Гидродинамическая муфта

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ р 1804929(22) Заявлено 260279 (21) 2729228/25-27с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовало 15.0281,Бюллетень Ж бДата опубликования описания 1502 В 1(51)М. Кл. Г 16 О 33/04 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий, ГИДРОДИ НАИН Ч ФТ сейнтраеднем машино- устройст яется сложные Недостатком ее условия эксплуатацЦель изобретени ловий эксплуатацииПоставленная це что лопатки турбин новлены на пальцах поворота и выполне деляемой соотношен- улучшение ус. - ,20 ь достигается теого колеса устас возможностьюы с массой, опреем тает следу Гидромуфта р образом. Через отверс се масло подает О муфты до полногие в насосном коле я в полость гидро- ее заполнения и- окружноепатки в г Изобретение относится кстроению и в частности квам для передачи вращения.Известна гидродинамическая муфта содержащая расположенные в корпусе насосное и турбинное колеса11.Недостатком ее является отсутствие регулировки положения лопатокНаиболее близким к изобретению п 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 ( 21. Я СОЕКсилие одной лоеднем положении; В - радиус расположения олопаток,У - окружная скорость цетяжести логаток в срположении;О - угол между плоскостью лопаток и радиальной линией,соединяющей центр тяжестиее с осью вращения муфты.На Фиг. 1 показана гидродинамическая муфта, продольный разрез; нафиг. 2 - вид А на Фиг. 1; на фиг. 3схема сил, приложенных к лопатке.Гидромуфта содержит насосное ко 15 лесо 1, соединенный с ним корпус 2,образующие полость гидромуфты, тур-бинное колесо, состоящее из вала 3и пальцев 4, закрегленных на валутурбинного колеса и расположенныхпараллельно оси вращения гидромуфты,На этих осях свободно установленылопатки 5, Полость гидромуфты уплотняется щелевчм уплотнением, составленным из деталей 3 (вал) и б (крыш 25создания 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 колеса под воздействием вращающегося 1 с кольца жидкости, сходящего с насосного колеса, отклонятся от радиального положения, сойдя с максимального радиуса, При этом уменьшится окружная проекция лопаток. При дальней О шем нагружении гидромуфты поворот лопаток и их складывание будет еще больше, что приведет к относительному уменьшению энергоемкости и увеличению скольжения в гидромуфте, т.е.гидро муфта 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)Р, что вы - брано конструктивно, момент, передаваемый гидромуфтой, уменьшится приблизительно в 7 0 5 = 5 9-3350,7+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 гидро- муфта 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).55Р - центробежнаясила, действиевующая на лопатку;Р - сила взаимодействия лопатгки с потоком жидкости вгидромуфте;Р - суммарная сила от центро- ОоЕбежного ускорения и воздействия потока;Р т, - проекция гидравлическойо 1 с Ьсилы Р на окружное направ 2ление; 65 Р - окружное усилие, передаваемое одной лопаткой, приведенное к оси лопатки;Р - радиус центра тяжести лоО,патки;Р - радиус расположения оси лопатки;Оу - угол между плоскостью лопатки н радиусом, проведенным из оси вращениягидромуфты через центр тяжести лопатки.В постановке вектора силы от взаимодействия лопатки с потоком принято небольшое допущение, легко реализуемое конструктивно, что эта силапроходит через центр тяжести лопатки.Гидродинамическая сила по своейприроде является нормальной силой,поэтому Р 2 перпендикулярна плоскостилопа ки, а сумма центробежной и гидравлической сил Р. будет направленавдоль плоскости лопатки, посколькулопатка может свободно поворачиватьсяотносительно своей оси. С учетом этого можно записать следующие соотношения:Гидравлическая сила (обеспечивается правильным выбором Р)РоМРС О 5 Оучдалее - = ьпс(, откудаРдРцрдрд .ц зпс ьпс 6 с 060усЧЦентробежная силаT = -Ц Я,Приравниваем выражение для Р,РупЬЩн 51 пб, с 05 О(откуда е. = увк т -- .впа сов(чИмев ввиду, что уоа т В,получимокончательноРвтк = РНе 5ПС( СО 5 Жчто 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 воздушномбаллоне, можно получить, что до 90- 95 давления баллон будет заряжаться с очень малым скольжением в гидро- муфте, а дозаправка на остальные 5- 10 будет происходит с повышающимся скольжением при ограничении муфтой передаваемого момента, причем с выходом на полное давление гидромуфта потеряет примерно до 50 скоростипо сравнению с ведущим валом. Это приведет к существенному повышению ресурса компрессора.Формула изобретенияГидродинамическая муфта, содержащая корпус и расположенные в нем насосное колесо и турбинное с лопатками, устань ленными 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:КЮ-. РУ Б ОК с 05 Кгде Р- окружное усилие одной лопатки в среднем положении;- радиус расположения осейлопаток;У - окружная скорость центратяжести лопаток в среднемположении;Х - угол между плоскостью лопатки и радиальной линией, соединяющей центр тяжести еес осью вращения муфты,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство ГССРР 559051, кл. Р 16 0 33/08, 1976.15 2. Гавриленко Б. А, и Минин В. АГидродинамические муфты, М., Оборонгиз, 1959, с,193, рис. 134 (прототип).804929 Составитель И. Яцуноведактор Н. Минко Техред Е.Гаврилешко Корректор Г. Назарова аз Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 0835/52 Тираж 1017 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушскПодписное омитета ССС открытий ая наб., д.