Гидродинамическая муфта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ

<1>804929 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260279 {21) 2729228/25-27 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликоваио 15.0231,Бюллетень 89 б

Дата опубликования описания 1502В1 (51)М. Кл.

F 16 D 33/04

Государственный комитет

СССР

tl0 делам изобретений н открытий (53) УДК 621 825. .6(088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Г. Самарин, П. A. Грымзин и В. С.!

5

f (71) Заявитель (54) ГИДРОДИНАИИЧЕСКАЯ ИУФТА

Изобретение относится к машиностроению и в частности к устройствам для передачи вращения.

Известна гидродинамическая муфта, содержащая расположенные в корпусе насосное и турбинное колеса f 1).

Недостатком ее является отсутствие регулировки положения лопаток.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидродинамическая муфта, содержащая расположенные в кожухе колеса, насосное и турбинное с лопатками, установленными на пальцах, расположенных параллельно оси вращения колес (2).

Недостатком ее является сложные условия эксплуатации.

Цель изобретения — улучшение ус.— ловий эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что лопатки турбинного колеса установлены на пальцах с возможностью поворота и выполнены с массой, определяемой соотношением

" = гтрк;;. г где Р— окружное усилие одной лопатки в среднем положении;

R — радиус расположения осей лопаток, V — окружная скорость центра тяжести логаток в среднем положении;

OC — угол между плоскостью лопаток и радиальной линией, соединяющей центр тяжести ее с осью вращения муфты.

На фиг. 1 показана гидродинамическая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 — вид A на фиг. .1; на фиг. 3 схема сил, приложенных к лопатке.

Гидромуфта содержит насосное ко15 лесо 1, соединенный с ним корпус 2, образующие полость гидромуфты, тур- бинное колесо, состоящее из вала 3 и пальцев 4, закрегленных на валу турбинного колеса и расположенных

20 параллельно оси вращения гидромуфты.

На этих осях свободно установлены лопатки 5. Полость гидромуфты уплотняется щелевчм уплотнением, составленным из деталей 3 (вал) и б (крышка).

Гидромуфта работает следующим образом.

Через отверстие в насосном колесе масло подается в полость гидро30 муфты до полного ее заполнения и

804929 создания в ней небольшого избыточного давления. Затем (или одновремен.но с заполнением) включают приводной двигатель, соединенный с насосным колесом. Вращающееся кольцо жидкости с насосного колеса поступает в турбинное колесо, отклоняя его лопатки до упора и создавая на нем крутящий момент. Если гидромуфта не .нагружена, то турбинное колесо приобретает скорости вращения, близкие к скоростям вращения насосного колеса, а лопатки турбинного колеса под действием центробежных сил занимают практически радиальное положение. Если гидромуфту нагрузить, то лопатки турбинного ко-. леса под воздействием вращающегося 15 кольца жидкости, сходящего с насосного колеса, отклонятся от радиального положения, сойдя с максимального радиуса. При этом уменьшится окружная проекция лопаток. При дальней- 20 шем нагружении гидромуфты поворот лопаток и их складывание будет еще больше, что приведет к относительному уменьшению энергоемкости и увеличению скольжения в гидромуфте, т.е.гидромуфта будет ограничивать (относительно уменьшать) передаваемый крутящий момент. При предельном угле относительного поворота, как показано

Штрихпунктирным тонким контуром на фиг. 2, радиус турбинных лопаток уменьшается до (0,7-0,8)R<, что вы— брано конструктивно, момент, передаваемый гидромуфтой, уменьшится приблизительно B 0 7 0 8)5 = 5,9-3, 35

0,7+0,8) раза, что достаточно для практического использования в реальных приводах. Очевидно, складывание лопаток будет происходит только при правильном выборе массы лопаток по отношению к действующим моментам. Если лопатки окажутся тяжелыми, то их отклонение от вертикального положения будет незначительным и гидромуфта окажется практически нерегулируемой.

Если лопатки будут легкими, то .они не смогут уйти с положения на упоре и гидромуфта тоже не будет управляться. Лопатка турбинного колеса находится в промежуточном (среднем) положении с векторами действующих сил (фиг. 3) .

P — центробежная сила, дейстЧ вующая на лопатку;

P — сила взаимодействия лопат2 ки с потоком жидкости в гидромуфте;

P — суммарная сила от центро- О о

E. бежного ускорения и воздействия потока;

Р— проекция гидравлической

okЬ силы P на окружное направ2 ление; 65

P — окружное усилие, передаваемое одной лопаткой, приведенное к оси лопатки;

R — радиус центра тяжести лоц патки;

R — радиус расположения оси лопатки; с(- — угол между плоскостью лопатки н радиусом, проведенным из оси вращения гидромуфты через центр тяжести лопатки.

В постановке вектора силы от взаимодействия лопатки с потоком принято небольшое допущение, легко реализуемое конструктивно, что эта сила проходит через центр тяжести лопатки.

Гидродинамическая сила по своей природе является нормальной силой, поэтому Р2 перпендикулярна плоскости лопа ки, а сумма центробежной и гидравлической сил Р. будет направлена вдоль плоскости лопатки, поскольку лопатка может свободно поворачиваться относительно своей оси. С учетом этого можно записать следующие соотношения:

Гидравлическая сила (обеспечивается правильным выбором Р )

P о э

P ,е СО5 чу далее — = s i ng откуда

Рд

Рц р дв з с ь!пс c os o ут1Ч

Центробежная сила T =—

Ц R

Приравниваем выражение для Р,„

v РЫЬ

Щ

s1пС(° cos 0( в откуда .= p

5 е. Oscar имев ввиду, ччо В В = p f получим окончательно

"т = Р

Л5inR соьЖ что является одним из отличительных признаков новой муфты.

Техническую эффективность предлагаемой гидромуфты можно показать на примере ее использования в приводе поршневого компрессора системы воздушного запуска двигателя транспортной машины. Нагрузочный момент компрессора прямо пропорционален давлению в воздушном баллоне, куда подается воздух. Выбирая номинальное передаточное отношение в гидромуфте по давлению, равному 90-95% от максимального давления в воздушном баллоне, можно получить, что до 9095Ъ давления баллон будет заряжаться с очень малым скольжением в гидромуфте, а дозаправка на остальные 510Ъ будет происходит с повышающимся скольжением при ограничении муфтой передаваемого момента, причем с выходом на полное давление гидромуфта потеряет примерно до 50% скорости

804929 по сравнению с ведущим валом. Это приведет к существенному повышению ресурса компрессора.

Формула изобретения

Гидродинамическая муфта, содержащая корпус и расположенные в нем насосное колесо и турбинное с лопат ками, установленными на пальцах колеса„ расположенных параллельно оси вращения колес, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, лопатки турбинного колеса установлены на пальцах с возможностью поворота и выполнены с массой, определяемой соотношением:

Щ = P S I A О(С О S где P — окружное усилие одной лопатки в среднем положении; — радиус расположения осей лопаток;

V — окружная корость центра тяжести лопаток в среднем положении;

Х вЂ” угол между плоскостью лопатки и радиальной линией, соединяющей центр тяжести ее с осью вращения муфты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ГССР

Р 559051, кл. F 16 0 33/08, 1976.

15 2. Гавриленко Б. А. и Минин B. А,.

Гидродинамические муфты, М., Оборонгиз, 1959, с.193, рис. 134 (прототип).

804929

Составитель И. Яцунов

Редактор Н. Минко Техред Е.Гаврилешко Корректор Г. Назарова

Заказ 10835/52 Тираж 1017 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4