Пускотормозная предохранительная гидродинамическая муфта

 

1. ПУСКОТОРМОЗНАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ГВДРОДИНАМРИЕСКАЯ МУФ содержащая насосное колесо с рабочими кромками на его лопатках, установленное на валу турбинное колесо с рабочими кромками на его лопатках, защитный кожух, причем л патки колес равномерно расположены по окружности, угол наклона плискости лопаток насосного колеса к плоскости его вращения выполнен в пределах 110 - 165°, а угол наклот на плоскости лопаток турбинного колеса к плоскости его вращения в пределах 20 - 75, отличаю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения ее защитных свойств, лопатки колес вьшолнены полукруглыми, а их рабочие кромки в плоскости вращения колес расположены под дополнительным углом наклона к .внешнему радиусу этих колес, причем каждая кромка лопаток данного колеса установлена под постоянным для этого колеса дополнительным углом наклона, а вершины дополнительных углов наклона направлены к оси муфты, 2.Муфта по п. 1, . о т л и ч а ющаяся-тем , что дополнительный угол наклона рабочих кромок лопаток выполнен в пределах 2 - 20.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

15ц 4 Е 16 D 33/08 (21) 3735217/25-27 (22) 29.04.84 (46) 23.12.85. Брл. К 47 (71) Научно-производственное объеди.нение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин (72) А.А.Коротков и С.В.Дубинин (53) 621.825(088.8) (56) Гавриленко Б.А. Семичастнов И.Ф, Гидродинамические муфты и трансформаторы. — M. Машиностроение, 1969, с, 172.

Авторское свидетельство СССР

9 1032246А, кл. P 16 D 33/20,,1983. (54)(57) 1. ПУСКОТОРМОЗНАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА, содержащая насосное колесо с рабочими кромками на его лопатках, установленное на валу турбинное колесо с рабочими кромками на его лопатках, защитный кожух, причем лопатки колес равномерно расположены по окружности, угол наклона плос.— кости лопаток насосного колеса к плоскости его вращения выполнен в пределах 110 — 165, а угол накло-. на плоскости лопаток турбинного колеса к плоскости его вращения ". в пределах 20 — 75, о т л и ч а во щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения ее защитных свойств, лопатки колес выполнены псвтукруглыми, а их рабочие кромки в плоскости вращения колес расположены под дополнительным углом наклона к .внешнему раднусу этих колес> причем каждая кромка лопаток данного колеса установлена под постоянным для этого колеса дополнительным углом наклона, а вершины дополнительных углов наклона направлены к оси муфты.

2.Муфта по п. 1,, о т л и ч а ющ а я с я . тем, что дополнительный угол наклона .рабочих кромок лопаток выполнен в пределах 2 - 20 о

1200025

Изобретение относится к машиностроению, в частности к горному машиностроению, где может быть использовано в устройствах для передачи вращения. 5

Цель изобретения — повышение надежности путем улучшения защитных свойств муфты.

На фиг. 1 схематично изображена пускотормозная предохранительная 10 муфта, продольный разрез; на фиг.2— разрез А-А на фиг. 1» на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4— развертка В-В на фиг. I, на фиг.5динамические характеристики извест- 15 ных (кривые 1, .2) и предлагаемой (кривая 3) муфт при времени торможения 0,34 с, соответственно (кривые 2-4 — статистическиехарактеристики известной и предлагаемой муфт), 20

;на фиг. 6 — графики коэффициента потерь на трение в функции скольжения

"для данной муфты (кривая 1) и известных (кривые 1, 2).

Пускотормозная предохРанительная муфта содержит насосное 1 и турбинное 2 колеса с лопатками 3, наклоненными под некоторым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения.

При этом в насосном колесе P 90 а в турбинном —, 3 90, если за о начало отсчета принять направление окружной скорости насоса на выходе. о

Угол может составлять 110-165 о для насосного колеса 1 и 20 †. 75

35 для тубинного колеса 2.

