1 Тема роботи: Випробування гідродинамічної муфти (гідромуфти).
2 Мета роботи: Отримання практичних навичок при випробуванні гідродинамічної муфти (гідромуфти).
3 Опис робочого місця: Гідродинамічна муфта (гідромуфта).
4 Теоретичний матеріал:
Гідромуфта призначена для передачі механічній енергії (крутильного моменту) від двигуна до механізму і є гранично зближеними в одному корпусі насосне і турбінне колеса.
У гідромуфті передача енергії від насосного колеса до турбінного відбувається за допомогою рідини (мінеральні мастила, вода), що заповнює внутрішню її порожнину, причому на всіх режимах роботи гідромуфти крутильні моменти на насосному і турбінному валах рівні.
Гідромуфта застосовується в багатьох машинах і механізмах при необхідності:
1) регулювання числа обертів приводів (вентиляторів, турбоповітродувок, живильних насосів котельних агрегатів, в шахтно-підйомних машинах і ін.);
2) розгону великих махових коліс (при запуску газових турбін, для розвороту та розгону ротора вертольота, в тепловозах);
|
|
3) підсумовування потужностей і реверсі (у суднових установках).
Випробування гідромуфти проводять з метою визначення її дійсної зовнішньої характеристики, яка є залежністю крутильного моменту М і коефіцієнта корисної дії від передавального відношення і або від числа обертів веденого (турбінного) валу, або від ковзання гідромуфти при постійних обертах провідного (насосного) валу .
Зовнішня характеристика гідромуфти може бути представлена в розмірному, в приведеному вигляді при = соnst і як універсальна (рис.7.1) при ¹const.
Приведена характеристика є перерахунком розмірної характеристики по наступних залежностях. Коефіцієнт моменту
, (7.1)
де - коефіцієнт подібності крутних моментів, с2/м;
- крутний момент ведучого вала;
- питома вага робочої рідини кг/м3;
- число обертів ведучого вала;
- активний діаметр гідромуфти, м.
Ковзання гідромуфти
, (7.2)
де - передавальне відношення.
Рисунок 7.1 - Зовнішня характеристика гідромуфти при повному і частковому її наповненні
ККД гідромуфти при постійному числі обертів насосного валу змінюється приблизно по прямій лінії, оскільки
, (7.3)
Гідромуфта передає енергію від двигуна до механізму при повному і при частковому наповненні. Відповідні характеристики гідромуфти представлені на (рис.7.2.). На деяких режимах частково заповнена гідромуфта працює нестійко.
Рисунок 7.2 - Характеристика гідромуфти
а б в г
Рисунок 7.3 – Зони нестійких режимів роботи гідромуфти
На рис. 7.3 штрихуванням виділені зони нестійких режимів роботи гідромуфти. На цих режимах відбуваються коливання моменту і швидкості турбінного валу.
|
|
Пояснюється це тим, що при частковому наповненні рідина в гідромуфті може рухатися на великому радіусі (рис. 7.3 а, б, в) і на його мінімальному радіусі (рис. 7.3 г).
У даній роботі знімається характеристика гідромуфти при =соnst при трьох-п'яти наповненнях і проводиться візуальне спостереження за характером течії рідини при різних ковзаннях.
5 Хід виконання роботи:
5.1 Знайомство зі схемою експериментальної установки.
Рисунок 7.4 – Експериментальна установка
Установка (рис.7.4) складається з: приводного електродвигуна 1 постійного струму потужністю N=6,8 кВт з максимальним числом обертів =1460 об/хв, прозорої гідромуфти 2 з активним діаметром =0,2 м механічного гальма 3 з важелем 4, вагою 5,6, пульта управління 7, стробоскопа 8.
Вимірювальними приладами є: тахометри 9 і 10 (на пульті управління) для виміру оборотів (насосного) і (турбінного) валів, ваги 5 для виміру крутильного моменту.
Перед запуском перевіряється ступінь заповнення рідиною робочої порожнини гідромуфти q заміряється свідчення вагів Ро.
Запуск здійснюється при малих , які поступово підвищуються до робочих при повністю звільненому гальмі, оскільки при цьому потужність,що передається гідромуфтою, найменша.
Зміна режиму роботи гідромуфти (зміна моменту і числа обертів турбінного валу) здійснюється за допомогою механічного гальма. Всього знімають 8-10 вимірів, починаючи з розрахункового режиму (відповідає 2-3% ковзань), до режиму загальмованої турбіни (відповідає 100% ковзанню).
На кожному режимі заміряють обороти і тахометрами і навантаження Р в кг вагами і записують в протокол випробувань.
Для візуального спостереження за характером течії рідини в проточній порожнині гідромуфти при її частковому наповненні використовується стробоскоп, підсвічування яким робить видимою форму руху потоку.
У гідромуфті крутильні моменти на насосному і турбінних валах практично однакові на всіх режимах її роботи, тому досить заміряти момент на одному з валів.
Моментом тертя в підшипниках і сальниках із-за невеликої величини нехтуємо.
Виміряний крутильний момент дорівнює:
, (7.4)
де - довжина важеля, дорівнює 0,5 м;
- початкове свідчення вагів.
При зміні навантаження на турбінному валу і у зв'язку з коливаннями напруги в загальній електромережі оберти насосного валу можуть дещо змінюватися.
Характеристика гідромуфти будується при =соnst, по цьому необхідно заміряні величини привести до однакових постійних обертів :
, (7.5)
Результати вимірювань та розрахунків заносимо в протокол випробувань (табл. 7.1)
Таблиця 7.1 - Протокол випробування гідромуфти
=1000 об/хв, q =, Р0 =.
№ п/п | ||||||||
7.2 Побудування зовнішньої характеристики гідромуфти при повному і частковому її наповненні: М=f(i) і =f(i) або М=f(s) і =f(s) при п1=соnst (рис.7.1)|.
Питання до захисту:
Пристрій|устрій| і принцип роботи гідромуфти.
Відповідь