же, как и при разгоне.

Предмет изобретения

Пуско-тормозная проточная гидродинамическая муфта, содержащая насосное и турбинное колеса, одно из которых установлено во вращающемся роторе и взаимодействует с ним для передачи крутящего момента через пружины, отличающаяся тем, что, с целью ограничения величины передаваемого

момента, в роторе и установленном в нем колесе выполнены сквозные радиальные каналы, взаимодействующие один с другим при повороте колеса, причем входные сечения каналов в колесе расположены па радиусах, меньших

активного радиуса колеса.

5 } 2

3 9