Муфта имеет также выходной вал 4, на котором жестко установлено турбинное колесо 2 и охватывающий защитный кожух 5, соединенный с насосным колесом 1 °

Лопатки 3 выполнены в виде полукруга и их кромки установлены с дополнительным наклоном под углом 8 к радиусу колеса, проходящему через .

45 нижний край лопатки. Угол 8 может о колебаться от «+2 до +20 . Кромки лопаток 3 могут быть установлены в насосном 1 и турбинном 2 колесах с. одинаковым наклоном к радиусу колес, либо могут иметь противоположные по

50 знаку наклоны к радиусу.

Круг циркуляции, образуемый внутренними полостями насосного 1 и, турбинного 2 колес, имеет в попереч.ном сечении в обоих колесах овальную

S5 форму.

Гидродинамическая муфта работает следующим образом.

При вращении насоса жидкость протекающая по pro каналам, получает некоторый запас энергии. Попадая иэ насосного колеса 1 в турбинное колесо 2 жидкость приводит его во вращение, причем часть энергии, запасенной в насосе, отдается турбине,- а вторая часть выделяется в виде тепловых потерь. При заданных угловых скоростях насосного 1 и турбинного 2 колес расход в круге циркуляции будет тем больше, чем меньше коэффициент потерь на трение.

Величина коэффициента потерь на трение в свою очередь определяется формой лопатки и углами установки ее / и h . Эти же углы определяют величины напоров, насоса и турбины, а также расхода жидкости в круге циркуляции муфты. Иными словами углы Р и 8 определяют моментную характеристику муфты, а этим самым и ее.защитные свойства.

Таким образом, выбирая оптималь-, ное значение углов и 8, можно получить моментную характеристику муфты, удовлетворяющую требованиям прочности. На фиг. 5 приведены статические и динамические характеристики гидродинамической муфты (кривая 3 и 4) при / = 60 и о

3 12 . Из приведенных характеристик видно, что динамические характеристики предлагаемой муфты при времени торможения t 0,3 с лежат в пределах 2-3 М„, а характеристика но@» известной муфты при е 0,34 с. лежат в пределах 4-6 М„, т.е. предлагае»о@ мая гидродинамическая муфта в два раза снижает динамические нагрузки по сравнению с известной.

Каналы образованные полукруглыми лопатками с кромкой, наклонной к радиусу, н плоскостью, наклонной к плоскости, перпендикулярной оси вращения, обладают повышенным коэффициентом трения особенно при скольжениях S p.20Х, что снижает расход муфт, .а вместе с этим и пере даваемый момент в зоне S > 20 . В зоне малых скольжений (S = 3-103), где коэффициент трения определяется вихревыми потерями, изменение формы канала практически не влияет на его величину, а значит, и на величину передаваемого момента.

Как показывают выполненные исследования быстрое торможение

1200025 фиг. 2 турбины сопровождается ростом расхода Q, причем чем больше коэффициент трения, тем меньше темп роста йО вследствии чего расход в динаdt. мике не успевает увеличится до расхо: да соответствующего статическим характеристикам.

Кроме того, наиболее оптимальные значения угла 3 находятся в пределах +2 — 20 . Так, при

Sс 2 динамические характеристики предлагаемой муфты будут практически такимиже,как у известной, а при о >20 теряются защитные свойства гидромуфты.

Таким образом, принятые мероприятия действительно цонижают передаваемые моменты при резких торможениях турбины, что и подтвердилось экспериментом.

При времени торможения t 0,3 с (фиг. 5, кривые 3 и 4) динамические нагрузки не превышают 2-3,0М щи,что значительно ниже нагрузок в известной

}О муфте 4-6 M„,„ïðè времени торможения 0,34 с (фиг. 5, кривые 1 и 2) .

Улучшенные защитные свойства муфты увеличивают срок службы при-, вода и механизма в целом, а также

f5 безопасность обслуживания sa счет уменьшения вероятности аварийных

Ситуаций.

Ю М

Ве

О О2

Ae3f

ИИПИ Заказ 7850/41,Тираж 897 Подписное иал ППП "Патент", r.Óàrîðîä, ул.Проектная, 4