SU742647A1 - Hydrodynamic clutch - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в энергетических установках дл  передачи мощности с ведущего вала на ведомый.The invention relates to mechanical engineering and can be used in power plants for transferring power from a drive shaft to a driven shaft.

Известна гидродинамическа  муфта, содержаща  ведущий и ведомый валы, установленные в опорах корпусов, а так же смонтированные соответственно на ведущем и ведомом валах насосное и турбинное колеса, имеющие рабочие лопатки с входными и выходными кромками, расположенными вдоль валов 1 .The hydrodynamic coupling is known, containing the drive and driven shafts installed in the hull supports, as well as pumping and turbine wheels mounted on the drive and driven shafts, respectively, which have blades with inlet and outlet edges along the shafts 1.

Недостатком такой конструкщш  вл етс  то, что турбинное колесо не имеет возможности во врем  работы изменить свое угловое положение относительно насосного колеса и поэтому в такой гидромуфте не представл етс  возможным передать энергию с ведущего вала на ведомый, угловое положение между которыми может измен тьс  во врем  работы.The disadvantage of this design is that the turbine wheel does not have the ability to change its angular position relative to the impeller during operation and, therefore, in such a hydraulic clutch it is not possible to transfer energy from the drive shaft to the driven, the angular position between which can change .

Цель изобретени  - расщирение функциональных возможностей муфты путем обеспечени  изменени  углового положени  валов в процессе работы.The purpose of the invention is to extend the functionality of the coupling by providing a change in the angular position of the shafts during operation.

Поставленна  целк достигаетс  тем, что валы , св занные между собой посредством шарнирного соедннегащ, а выходна  кромка каждой лопатки насосного колеса и входна  кромка каждой лопатки турбинного колеса вьшолнены в виде дуг окружностей с центром, совпадающим с центром щарнирного соединени , причем радиус входной кромки турбинного колеса и ее длина вьшолнены большими радиуса и длины выходной кромки насосного колеса .The target is achieved by the fact that the shafts are interconnected by means of a hinge connection, and the output edge of each impeller blade and the input edge of each turbine blade are filled in the form of arcs of circles with the center coinciding with the center of the joint joint, and the radius of the input edge of the turbine wheel and its length is made large radius and length of the output edge of the pump wheel.

Входна  кромка каждой лопатки турбинного колеса снабжена дополнительными участками , сопр женными с участком, выполненным по дуге окружности и охватьтающими соответствующую лопатку насосного колеса.The entrance edge of each blade of a turbine wheel is provided with additional sections mated with a section made along an arc of a circle and covering the corresponding blade of the impeller wheel.

Шарнирное соединение ведущего и ведомого валов вьшолнено в виде центрирующей шаровой опоры, закрепленной на одном валу, и сферического подп тника, закрепленного на другом валу с возможностью взаимодействи  с шаровой опорой.The hinge connection of the drive and driven shafts is made in the form of a centering ball bearing fixed on one shaft and a spherical hub mounted on another shaft with the possibility of interaction with the ball bearing.

На фиг. 1 схематически изображено устройство , в котором шарнирное соединение вьшолнено в виде центрирующей шаровой опоры, установленной на одном из валов; на фиг. 2 и 3 - варианты вьтолнени  насосного и турбинного колес; на фиг. 4 - схема устройства, в котором шарнирное соединение образовано корпусами насосного и турбинного колес; на фиг. 5 - поперечное сечение но А-А на фиг. 4 на фиг. 6 - вариант шарнирного соединени  корпусов насосного и турбинного колес с промежуточным кольцом.FIG. 1 schematically shows a device in which a hinge joint is made in the form of a centering ball mounted on one of the shafts; in fig. 2 and 3 - variants of pump and turbine wheels; in fig. 4 is a diagram of the device in which the hinge connection is formed by the housings of the pump and turbine wheels; in fig. 5 is a cross section of A-A in FIG. 4 in FIG. 6 shows a variant of the articulation of the housings of the pump and turbine wheels with an intermediate ring.

В подшипниковых опорах 1 и 2 корпуса насосного колеса 3 установлен ведущий вал 4, на котором жестко закреплено насосное колесо 5, вьшолненное двзошолостным с радиальными лопатками 6 и 7. Выходные кромки 8 и 9 лопаток насосного колеса 6 и 7 расположены вдоль оси его вращени . В подшипниковых опорах 10 и И корпуса турбшшого колеса 12 установлен вал 13, на котором жестко закреплено турбинное колесо 14. Ведущий 4 и ведомый 13 валы сцентрированы между собо при их относительном повороте с помощью центрирующей шаровой опоры 15. В качестве центрирующей опоры 15 может быть также применен несиловой кардан.In the bearing supports 1 and 2 of the impeller case 3, a drive shaft 4 is mounted on which the impeller wheel 5 is rigidly fixed, which is carved double-hipped with radial blades 6 and 7. The output edges 8 and 9 of the blades of the pump wheel 6 and 7 are located along the axis of its rotation. In the bearings 10 and I of the housing of the turbine wheel 12, a shaft 13 is mounted, on which the turbine wheel 14 is rigidly fixed. The driving 4 and the driven 13 shafts are centered during their relative rotation with the help of the centering ball 15. As a centering support 15 applied non-force cardan.

