Yantai Bonway Manufacturer

Гидравлическая муфта

Гидравлическая муфта, также известная как гидравлическая муфта, представляет собой гидравлическое трансмиссионное устройство, используемое для соединения источника энергии (обычно двигателя или двигателя) с работающей машиной и передачи крутящего момента путем изменения количества движения жидкости.

Гидравлическая муфта представляет собой гидравлическое передающее устройство, использующее кинетическую энергию жидкости для передачи энергии. Он использует жидкое масло в качестве рабочего тела и преобразует механическую энергию и кинетическую энергию жидкости друг в друга через насосное колесо и турбину, тем самым соединяя первичный двигатель и рабочий механизм. Осуществляйте передачу мощности. По характеристикам применения гидравлические муфты можно разделить на три основных типа: обычные, с ограничением крутящего момента, с регулируемой скоростью и два производных типа: трансмиссия с гидравлической муфтой и гидравлический редуктор.

принцип работы:
Гидромуфта представляет собой нежесткую муфту с жидкостью в качестве рабочего тела. Насосное колесо и турбина гидромуфты образуют закрытую рабочую камеру, позволяющую жидкости циркулировать. Колесо насоса установлено на входном валу, а турбина - на выходном валу. Два колеса представляют собой полукруглые кольца с множеством лопастей, расположенных в радиальном направлении. Они расположены напротив друг друга и не касаются друг друга. Между ними есть зазор от 3 до 4 мм, и они образуют кольцевое рабочее колесо. Ведущее колесо называется насосным колесом, ведомое колесо называется турбиной, а насосное колесо и турбина называются рабочим колесом. После сборки насосного колеса и турбины образуется кольцевая полость, которая заполняется рабочим маслом.
Колесо насоса обычно приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания или двигателем, а лопасти приводят в движение масло. Под действием центробежной силы масло отбрасывается к краю крыльчатки насоса. Поскольку радиус насосного колеса и турбины равны, когда скорость насосного колеса больше, чем скорость турбины. В это время гидравлическое давление на внешней кромке лопастей крыльчатки больше, чем гидравлическое давление на внешней стороне. край лопаток турбины. Из-за разницы давлений жидкость ударяется о лопатки турбины. Поверните в том же направлении. После того, как кинетическая энергия масла падает, оно течет обратно к насосному колесу от края лопаток турбины, образуя контур циркуляции, и его путь потока похож на кольцевую спираль, соединенную встык. Гидравлическая муфта основана на взаимодействии жидкости с лопастями насосного колеса и турбины для изменения момента импульса для передачи крутящего момента. Если не учитывать потери ветра и другие механические потери при вращении рабочего колеса, его выходной (турбина) крутящий момент равен входному (насосное колесо) крутящему моменту.

классификация:
В зависимости от применения гидравлические муфты делятся на обычные гидравлические муфты, гидравлические муфты с ограничением крутящего момента и гидравлические муфты с регулируемой скоростью. Среди них гидравлическая муфта с ограничением крутящего момента в основном используется для защиты двигателя-редуктора от пуска и защиты от ударов, компенсации положения и буферизации энергии во время работы; Гидравлическая муфта, регулирующая скорость, в основном используется для регулировки передаточного числа входной и выходной скорости и других функций. В основном она аналогична гидравлической муфте с ограничением крутящего момента.
По количеству рабочих полостей гидравлическая муфта разделена на гидравлическую муфту с одной рабочей полостью, гидравлическую муфту с двумя рабочими полостями и гидравлическую муфту с несколькими рабочими полостями. В зависимости от различных лопастей гидравлические муфты делятся на гидравлические муфты с радиальными лопастями, гидравлические муфты с наклонными лезвиями и гидравлические муфты с вращающимися лезвиями.

