2.3.驱动与传动3
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当涡轮和泵轮转速相同时，两轮离心力 相等，油液沿循环圆流动停止，油液随工 作轮绕轴线作圆周运动,这时，偶合器不再 传递动力
2020/11/10
液力偶合器
2、液力偶合器的基本特性参数
1）泵的输入轮扭矩MB
泵轮扭矩MB 的计算式为：
式中， λB——泵轮扭矩系数，一般由试验求得； ρ——偶合器中液体的密度； D——偶合器循环圆直径； g——重力加速度；
1）传动时的功率损失较大，效率较低。 2）需要一些附加设备，如冷却散热系统，压力补偿系统等，因而比机械
传动复杂，制成本较高。 3) 用于低速传动时，其结构尺寸过大，故一般只适用于高速传动。
总之，液力传动是一种优良的传动装置，在内燃机车、汽车、各种 军用车辆、工程机械和石油钻采机械等以内燃机为动力机的设备中，都 得到广泛的应用。
2020/11/10
液力偶合器
工作原理：
在泵轮、壳体围成的密闭空间内充满液体（前提）。泵轮在动力机带动下高速 旋转（功率输入），泵轮内的液体在离心力的作用下沿半径向外抛出，在泵轮 叶片构成的流道的引导下，沿泵轮出口流出（机－液），冲击涡轮叶片，推动 涡轮旋转（液－机）。然后在涡轮叶片构成的流道的引导下，进入泵轮入口。 依此不断循环，实现动力传递。从空间看，液体在循环圆内做空间螺旋管运动。
ZJ45L钻机
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
ZJ45J 钻机传动图
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
一、概述
1、 液力传动基本原理
柴油机输出轴带动离心泵叶轮旋转， 离心泵从液箱吸液，沿排液口高速排出， 高速流动的液体冲击涡轮叶片，使其旋 转，将能量经涡轮轴输出。
nB——泵轮转速。
2020/11/10
液力偶合器
2）涡轮的输出扭矩MT
以偶合器内液体为研究对象。当偶合器稳定运转时，液体在循环圆内做稳 定的空间螺旋管运动，其所受的合外力矩为0。
设：泵轮对液体的作用扭矩为MB，涡轮对液体的作用扭矩为MT’ ，
则：
MB + MT’ ＝ 0
若设：液体对涡轮的作用扭矩（即涡轮的输出扭矩）为MT ，
根据作用与反作用定理，可知，
MT ＝ — MT’
则：
MT ＝ MB
该式表明：偶合器的输入扭矩等于输出扭矩，即：只能等力矩地传递动力，
不能变Biblioteka Baidu。因此，偶合器也称 “液力联轴器”。
（设问：如何设计出可改变输出扭矩的液力耦合器，即液力变矩器）
2020/11/10
液力偶合器
3）偶合器的传动效率η及传动比 ί
综合式液力变矩器 据以工自况由的转不动同。，当输固出定力时矩，可其以是大液于、
等力于变、矩小器于；输当入自力由矩转。动时，就是
液力偶合器。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
二、液力偶合器
1、基本组成和工作原理 基本组成：
1-输入轴（功率输入） 2 -泵轮（将机械能转化为液压能） 3-涡轮（将液压能转化为机械能） 4-输出轴、（功率输出） 5.泵轮壳、(提供密闭空间)
2) 能吸振、隔振。它可以消防来自柴油机的扭转振动和来自工作机 的动载影响，大大提高了从动力机到工作机有关设备的使用寿命。
3) 可以防止过载，对柴油机和工作机起保护作用，不会使柴油机憋 灭火。
4）能在运转和负载条件下挂档，操纵方便，易于实现自动化。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
2、液力传动的缺点
2020/11/10
液力偶合器
3、偶合器的特性曲线
1）偶合器的输入特性曲线 输入特性曲线：泵轮扭矩MB与泵轮转速nB之间的关系曲线。
由前面泵轮扭矩计算式知
从式可以看出， MB与 nB 的平方成正比。当其他因素不 变时，为一条经过原点、开口 向上的抛物线。
2020/11/10
设：偶合器的输入转速（泵轮）为nB，输出转速（涡轮）为nT 则传动比为：
传动效率为：