Рабочие лопатки 16 турбинного колеса 14 выполнены охватывающими лопатки 6 и 7 насосного колеса 5 и имеют осевую часть 17 и радиальные части 18 и 19. Входна  кромка 20 лопаток турбинного колеса расположена вдоль оси его вращени  и имеет форму дуги окружности , центр которой совпадает с центром шаровой опоры 15. Прот женность осевой части 17 лопаток колеса 14 больше, чем прот женность вдоль оси лопаток 6 и 7 насосного колеса 5.The rotor blades 16 of the turbine wheel 14 are made covering the blades 6 and 7 of the impeller wheel 5 and have an axial part 17 and radial parts 18 and 19. The entrance edge 20 of the blades of the turbine wheel is located along the axis of its rotation and has the shape of an arc of a circle bearings 15. The axial part of the 17 blade wheels 14 is larger than the length along the axis of the blades 6 and 7 of the impeller 5.

Корпуса насосного и турбинного колес 3 и 12 соединены упругой гофрированной крышкой 21, предотвращающей попадание посторонних частиц во внутрь гидромуфты. Герметизаци  рабочей полости гидромуфты осуществл етс  уплотнением 22, вьшолненным по шаровой поверхности, центр которой совпадает с центром шаровой опоры 15. Насосное и турбинное колеса согласно предлагаемому техническому решению могут иметь и другое вьшолненне. Насосное колесо 5 имеет две торовые полости 23 и 24, в которых расположены рабочие лопатки 6 и 7, а также безлопаточные каналы 25 и 26 (фиг. 2). Турбинное колесо 16 имеет осевые лопатки. Насосное колесо 5 вьшолнено в виде одной торовой полости 23, в которой расположены рабочие лопатки 6, занимающие все поперечное сече1ше торовой полости (фиг.З)The housings of the pump and turbine wheels 3 and 12 are connected by an elastic corrugated cover 21, which prevents the ingress of foreign particles into the inside of the hydraulic coupling. Sealing the working cavity of the fluid coupling is carried out by a seal 22, which is made along a spherical surface, the center of which coincides with the center of the ball support 15. The pumping and turbine wheels, according to the proposed technical solution, can also have other performance. The pumping wheel 5 has two torus cavities 23 and 24, in which the working vanes 6 and 7 are located, as well as bezlostatochnye channels 25 and 26 (Fig. 2). The turbine wheel 16 has axial vanes. The pump wheel 5 is made in the form of a single torus cavity 23, in which the working vanes 6 are located, which occupy the entire cross section of the torus cavity (Fig. 3)

Ш фиг. 4 и 5 изображено устройство, в котором поворот турбинного колеса 14 относительно насосного колеса 5 обеспечиваетс  с помощью шарниров 27 и 28, св зывающихW FIG. 4 and 5, an apparatus is shown in which the rotation of the turbine wheel 14 relative to the impeller wheel 5 is provided by means of hinges 27 and 28 connecting the

426474426474

между собой корпуса насосного и турбинного колес 3 и 12. Поворот рабочих колес в этом случае осуществл етс  в одной плоскости. Дл  обеспечени : возможности относительного поворота рабочих колес и в других плоскост х шарнирное соединение корпусов 3 и 12 может быть вьшолнено, как это показано на фиг. 6. Дл  этого между корпусами 3 и 12 устанавливаетс  промежуточное кольцо 29,between the body of the pump and turbine wheels 3 and 12. The rotation of the impellers in this case is carried out in the same plane. In order to ensure: the possibility of relative rotation of the impellers and in other planes, the hinged connection of the housings 3 and 12 can be accomplished, as shown in FIG. 6. For this, an intermediate ring 29 is installed between the housings 3 and 12,

JQ соединенное с корпусом насосного колеса 3 с помощью шарниров 30 и 31 и с корпусом турбинного колеса 12с помощью шарниров 32 и 33, причем оси вращени  шарниров 32 и 33 перпендикул рны оси вращени  шарниров 30JQ is connected to the body of the impeller 3 by means of hinges 30 and 31 and to the body of the turbine wheel 12 by means of hinges 32 and 33, and the axis of rotation of the hinges 32 and 33 are perpendicular to the axis of rotation of the hinges 30

5 И 31.5 and 31.