1. Обычная гидравлическая муфта
Обычная гидравлическая муфта - это самый простой вид гидравлической муфты, она состоит из крыльчатки насоса, турбины, шкива кожуха и других основных компонентов. Его рабочая полость имеет большой объем и высокую эффективность (максимальный КПД достигает 0.96 ～ 0.98), а крутящий момент передачи может достигать 6-7-кратного номинального крутящего момента. Однако из-за большого коэффициента перегрузки и плохой защиты от перегрузки он обычно используется для изоляции вибрации, замедления пускового удара или в качестве сцепления.
2. Гидравлическая муфта с ограничением момента.
Обычные гидравлические муфты с ограничением крутящего момента имеют три основные конструкции: тип сброса статического давления, тип сброса динамического давления и тип составного разгрузки. Первые два широко используются в строительной технике.
(1) Гидравлическая муфта сброса статического давления
На рисунке ниже представлена ​​структурная схема гидравлической муфты для снятия статического давления. Чтобы уменьшить коэффициент перегрузки гидромуфты и улучшить характеристики защиты от перегрузки, она имеет более высокий коэффициент крутящего момента и эффективность при высоком передаточном отношении. Таким образом, конструкция отличается от обычной гидромуфты. Его главная особенность - симметричное расположение насосных колес и турбин, а также перегородок и боковых вспомогательных камер. Перегородка устанавливается на выходе из турбины и играет роль отвода и дросселирования. Гидромуфта работает в условиях частичного заполнения. При использовании этого типа гидравлической муфты, когда передаточное отношение высокое, в боковой вспомогательной полости очень мало масла, поэтому крутящий момент передачи велик; а когда передаточное число низкое, в боковой вспомогательной полости больше масла, что делает характеристическую кривую относительно плоской и ее можно сравнивать. Хорошо отвечают требованиям рабочего оборудования. Но следует отметить, что поскольку вспомогательная полость на стороне впуска и выпуска жидкости следует за изменением нагрузки и скорость реакции низкая, она не подходит для работы механизмов с резкими изменениями нагрузки и частым запуском и торможением. Поскольку этот тип гидравлической муфты в основном используется в трансмиссии транспортных средств, его также называют тяговой гидравлической муфтой.
(2) Гидравлическая муфта с динамическим сбросом давления
Гидравлическая муфта с динамическим сбросом давления может преодолеть недостатки гидравлической муфты со сбросом статического давления, заключающиеся в том, что при внезапной перегрузке трудно выполнять функцию защиты от перегрузки. Втулка первичного вала связана с насосным колесом через упругую муфту и кожух задней вспомогательной полости. Втулка выходного вала турбины соединена с редуктором или рабочей машиной, а плавкая вставка играет роль защиты от перегрева. Гидравлическая муфта имеет переднюю вспомогательную полость и заднюю вспомогательную полость. Передняя вспомогательная полость представляет собой безлопастную полость в центре рабочего колеса насоса и турбины; задняя вспомогательная полость состоит из наружной стенки рабочего колеса насоса и корпуса задней вспомогательной полости. Передняя и задняя вспомогательные камеры соединены небольшими отверстиями, задняя вспомогательная камера имеет небольшие отверстия, связанные с насосным колесом, а передняя и задняя вспомогательные камеры вращаются вместе с насосным колесом.
Еще одна функция задней вспомогательной полости - «расширенный заряд», который может улучшить пусковые характеристики. При запуске двигателя (турбина еще не вращалась) жидкость в рабочей полости имеет большую циркуляцию, так что жидкость заполняет переднюю вспомогательную полость, а затем проходит через маленькое отверстие f и попадает в заднюю вспомогательную полость. Поскольку рабочая камера заполнена небольшим количеством жидкости и крутящий момент очень мал, двигатель можно запускать при небольшой нагрузке. При увеличении частоты вращения двигателя (то есть частоты вращения крыльчатки насоса) жидкость в задней вспомогательной полости будет поступать в рабочую полость по небольшому отверстию за счет увеличения давления образовавшегося масляного кольца, и заполняющего объема рабочей полости увеличится. Расширение ". Из-за задержки заполнения крутящий момент турбины увеличивается. После того, как крутящий момент достигает пускового момента, турбина начинает вращаться.

3. Гидравлическая муфта с регулировкой скорости.
Гидравлический соединитель с регулируемой скоростью в основном состоит из крыльчатки насоса, турбины, камеры черпака и т. Д., Как показано на рисунке ниже. Когда ведущий вал приводит во вращение насосное колесо, под совместным действием лопастей и полости в насосном колесе рабочее масло набирает энергию и направляется к внешней окружности крыльчатки насоса под действием инерционной центробежной силы. для формирования высокоскоростного потока масла. Высокоскоростной поток масла на внешней окружной стороне колеса сочетается с радиальной относительной скоростью и окружной скоростью на выходе из рабочего колеса насоса и устремляется во входной радиальный канал потока турбины и передает момент потока масла вдоль радиальный проточный канал турбины. Изменение заставляет турбину вращаться, и масло течет к выходу турбины со своей радиальной относительной скоростью и окружной скоростью на выходе турбины, чтобы сформировать комбинированную скорость, течет в радиальный канал потока крыльчатки насоса и восстанавливает энергию в насосное колесо. Такие многократные повторения образуют круговой циркуляционный круг рабочего масла в насосном колесе и турбине. Можно видеть, что колесо насоса преобразует входящую механическую работу в кинетическую энергию масла, а турбина преобразует кинетическую энергию масла в выходную механическую работу, тем самым реализуя передачу мощности.

