Гидромуфта представляет собой тип гидродинамической передачи, посредством которой реализуется передача крутящего момента с одного вала на другой. От гидротрансформатора это устройство отличается отсутствием реактора, а от обычных механических муфт – отсутствием жесткой связи между валом двигателя и ведомым валом. Основными элементами традиционной гидромуфты являются заключенные в корпус насосное и турбинное колеса с лопастями. Первое соединено с ведущим валом, а второе – с выходным (ведомым). Расположенные соосно рабочие органы гидравлической турбины и лопастного насоса, находясь в едином герметичном корпусе, предельно сближены друг с другом (но без соприкосновения). Во время вращения насосного колеса рабочая жидкость попадает прямо на лопатки турбинного колеса, сообщая ему вращающий момент.
В работе гидравлической муфты выделяют 3 состояния:
— состояние покоя;
— трогание с места;
— работа в номинальном режиме.
Изначально вся жидкость в корпусе муфты находится в полностью неподвижном состоянии. Второй этап – трогание с места. С повышением частоты вращения вала двигателя насосное колесо увеличивает скорость рабочей жидкости, что приводит к созданию циркулирующего потока. В это время круговой поток начинает омывать турбинное лопастное колесо, заставляя его вращаться. Для изменения крутящего момента муфта может быть оборудована специальными камерами (кольцевая камера или камера замедления). За счет небольшой разницы между частотой вращения турбинного и насосного колес в гидромуфте устанавливается постоянный циркулирующий поток. При номинальном режиме осуществляется передача крутящего момента, необходимого для работы того или иного оборудования. Выбор типа муфты напрямую зависит от мощности и числа оборотов приводного двигателя. Зная эти две характеристики силового агрегата, можно ориентировочно подобрать муфту требуемого размера, воспользовавшись специальной диаграммой мощности.
Турбомуфта типа Т представляет собой базовую конструкцию муфты с постоянным наполнением. Эта муфта состоит из корпуса, насосного и турбинного колес. За счет установки дополнительных элементов в базовую конструкцию становится возможным создание других разновидностей гидромуфт. С целью компенсации небольших неточностей, допускаемых при установке, для соединения турбомуфты с валом приводного двигателя используется эластичная соединительная муфта. Устройства данного типа, как правило, применяются при необходимости гашения колебаний, защиты машины и двигателя от возможных перегрузок, а также в обычных приводах, для которых характерен низкий диапазон мощности.
Гидравлическая муфта типа DT включает в себя пару рабочих контуров, которые действуют параллельно. Такие гидродинамические передачи находят применение в конструкциях роторных экскаваторов, разминально-месильных машин и черпаковых подъемников. На наружном колесе турбомуфты типа TV располагается камера замедления, которая при остановке заполняется (не целиком) жидкостью. Благодаря временному уменьшению объема жидкости в рабочем контуре во время процесса пуска осуществляется передача крутящего момента меньшей величины. Таким образом, запуск машины происходит без нагрузки. Через некоторое время, с разгоном двигателя, жидкость, находящаяся в камере замедления, перемещается в рабочее пространство, так что способность передачи максимальной мощности никуда не исчезает.
Иногда, если есть такая необходимость, пусковой момент турбомуфты уменьшают путем установки увеличенной камеры замедления (тип TVV), за счет чего ускорение машины становится более мягким. Кроме того, дополнительное воздействие на работу камеры замедления можно оказать при помощи вентиля центробежного регулирования (турбомуфты типа TVF) либо гидродинамическим обратным наполнением, реализованным в муфтах типа TVY. Такие муфты используются в ленточных транспортерах, барабанных мельницах, центрифугах и т.д.
Турбомуфта типа TVVS включает в себя кольцевую камеру, являющуюся дополнением увеличенной камеры замедления. Дополнительный объем приемного пространства внутри муфты делает возможным дальнейшее уменьшение величины пускового момента. В процессе пуска при первых оборотах наружных элементов гидромуфты происходит заполнение внешних приемных пространств жидкостью из рабочего пространства. Таким образом, объем заполняющей жидкости становится гораздо меньше, что, само собой, приводит к уменьшению передаваемого крутящего момента (если сравнивать с муфтами, которые не имеют кольцевой камеры). Существуют и другие типы гидромуфт (например, турбомуфты, к которым можно подсоединить шкив клиноременной передачи).
Гидравлические муфты имеют целый ряд преимуществ:
— плавный, рагруженный запуск;
— снижение энергопотребления во время пуска, достигаемое за счет запуска двигателя с минимальной нагрузкой;
— защита двигателя, а также вращающихся деталей оборудования от перегрузок в случае блокировок;
— возможность применения недорогих электродвигателей с короткозамкнутым ротором (без использования какой-то специальной пусковой аппаратуры);
— ограничение величины крутящего момента во время пуска;
— долговечность и надежная защита от перегрузок, достигаемая благодаря отлаженной работе жидкостной кинематической цепи;
— простота и относительная дешевизна технического обслуживания;
— эффективное демпфирование (обеспечивается жидкостной связью насосного колеса и турбины) крутильных колебаний и вибраций, неизменно сопутствующих функционированию машины;
— возможность реализации многочисленных запусков;
— выравнивание в автоматическом режиме нагрузок, возникающих при эксплуатации двух- или многомоторных приводов.
Благодаря плавному разгону машины с большой величиной момента инерции вращающихся элементов становится целесообразным применение гидромуфт в центрифугах, дисковых и молотковых дробилках, сепараторах, шаровых мельницах, транспортерах, отличающихся большой длиной, вентиляторах и т.п. Итогом установки гидравлической муфты в названных машинах становится замена имеющих сложную конструкцию электродвигателей с фазным ротором на более простые короткозамкнутые агрегаты. Равномерность распределения нагрузки (приводящая к повышению компактности привода, уменьшению пускового тока, достижению плавности пуска и повышению срока эксплуатации двигателей) при использовании привода, включающего в себя несколько двигателей, применяется в ленточных и цепных скребковых конвейерах, барабанных сушилках, 2-хроторных дробилках.
Такое достоинство гидродинамических передач, как гашение колебаний, поспособствовало их применению в конструкциях роторных экскаваторов, конусных и щековых дробилок, поршневых насосов, грохотов и др. За счет демпфирования колебаний достигается существенное сокращение поломок различных узлов. Это обусловлено снижением усталостных напряжений в деталях. Защита от перегрузок при запуске и в процессе торможения не только обеспечивает устойчивую работу оборудования, но и уменьшает количество простоев на ремонт (соответственно, и расход запасных частей), увеличивает срок службы как отдельных узлов привода, так и машины в целом. Данное положительное свойство гидромуфт нашло применение в машинах, обладающих большими маховыми массами, и оборудовании, запуск которого производится под нагрузкой. К первой категории относятся мельницы, вентиляторы и центрифуги, а ко второй – скреперные лебедки, горные машины, скребковые конвейеры и т.п. Таким образом, включение гидромуфты в состав силового привода обеспечивает значительную оптимизацию его характеристик (как статических, так и динамических), а это оказывает неоценимую помощь в увеличении эксплуатационной надежности оборудования.
Источник: http://len-stal.ru/katalog/gruzopodemnoe-oborudovanie/lebedki/