a、液力耦合器的传动效率等于涡轮转速与泵轮转速之比； （一般液力耦合器正常工况的转速比在0.95以上时可获得较高的效率） b、涡轮的转速总是小于泵轮的转速。（所有的机械效率均小于1） c、两轴的转速差随载荷的增大而增加，即效率随载荷的增加而减小 d 、过载保护性能和起动性能好﹐载荷过大而停转时输入轴仍可转动﹐不致 造成动力机的损坏﹔当载荷减小时﹐输出轴转速增加直到接近於输入轴的转 速﹐使传递扭矩趋于零
钻井机械
第二章 钻机的驱动与传动
第三节 柴＋液驱动－机械传动钻机
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
主要内容
一、概述；
二、液力耦合器；
三、液力变矩器； 四、柴油机＋液力驱动－机械传动钻机
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
柴油机与液力传动元件（变矩器或偶合 器）相结合，便构成柴油机+变矩器或柴油机 +偶合器驱动，可称为柴油机+液力装置驱动。
最大的特点：柴油机输出轴与涡 轮轴没有机械连接，而是通过液体将 它们联系起来，实现了动力的传递。 这种依靠液体的动能实现动力传递的 方式称作液力传动。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
2、液力传动的优点
1）传动性能柔和。当负荷变化时，可以自动无级地调节速度，某些 液力传动装置还能改变输出扭矩，从而能充分利用动力机所配备的功 率。
2020/11/10
液力偶合器
可以用假想的钢球运 动来理解液力耦合器内 部流体的运动和功率传 递。
内部液体运动是圆周 运动与旋涡运动的合成。
2020/11/10
液力偶合器
涡轮旋转后，由于涡轮内的离心力对液 体环流的阻碍作用，使油液的绝对运动方 向有改变，此时，螺旋线拉长，如图所示。 涡轮与泵轮的转速差越大，液体的螺旋形 路线拉得越长。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
3、液力传动的类型
液力传动的类型
液力偶合器 液力变矩器
12、、液液力力偶变合矩器器 3液、液力综力偶合变合式矩器液器内力内部变部只矩除有器了两有个泵工轮作和轮涡：轮
泵外轮，综和还合涡有式轮固液。定力在不变工动矩作的器过导与程轮液中。力，工变它作矩只时能，等 值在器地输类传入似递力，力矩其矩变有，化泵不极轮能小、变的涡矩情轮。况和因下导此，轮也它。称能 “够但液根是力据，联负它轴载的器的导”变轮、化可改“以变液固输力定出联，力轴也矩节可。”根。
2020/11/10
液力偶合器
2、液力偶合器的基本特性参数
1）泵的输入轮扭矩MB
泵轮扭矩MB 的计算式为：
式中， λB——泵轮扭矩系数，一般由试验求得； ρ——偶合器中液体的密度； D——偶合器循环圆直径； g——重力加速度；
1）传动时的功率损失较大，效率较低。 2）需要一些附加设备，如冷却散热系统，压力补偿系统等，因而比机械
传动复杂，制成本较高。 3) 用于低速传动时，其结构尺寸过大，故一般只适用于高速传动。
总之，液力传动是一种优良的传动装置，在内燃机车、汽车、各种 军用车辆、工程机械和石油钻采机械等以内燃机为动力机的设备中，都 得到广泛的应用。
2020/11/10
液力偶合器
工作原理：
在泵轮、壳体围成的密闭空间内充满液体（前提）。泵轮在动力机带动下高速 旋转（功率输入），泵轮内的液体在离心力的作用下沿半径向外抛出，在泵轮 叶片构成的流道的引导下，沿泵轮出口流出（机－液），冲击涡轮叶片，推动 涡轮旋转（液－机）。然后在涡轮叶片构成的流道的引导下，进入泵轮入口。 依此不断循环，实现动力传递。从空间看，液体在循环圆内做空间螺旋管运动。
ZJ45L钻机
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
ZJ45J 钻机传动图
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
一、概述
1、 液力传动基本原理
柴油机输出轴带动离心泵叶轮旋转， 离心泵从液箱吸液，沿排液口高速排出， 高速流动的液体冲击涡轮叶片，使其旋 转，将能量经涡轮轴输出。
nB——泵轮转速。
2020/11/10
液力偶合器
2）涡轮的输出扭矩MT
以偶合器内液体为研究对象。当偶合器稳定运转时，液体在循环圆内做稳 定的空间螺旋管运动，其所受的合外力矩为0。
设：泵轮对液体的作用扭矩为MB，涡轮对液体的作用扭矩为MT’ ，
则：
MB + MT’ ＝ 0
若设：液体对涡轮的作用扭矩（即涡轮的输出扭矩）为MT ，