.Гидромуфта работает следующим образом. Насосное колесо 5, враща сь от двигател  (на чертеже не показан), сообщает жцдкости . движени  от центра к периферии и отбрасьша0 ет ее на лопатки турбинного колеса 14, отдава  ему и ведомому валу 13 энергию с ведущего вала 4. С турбинного колеса жидкость вновь поступает на лопатки насосного колеса и цикл повтор етс . Как и в обьгшых гвдро5 муфтах с соосным расположением ведзтцего и ведомого валов, 5кидкость в рабочих полост х гидромуфты может двигатьс  по малому кругу циркул ции (при больших передаточных отношени х) и по большему кругу циркул ции. Hydraulic coupling works as follows. The pumping wheel 5, rotating from the engine (not shown in the drawing), informs the truck. moving from the center to the periphery and throwing it onto the blades of the turbine wheel 14, giving it and the driven shaft 13 energy from the drive shaft 4. From the turbine wheel, the fluid returns to the blades of the impeller and the cycle repeats. As in the glandro5 couplings with a coaxial arrangement of the drive shaft and the driven shaft, 5-fold in the working cavities of the hydraulic coupling can move along a small circulation circle (with large gear ratios) and a large circulation circle

0 (при малых передаточных отношени х). При повороте турбинного колеса относительно насосного рабочий процесс гидромуфты существенно не измен етс , поскольку входна  кромка 20 лопаток турбинного колеса посто нно0 (for low gear ratios). When the turbine wheel is rotated relative to the pumping, the working process of the hydraulic clutch does not change significantly, since the input edge of the 20 blades of the turbine wheel is constantly

5 находитс  вблизи выходных кромок 8 и 9 насосного колеса 5.5 is located near the exit edges 8 and 9 of the impeller wheel 5.

Дополнительное поворотное движение ведомого вала, одновременно с его основным вращательным движением, обеспечивает предложен0 ной гидромуфте большие функциональные возможности , большую универсальность и, следовательно , более широкую область применени  по сравнению с известными гидромуфтами, в которых ведомый вал может совершать толь5 ко вращательное движение. Так, в частности, предложенна  гидромуфта может быть эффективно применена в приводе формирующего ролика моталки листового стана взамен карданного вала, значительно повысив тем самым надежность и долговечность привода моталкиThe additional rotary movement of the driven shaft, along with its main rotational movement, provides the hydraulic coupling with a large functionality, greater versatility and, consequently, a wider range of application as compared with the known hydraulic couplings, in which the driven shaft can only perform rotational movement. So, in particular, the proposed fluid coupling can be effectively used in the drive of the forming roller of the winder of the sheet mill instead of the cardan shaft, thereby greatly increasing the reliability and durability of the drive of the winder

Claims (3)

1. Гидродинамическа  муфта содержаща  ведущий и ведомый валы, установленные в опорах корпусов, а так же смонтированные соответственно на ведущем и ведомом валах1. Hydrodynamic coupling containing the drive and driven shafts installed in the hull supports, as well as mounted respectively on the drive and driven shafts насосное и турбинное колеса, имеюише рабочие лопатки с входными и выходны ии кромками , расположенными вдоль валов, отличающа с  Тем,ЧТО, с целью расширени  функциональных возможностей муфты путем обеспечени  изменени  углового положени  валов в процессе работы, валы св занные между собой посредством шарнирного соединени , а выходна  кромка каждой лопатки насосного колеса и входна  кромка каждой лопатки турбинного колеса выполнена в виде дуг окружностей с центром, совпадающим с центром шарнирного соединени , причем радиус .входной кромки турбинного колеса и ее длина выполнены большими радиуса и длины входной кромки насосного колеса.pumping and turbine wheels, having working blades with inlet and outlet edges along the shafts, THAT, in order to expand the functionality of the coupling by ensuring the change of the angular position of the shafts during operation, the shafts are interconnected by means of a hinge joint, and the output edge of each impeller blade and the input edge of each turbine blade are made in the form of circular arcs with a center coinciding with the hinge center, and the radius of the inlet is Turbine wheel washers and its length are made large with the radius and length of the input edge of the impeller. 2. Муфта по п. 1, отличающа  с   тем, что входна  кромка каждой лопатки турбинного колеса снабжена дополнительными участками и сопр женными с участком, вьшолненньтм по дуге окружности и охвать1ваюшими соответствующую лопатку насосного колеса.2. A clutch according to claim 1, characterized in that the input edge of each turbine blade is provided with additional sections and associated with a section extending along a circular arc and covering the corresponding blade of the impeller wheel. 3. Муфта по п. 1, отличающа с  тем, что ишрнирное соединение ведущего и ведомого валов вьшолнено в виде центрирующей шаровой опоры, закрепленной на одном валу, и сферического подп тника, закрепленного на другом валу с возможностью взаимодействи  с шаровой опорой.3. Coupling according to claim 1, characterized in that the drive-driven drive and driven shafts are made in the form of a centering ball bearing fixed on one shaft, and a spherical support mounted on another shaft with the possibility of interaction with the ball bearing. Источники информации, прин тые flo внимание при зкспертизеSources of information taken flo attention during the examination I. Авторское свидетельство СССР № 388148, кл. F 16 D 33/08, 1972.I. USSR Copyright Certificate No. 388148, cl. F 16 D 33/08, 1972. 10ten 23 6 523 6 5 16sixteen ФиВFiV