ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ МУФТЫ



Предыдущая | Следующая

 

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ МУФТЫ Гидромуфта, изобретённая до Второй мировой войны, состоит из трёх компонентов: насос, турбина и корпус. Насос и турбина имеют внутренние лопасти, а корпус содержит в себе рабочую жидкость.
Работу гидромуфты можно кратко описать следующим образом: насос, присоединённый к двигателю, передаёт механическую энергию жидкости; жидкость передаёт кинетическую энергию турбине; турбина передаёт механическую энергию потребителю.
С учетом этого, любая передача энергии сопровождается потерями, по закону сохранения энергии потери энергии переходят в тепло.
Особенность гидромуфты состоит в том, что потери энергии влияют на снижение частоты вращения выходного вала и не снижают крутящий момент — гидромуфта всегда передаёт крутящий момент с отношением 1:1. Следовательно, крутящий момент, необходимый для потребителя передается гидромуфтой в пределах диапазона значений крутящего момента двигателя.
Как было сказано выше, неизбежные потери энергии в системе снижают частоту вращения выходного вала по сравнению с входным валом. Это различие обычно составляет около 2 %. Так как мощность определяется как крутящий момент Х об/мин, 2 % потерь переходят в тепло, приводя к повышению температуры рабочей жидкости. По этой причине внешняя часть гидромуфты покрыта охлаждающими рёбрами, способствующими рассеиванию тепла.
Важно, чтобы не возникало ошибочное мнение, что гидромуфта из-за проскальзывания, требует большего потребления энергии от двигателя. Бесспорно лишь то, что гидромуфта будет снижать частоту оборотов выходного вала на величину проскальзывания.
Для того чтобы лучше понять этот феномен, выполним простой расчёт применительно к потребителю с постоянным крутящим моментом (линейная мощность), такому как ленточный конвейер.
Для удобства мы будем использовать двигатель с частотой вращения 1000 об/мин и мощностью 100 кВт.
ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР Скорость конвейера составляет 98 % от частоты вращения входного вала, т. е. 980 об/мин из-за проскальзывания, но крутящий момент остаётся постоянным. Следовательно, передаётся 100 % крутящий момент, и потребляемая мощность будет составлять 98 % или 98 кВт. Двигатель должен передавать 98 % момента плюс 2 % потерь затраченных на образование тепла за счёт проскальзывания, что всего составляет 100 %-ный или 100 кВт.
Другими словами, двигателю не требуется передавать больший крутящий момент по сравнению с условиями его эксплуатации без гидромуфты.
Так что неправда, что при установке гидромуфты энергии потребляется больше, по крайней мере, если частота вращения выходного вала не повышается за счёт передаточного отношения шкивов до частоты вращения входного вала.
ГИДРОМУФТЫ С ПОСТОЯННЫМ НАПОЛНЕНИЕМ Этот тип муфты имеет полость с жидкостью, количество которой не изменяется во время работы. Это означает, что когда гидромуфта заполнена необходимым количеством жидкости, то это количество невозможно изменить, не останавливая работу агрегата. Для того чтобы обеспечить гидромуфте возможность изменять свою пропускную способность на пиках ускорения, в ней установлены такие системы, как камера задержки, лопатки и дефлекторы с изменяемой геометрией. Кроме того, в гидромуфту встроены другие системы защиты, такие как предохранительные заглушки, аварийный индикатор для предохранительных заглушек, бесконтактные датчики температуры и скорости, чтобы обеспечить дополнительную безопасность для трансмиссии. С развитием технологии благодаря улучшенным испытаниям и применению более совершенного электронного оборудования сейчас не представляет труда обеспечить необходимую производительность гидромуфты в любой области применения. Следует упомянуть, что все важные характеристики, такие как потребляемый двигателем ток, скорость вращения, используемая потребителем мощность и температура гидромуфты легко поддаются проверке во время полевых испытаний, что не всегда можно проверить с помощью электронных систем, как например, устройства плавного пуска или инверторы.
Например, в определённых областях применения электродвигателя пусковой ток может быть ограничен 120 %, что указано на заводской табличке с характеристиками двигателя. Такой результат позволяет производителям других компонентов трансмиссии, таких как зубчатые редукторы или приводные ремни и даже производителям двигателей снижать эксплуатационный коэффициент их продукции, что является очевидными преимуществами.
Областей применения для использования гидромуфты очень много, включая диапазоны мощностей начиная с нескольких и заканчивая тысячами киловатт.
В настоящее время основное отличие гидромуфт разных производителей зависит от качества компонентов, которые соединяют гидромуфту с двигателем и потребителем.
Современная технология позволяет производить муфты со средним сроком службы около 10 лет. Гидромуфта является компонентом, который практически не требует технического обслуживания и отличается простотой эксплуатации.
Гидромуфта находит своё применение в ленточных конвейерах, мельницах, мешалках, насосах, компрессорах, грузоподъёмных кранах, судовых агрегатах и т. д.
ГИДРОМУФТА С ПЕРЕМЕННЫМ НАПОЛНЕНИЕМ В этом типе гидромуфты можно менять количество жидкости при помощи внешних устройств. При изменении объёма рабочей жидкости и вследствие этого изменении крутящего момента, который может передавать гидромуфта, будет изменяться и скорость вращения потребителя. Управление количеством рабочей жидкости может осуществляться во время запуска или стабильной работы. Это изменение во время запуска позволяет осуществлять постепенное ускорение, которое может точно регулироваться. При необходимости рабочую жидкость можно полностью слить из гидромуфты для присоединения или отсоединения нагрузки, что невозможно при использовании гидромуфты с постоянным наполнением.
Мощность, передаваемая при использовании этого типа муфты выше, чем при использовании муфты с постоянным наполнением благодаря внешней системе охлаждения. Мощность больше не ограничена собственным охлаждением муфты, и снижена чувствительность к температуре окружающей среды. С учётом этого муфта может применяться во взрывоопасной среде, такой как шахты, теплоэлектростанции или химические заводы.
При использовании муфты такого же размера, как муфта с постоянным наполнением, в качестве устройства плавного пуска могут быть достигнуты намного лучшие характеристики и более высокая мощность. Что касается потребляемого тока во время пуска, при использовании этого типа муфты имеется возможность ограничивать ток согласно указаниям на заводской табличке.
В вентиляторах, центробежных насосах, мельницах и судовых силовых установках гидромуфта может быть использована для изменения скорости вращения.
Следовательно, гидромуфта с переменным наполнением может использоваться как устройство плавного пуска, демпфер вибраций, ограничитель крутящего момента, сцепление и устройство для изменения скорости вращения.
Отметим, что гидромуфты фабрики Transfluid имеют разрешение Ростехнадзора России на применение в подземных условиях.

/*/

можно подумать другие гидромуфты не имеют всех сопроодительных лицензий и документов.