根据作用与反作用定理，可知，
MT ＝ — MT’
则：
MT ＝ MB
该式表明：偶合器的输入扭矩等于输出扭矩，即：只能等力矩地传递动力，
不能变Biblioteka Baidu。因此，偶合器也称 “液力联轴器”。
（设问：如何设计出可改变输出扭矩的液力耦合器，即液力变矩器）
2020/11/10
液力偶合器
3）偶合器的传动效率η及传动比 ί
综合式液力变矩器 据以工自况由的转不动同。，当输固出定力时矩，可其以是大液于、
等力于变、矩小器于；输当入自力由矩转。动时，就是
液力偶合器。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
二、液力偶合器
1、基本组成和工作原理 基本组成：
1-输入轴（功率输入） 2 -泵轮（将机械能转化为液压能） 3-涡轮（将液压能转化为机械能） 4-输出轴、（功率输出） 5.泵轮壳、(提供密闭空间)
2) 能吸振、隔振。它可以消防来自柴油机的扭转振动和来自工作机 的动载影响，大大提高了从动力机到工作机有关设备的使用寿命。
3) 可以防止过载，对柴油机和工作机起保护作用，不会使柴油机憋 灭火。
4）能在运转和负载条件下挂档，操纵方便，易于实现自动化。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
2、液力传动的缺点
2020/11/10
液力偶合器
3、偶合器的特性曲线
1）偶合器的输入特性曲线 输入特性曲线：泵轮扭矩MB与泵轮转速nB之间的关系曲线。
由前面泵轮扭矩计算式知
从式可以看出， MB与 nB 的平方成正比。当其他因素不 变时，为一条经过原点、开口 向上的抛物线。
2020/11/10
设：偶合器的输入转速（泵轮）为nB，输出转速（涡轮）为nT 则传动比为：
传动效率为：
a、液力耦合器的传动效率等于涡轮转速与泵轮转速之比； （一般液力耦合器正常工况的转速比在0.95以上时可获得较高的效率） b、涡轮的转速总是小于泵轮的转速。（所有的机械效率均小于1） c、两轴的转速差随载荷的增大而增加，即效率随载荷的增加而减小 d 、过载保护性能和起动性能好﹐载荷过大而停转时输入轴仍可转动﹐不致 造成动力机的损坏﹔当载荷减小时﹐输出轴转速增加直到接近於输入轴的转 速﹐使传递扭矩趋于零
钻井机械
第二章 钻机的驱动与传动
第三节 柴＋液驱动－机械传动钻机
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
主要内容
一、概述；
二、液力耦合器；
三、液力变矩器； 四、柴油机＋液力驱动－机械传动钻机
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
柴油机与液力传动元件（变矩器或偶合 器）相结合，便构成柴油机+变矩器或柴油机 +偶合器驱动，可称为柴油机+液力装置驱动。
最大的特点：柴油机输出轴与涡 轮轴没有机械连接，而是通过液体将 它们联系起来，实现了动力的传递。 这种依靠液体的动能实现动力传递的 方式称作液力传动。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
2、液力传动的优点
1）传动性能柔和。当负荷变化时，可以自动无级地调节速度，某些 液力传动装置还能改变输出扭矩，从而能充分利用动力机所配备的功 率。
2020/11/10
液力偶合器
可以用假想的钢球运 动来理解液力耦合器内 部流体的运动和功率传 递。
内部液体运动是圆周 运动与旋涡运动的合成。
2020/11/10
液力偶合器
涡轮旋转后，由于涡轮内的离心力对液 体环流的阻碍作用，使油液的绝对运动方 向有改变，此时，螺旋线拉长，如图所示。 涡轮与泵轮的转速差越大，液体的螺旋形 路线拉得越长。
2020/11/10
柴+液力驱动—机械传动
3、液力传动的类型
液力传动的类型
液力偶合器 液力变矩器
12、、液液力力偶变合矩器器 3液、液力综力偶合变合式矩器液器内力内部变部只矩除有器了两有个泵工轮作和轮涡：轮
泵外轮，综和还合涡有式轮固液。定力在不变工动矩作的器过导与程轮液中。力，工变它作矩只时能，等 值在器地输类传入似递力，力矩其矩变有，化泵不极轮能小、变的涡矩情轮。况和因下导此，轮也它。称能 “够但液根是力据，联负它轴载的器的导”变轮、化可改“以变液固输力定出联，力轴也矩节可。”根。