液体粘性调速离合器工作特性分析

液体粘性调速离合器

现代商贸工业

No.15

,2010

ModernBusinessTradeIndustry

2010年第15期

液体粘性调速离合器工作特性分析

樊广成

(介休市汾西矿业集团机电处,山西介休032000)

摘　要:液体粘性调速离合器是一种基于液体粘性传动的新型离合器,在我国煤矿得到了广泛的应用。阐述了液体粘性调速离合器的工作原理,并给出了传递转矩的理论计算公式,并进行了工作特性分析。

关键词:液体粘性调速离合器;转矩计算;工作特性中图分类号:TB　　　　　　　　文献标识码

:A　　　　　　　　文章编号:167223198(2010)1520367202

0　前言

液体粘性传动是上世纪70年代中期发展起来的一种新型流体传动形式。此传动形式利用存在于主、从动摩擦片之间油膜的粘性剪切作用力来传递动力

,能够实现主、从动轴之间的无级调速和同步运行,行过载保护。

满载平稳启动,,技术要求,提高矿用绞车和带式输送机的可靠性和使用寿命。随着我国煤炭事业的发展,液体粘性调速离合器在煤矿生产中得到了广泛的应用。本文为此介绍了液体粘性离合器(以下简称为液粘离合器)的工作原理,并对其工作特性分析进行了分析。

分、控制系统执行元件部分、润滑密封部分和支承部分。其1所示,分,,1　液粘离合器的工作原理

1.1　液粘离合器的组成

离合器主要有五大部分组成,包括主动部分、被动部

q

图1　液粘离合器结构示意图

1.2　液粘离合器的工作原理

液体粘性传动是基于牛顿内摩擦定律的,即如图2所示的两相对运动平板间单位面积上的油膜剪切力F,与液体

l0t=

(j)

j=1

∑(ω

(j)

j)l0t)(2)

ω只取决于方法的不同。对各方法优劣的是根据其对相似日的虚拟预测结果判断,即根据历史相似日虚拟预测的误差来确定权重,也就是求解下述优化问题:

n

T

多元回归法,神经网络方法,灰色预测方法方法对在2006年11月某日的负荷进行预测,得各种方法及用本文的综合优化组合方法结果如下:

表2　预测结果

多元回归

预测结果

0.9372

mine=

ω

(j)

i=1

∑∑(l

t=1

it

-

ω∑

(j)

j)2

lit)

神经网络预测结果

0.9442

灰色预测结果

0.9132

优化模型预测结果

0.9621

q

st

j=1

ω∑

(j)

=1

(3)

6　结束语

基于相似日的短期负荷预测模型优化模型可以很好的

分辨天气突变情况下各模型的优劣,从而提高整体预测精度,非常适用于对气象因素较为敏感的地方电网。相似日的选取方法有很多种,各地区可根据当地负荷特性采用不同的相似日选取方法,不管采用何种选取相似日的方法,选取到的相似日气象与日类型条件越接近待预测日,利用相似日进行模型优化的效果会越好。此外,文章用的是对全天各点取相同的权重的方法,如果具备分时段的气象数据或实时气象数据,也可对全天各点取不同的权重,得到的综合优化模型理论上效果应该更好。参考文献

ω

(j)

≥0

图3　预测结果

将追求对相似日虚拟预测残差平方和的最小化所得的

ω带入(2)式,即得优化后得待预测日负荷曲线。

(j)

5　算例

用广西某地方电网的实际数据作为算例,分别采用了

[1]牛东晓,曹树华等.电力负荷预测技术及其应用[M].北京:中国

电力出版社,1998.

[2]莫维仁等.短期负荷预测中选择相似日的探讨[J].清华大学学报

(自然科学版),2004,(1):37239.

[3]张芳明,李俊周,毛弋.基于相似日权重的电力系统扩展短期负荷

预测[J].电力系统保护与控制,2009,(10):21224.

