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文档简介
1、液粘调速离合器传递转矩计算与研究 【摘 要】本文阐述了液体粘性传动调速离合器的基本工作原理。对离合器的主要工作部件摩擦片进行了数学建模分析,得出两摩擦片间传动转矩的数学表达式,并得出影响传递转矩大小的主要因素。 【关键词】液粘调速离合器;传递转矩;摩擦片 液粘调速离合器是依据液体粘性传动而设计的一种调速装置,以其独特传动方式,优越的传动性能以及节能降耗的功效,越来越受到人们的关注。液粘调速离合器广泛应用在风机、水泵、带式输送机等大功率的重型设备上,节能降耗效果明显。 1 液粘调速离合器传动基本原理 液体粘性传动基于牛顿内摩擦定律,其工作原理如图1所示,在两个平行的平板间充满牛顿流体,形成厚度为
2、的油膜,下平板固定,上平板受到平行力f的作用,沿力的方向以速度v运动,粘附在上平板表面的流体将以速度v运动,由于液体粘性的作用,远离上平板的流体运动速度将逐渐减小,直至到下平板表面速度减小为零。 需要指出,转矩计算公式(6)是假设摩擦片为平面的情况下得出的,而实际的摩擦片上有不同形式油槽,油槽会减小有效的剪切作用面积和所传递的转矩。从公式中可以得到以下结论: (1)所传递的转矩t与摩擦副对数n成正比,因而可通过增加摩擦片数量来增加传动转矩的能力。但摩擦片数目过多,会增加轴向尺寸,同时最小输出转矩和最小输出转速都将增大。 (2)由于转矩与圆盘油膜有效作用外半径r2和内半径r1的四次方之差成正比,
3、故增加r2或者减小r1都能极大的增加液粘装置传递的转矩。但受到液体粘性传动装置径向尺寸和内部结构尺寸的限制,不能够随意的增加或减小r2和r1。 (3)工作油液的动力粘度越大,传递的转矩越大。但高粘度的工作油液会使润滑和控制系统的阻力加大,增加油泵的功率损耗和工作油液的发热。因此,宜采用粘度不高的汽轮机油或者液压油,同时采用强制循环冷却的方式使油温控制在合适的范围内,以减小温度变化对粘度的影响。 (4)转矩与两摩擦片的角速度差=1-2成正比,(下转第66页)(上接第50页)通常在使用中1为变量,2为变量。设液体粘性传动离合器输出转速与输入转速的比值为i,则=1-2=1(1-i)。在不同油膜厚度下
4、(1 (5)转矩与油膜厚度成反比,通过调节油膜厚度的大小可以改变转矩和转速。在不同角速度差下(4 3 结论 通过对液体粘性传动基本原理的分析可知,控制平板间的距离,就可以调节两平板间传递的剪切应力。对液粘调速离合器的摩擦进行数学建模可知,液粘调速离合器传递的转矩与摩擦副对数成正比;与圆盘油膜有效作用外半径r2和内半径r1的四次方之差成正比;与工作油液的动力粘度成正比;转矩与两摩擦片的角速度差=1-2成正比;与油膜厚度成反比。 【参考文献】 1邵威.液体粘性传动摩擦副的研究d.浙江:浙江大学,2005. 2张以都.液体粘性软启动过渡过程的研究j.机械科学与技术,2002,21(2):185-187 3张以都,张启先.液体粘性软启动装置的启动特性研究j.北京航空航天大学学报,2002,28(5):578
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