Преимущества и недостатки:
преимущество:
(1) Он имеет функцию гибкой трансмиссии и автоматической адаптации.
(2) Он имеет функции снижения ударов и изоляции крутильных колебаний.
(3) Он имеет функцию улучшения пусковой способности силовой машины и запуска ее с нагрузкой или без нагрузки.
(4) Он имеет функцию защиты от перегрузки для защиты двигателя и рабочей машины от повреждений при перегрузке внешней нагрузки.
(5) Он имеет функции координации последовательного запуска нескольких двигателей, балансировки нагрузки и плавного параллельного включения.
(6) С гибкой функцией торможения и замедления (относится к гидравлическому замедлителю и гидравлической муфте с заторможенным ротором).
(7) Благодаря функции задержки медленного запуска рабочей машины, она может плавно запускать большую инерционную машину.
(8) Он хорошо адаптируется к окружающей среде и может работать в холодных, влажных, пыльных и взрывобезопасных средах.
(9) Дешевые двигатели с сепаратором можно использовать для замены дорогостоящих двигателей с обмоткой.
(10) Отсутствие загрязнения окружающей среды.
(11) Мощность передачи пропорциональна квадрату входной скорости. Когда скорость ввода высока, энергоемкость велика, а стоимость высока.
(12) Благодаря функции плавного регулирования скорости, гидравлическая муфта регулирования скорости может изменять выходной крутящий момент и выходную скорость, регулируя количество жидкости, заполняющей рабочую камеру во время работы, при условии, что входная скорость не изменяется.
(13) Благодаря функции сцепления, гидравлические муфты с регулировкой скорости и сцепления могут запускать или тормозить рабочую машину без остановки двигателя.
(14) Он имеет функцию расширения диапазона стабильной работы силовой машины.
(15) Он обладает эффектом энергосбережения, который может снизить пусковой ток и продолжительность работы двигателя, уменьшить влияние на сеть, снизить установленную мощность двигателя, а из-за большой инерции трудно запустить. Гидравлическая муфта с ограничением крутящего момента и центробежная механическая регулировка скорости вращения. Энергосберегающий эффект гидравлической муфты впечатляет.
(16) Нет прямого механического трения, за исключением подшипников и сальников, с низким уровнем отказов и длительным сроком службы.
(17) Простая конструкция, простота эксплуатации и обслуживания, отсутствие необходимости в особо сложных технологиях и низкие затраты на обслуживание.
(18) Высокое соотношение цены и качества, низкая цена, низкие первоначальные инвестиции и короткий срок окупаемости.

　　　　
Минусы:
(1) Всегда есть скорость скольжения и потеря мощности скольжения. Номинальный КПД гидравлической муфты с ограничением крутящего момента приблизительно равен 0.96, а относительный рабочий КПД гидравлической муфты, регулирующей скорость, и центробежного механизма согласования составляет от 0.85 до 0.97.
(2) Выходная скорость всегда ниже входной, а выходная скорость не может быть такой же точной, как шестеренчатая передача.
(3) Гидравлическая муфта с регулировкой скорости требует дополнительной системы охлаждения, что увеличивает инвестиционные и эксплуатационные расходы.
(4) Он занимает большую площадь и требует определенного пространства между силовой машиной и рабочей машиной.
(5) Диапазон регулирования скорости относительно узкий, диапазон регулирования скорости, соответствующий центробежным машинам, составляет 1 ~ 1/5, а диапазон регулирования скорости, согласованный с механизмами с постоянным крутящим моментом, составляет 1 ~ 1/3.
(6) Нет функции преобразования крутящего момента.
(7) Способность передавать мощность пропорциональна квадрату входной скорости. Когда входная скорость слишком низкая, технические характеристики соединителя увеличиваются, а соотношение цена-качество уменьшается.

Области применения:
автомобиль
Гидромуфта использовалась в ранних полуавтоматических трансмиссиях и автоматических трансмиссиях автомобилей. Насосное колесо гидромуфты связано с маховиком двигателя, а мощность передается от коленчатого вала двигателя. В некоторых случаях муфта является строго частью маховика. В этом случае гидродинамическую муфту еще называют гидродинамическим маховиком. Турбина соединена с входным валом трансмиссии. Жидкость циркулирует между насосным колесом и турбиной, так что крутящий момент передается от двигателя к трансмиссии, двигая автомобиль вперед. В этом отношении роль гидромуфты очень похожа на механическую муфту в механической коробке передач. Поскольку гидравлическая муфта не может изменять крутящий момент, она была заменена гидротрансформатором.
Тяжелая промышленность
Он может использоваться в металлургическом оборудовании, горном оборудовании, энергетическом оборудовании, химической промышленности и различном машиностроительном оборудовании.

Особенности:
Гидравлическая муфта представляет собой гибкое передаточное устройство. По сравнению с обычным механическим передаточным устройством, оно имеет множество уникальных характеристик: оно может устранять удары и вибрацию; выходная скорость ниже входной, и разница в скорости между двумя валами увеличивается с увеличением нагрузки; характеристики защиты от перегрузки и пусковые характеристики хорошие, входной вал все еще может вращаться, когда нагрузка слишком велика, и не приведет к повреждению силовой машины; когда нагрузка уменьшается, частота вращения выходного вала увеличивается до тех пор, пока не станет близкой к скорости входного вала, так что крутящий момент трансмиссии стремится к нулю. Эффективность передачи гидравлической муфты равна отношению скорости выходного вала к скорости входного вала. Как правило, высокий КПД может быть получен, когда передаточное число скорости вращения в нормальных рабочих условиях гидравлической муфты превышает 0.95. Характеристики гидромуфты различаются из-за разной формы рабочей камеры, крыльчатки насоса и турбины. Обычно он полагается на кожух для естественного рассеивания тепла и не требует системы подачи масла для внешнего охлаждения. Если масло из гидравлической муфты слито, муфта находится в отключенном состоянии и может действовать как муфта. Однако гидравлическая муфта также имеет недостатки, такие как низкий КПД и узкий диапазон КПД.