作者简介:樊广成,工学学士,高级工程师,长期从事煤矿大型(固定)设备的维护保养及技术改造工作。

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的动力粘度及平板间的相对速度v成正比,与油膜厚度δ成反比。

图2　牛顿液体的内摩擦

在实际应用中,液粘离合器的输入轴通常与电动机相

连,输入转速可视为常量,输出轴与负载相连,输出转速为变量。启动开始阶段,在弹簧作用下,主、副摩擦片打开,主动轴转动,被动轴无转动。启动过程中,在控制系统压力油的作用下,被动摩擦片逐渐接近主动摩擦片,输出轴逐渐被带动,直至主、副摩擦片完全结合,实现了软启动。同理,逐渐降低控制系统压力,主、副摩擦片可逐渐打开,实现软停车的功能。

2　2.1　:

(1)同步工况:,主、被动摩擦片处于完全结合状态,这时主、被动摩擦片同步转动,输出转矩达最大值。

(2)脱离工况:当压紧力较小,主、被动摩擦片完全脱开,输出转速接近于零。

(3)调速工况:当压紧力一定情况下,主、被动摩擦片之间形成一定的间隙(即油膜厚度适中,输出轴转速低于输入轴转速)。此时由于摩擦间存在相对滑动,从而产生较大的热量,必须由冷却油带走。2.2　传动转矩的计算

如图3所示,主、从动摩擦片以ω1和ω2转动,间距为h,在接合半径r处圆环宽度dr微小面积上靠液体剪切力传

πrdr,则积分可求得单个摩擦片上传递递的转矩为dM0=τ2

的转矩值M0:

R

44(1)τr2dr=M0=2π

r2h

下,输出/输入转速比与实际输出的转矩成线形关系。在输

出/输入转速比一定的情况下,转矩与主、副摩擦片间的间隙成反比关系。2.3　调速特性及效率分析

液粘调速离合器是通过改变摩擦片间间隙h的大小使Δω变化来实现调速的,由式(2)可知,调速器传递的转矩M

ω、与转速差Δ摩擦片间隙h相关,所以负载的负荷特性直接

影响离合器的调速特性。将式(2)进一步变换,可得到离合器的传动比为:

(3)i21==12

πμ(D4-d4)n1n1Z

(1)M为常数。从式(3)可看出,当M一定时,传动比与h间成线性关系,i21随h,当h=2μ(44时,,输出

。

ωωN11=常数,输出功率N2=M 2

ωωi21,求出损失功率N0=N1-N2=M 1 1(1-i21)。当i21=0时,损失功率最大;当i21=1时,损失功率最小。

(2)M与转速成线性关系。设M=c ω2+e,,c和e均为可根据不同控制策略设定的不变常量。则可求出传动比为:

ω4444i21==[-]/[c+]

ωω16h16h21

(5)

显然,此时传动比与h成非线性关系。此时输入功率为:

2

ωωωωωN1=M 1=c2ω1+e1,输出功率N2=M2=c2+ωe2,损失功率N0=ω1[

i21=

2

ω1

+(c-

)i21-ci221],则可求出,当ω1

∫

-时,功率损失最大。ω22c1

液粘离合器的效率为:

η===i21

ωN1M 1

即调速离合器的效率等于传动比。

(6)

3　结语

(1)液粘调速器可以在较大范围内实现无级变速,在高速比、大负载时,可使主、从动摩擦片完全接合,即直接传动,传动效率最高,理论为1。

(2)液粘调速器的调速特性取决于负载与转速间关系。(3)可以实现在不同工况下工作,正向、反向均可使用,正向传动是调速器、反向传动为制动器。传动时,输入轴转矩与输出轴转矩恒等,但方向相反,即这种调速器没有变矩能力。

(4)液粘调速器传递扭矩的能力与摩擦片数目、有效接触面积成正比,与摩擦片的间距(即油膜厚度)成反比 …… 此处隐藏：1932字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……