Estructura y principio del acoplamiento hidráulico.
Existen muchas formas estructurales de acopladores hidráulicos. Los diferentes acopladores hidráulicos tienen estructuras y principios ligeramente diferentes, pero sus principios básicos son los mismos. luego impactado por el líquido que fluye hacia la turbina, convirtiendo la energía cinética del líquido en energía mecánica y generando potencia, como se muestra en la Figura 2. A continuación se presentan las estructuras y principios típicos de los acoplamientos hidráulicos ordinarios, limitadores de par y de velocidad ajustable. Los acopladores hidráulicos con limitación de par comunes tienen tres estructuras básicas: tipo de fuga de presión estática, tipo de fuga de presión dinámica y tipo de fuga compuesta. Los dos primeros se utilizan mucho en maquinaria de construcción.
(1) Acoplador hidráulico de fuga de presión estática
La siguiente figura es el diagrama estructural de un acoplador hidráulico de fuga de presión estática. Para reducir el coeficiente de sobrecarga del acoplamiento hidráulico y mejorar el rendimiento de la protección contra sobrecarga, tiene un mayor coeficiente de torsión y eficiencia con una relación de transmisión alta. Por lo tanto, es estructuralmente diferente de los acoplamientos hidráulicos ordinarios. Su característica principal es que el impulsor de la bomba 2 y la turbina 3 están dispuestos simétricamente, y cuentan con un deflector 5 y una cavidad auxiliar lateral 4. El deflector se instala a la salida de la turbina para guiar y estrangular el flujo. Este acoplamiento hidráulico funciona en condiciones parcialmente llenas de líquido.
Para este tipo de acoplamiento hidráulico, cuando la relación de transmisión es alta, hay muy poco aceite en la cámara auxiliar lateral, por lo que el par de transmisión es grande, pero cuando la relación de transmisión es baja, hay más; Aceite en la cámara auxiliar lateral, de modo que la curva característica sea relativamente plana y pueda satisfacer mejor los requisitos de la maquinaria de trabajo. Sin embargo, cabe señalar que dado que la cavidad auxiliar del lado de entrada y salida del líquido sigue el cambio de carga y responde lentamente, no es adecuada para trabajar maquinaria con cambios bruscos de carga y arranques y frenadas frecuentes. Debido a que este tipo de acoplamiento hidráulico se utiliza principalmente en la transmisión de vehículos, también se le llama acoplamiento hidráulico de tracción.
(2) Acoplador hidráulico de fuga de presión dinámica
El acoplador hidráulico de fuga de presión dinámica puede superar la sobrecarga repentina del acoplador hidráulico de tipo fuga de presión estática. La desventaja es que es difícil proporcionar sobrecarga. protección. La siguiente figura es el diagrama estructural de un acoplamiento hidráulico de fuga de presión dinámica.
En la figura anterior, el manguito de entrada 1 está conectado al impulsor de la bomba 4 a través de un acoplamiento elástico y la carcasa de la cavidad auxiliar trasera 9, y la turbina 7 está conectada al reductor o máquina de trabajo con la salida manguito 8, el tapón fusible 6 actúa como protección contra el sobrecalentamiento. Este acoplamiento hidráulico tiene una cavidad auxiliar delantera 2 y una cavidad auxiliar trasera 3. La cavidad auxiliar delantera es una cavidad sin aspas en el centro del impulsor de la bomba y la turbina, la cavidad auxiliar trasera está compuesta por la pared exterior del impulsor de la bomba y la turbina; carcasa de la cavidad auxiliar trasera 9. Hay pequeños orificios en las cámaras auxiliares delantera y trasera que se comunican entre sí, y hay pequeños orificios en las cámaras auxiliares traseras que se comunican con el impulsor de la bomba. Las cámaras auxiliares delantera y trasera giran junto con el impulsor de la bomba.
Otra función de la cámara auxiliar trasera es la "carga extendida". La función de carga extendida puede mejorar el rendimiento de arranque. Cuando el motor comienza a arrancar (la turbina aún no ha girado), el líquido en funcionamiento. La cámara circula en gran medida, llenando el líquido. La cavidad auxiliar anterior luego ingresa a la cavidad auxiliar posterior a través del pequeño orificio f. Dado que la cámara de trabajo está llena de muy poco líquido y el par es muy pequeño, el motor se puede arrancar con una carga ligera. A medida que aumenta la velocidad del motor (es decir, la velocidad de la rueda de la bomba), el líquido en la cámara auxiliar trasera fluye hacia la cámara de trabajo a lo largo del pequeño orificio debido al aumento de presión del anillo de aceite formado, lo que a su vez aumenta la cantidad de llenado de líquido del cámara de trabajo. Esto es " Carga extendida". Debido al efecto retardado del llenado de líquido, el par de la turbina aumenta. Una vez que el par alcanza el par de arranque, la turbina comienza a girar. El acoplamiento hidráulico de velocidad ajustable se compone principalmente de una rueda de bomba, una turbina, una cámara de tubo de pala, etc., como se muestra en la siguiente figura. Cuando el eje impulsor hace girar la rueda de la bomba, bajo la acción simultánea de las paletas y cámaras en la rueda de la bomba, el aceite de trabajo ganará energía y se enviará al lado circunferencial exterior de la rueda de la bomba bajo la acción de la fuerza centrífuga de inercia. para formar aceite de alta velocidad El flujo de aceite de alta velocidad en el lado circunferencial exterior del impulsor de la bomba forma una velocidad combinada con la velocidad relativa radial y la velocidad circunferencial en la salida del impulsor de la bomba, se precipita hacia el canal de flujo radial de entrada de la turbina. y fluye a través del aceite a lo largo del canal de flujo radial de la turbina. El cambio de momento hace que la turbina gire. Cuando el aceite fluye hacia la salida de la turbina, su velocidad relativa radial y la velocidad circunferencial en la salida de la turbina forman una velocidad combinada. el canal de flujo radial del impulsor de la bomba y recupera energía en el impulsor de la bomba. Repitiendo esto una y otra vez, se forma un círculo de flujo circular de aceite de trabajo en el impulsor de la bomba y la turbina. Se puede ver que la rueda de la bomba convierte el trabajo mecánico de entrada en energía cinética del aceite, mientras que la turbina convierte la energía cinética del aceite en trabajo mecánico de salida, logrando así la transmisión de potencia.
El cambio continuo de velocidad del acoplamiento hidráulico regulador de velocidad se logra cambiando la posición del tubo de cuchara y cambiando la cantidad de aceite de trabajo en el círculo de circulación.
Cuando el tubo de cuchara se inserta en la parte más profunda de la cámara de acoplamiento de líquido, la cantidad de aceite en el círculo de circulación es la más pequeña, la desviación de velocidad de la rueda de la bomba y la turbina es grande y la velocidad de salida es la más baja; El tubo de cuchara se inserta en la parte menos profunda de la cámara de acoplamiento de líquido, la cantidad de aceite en el círculo de circulación es la mayor, la desviación de velocidad entre la rueda de la bomba y la turbina es pequeña y la velocidad de salida es máxima.
Existe una cierta diferencia en la velocidad del impulsor de la bomba y la turbina del acoplamiento hidráulico regulador de velocidad, lo que se denomina deslizamiento de velocidad. A partir de las propiedades del fluido viscoso se puede saber que la pérdida por deslizamiento del acoplamiento y la pérdida por fricción del rodamiento generarán una gran cantidad de calor, que será absorbido por el aceite de funcionamiento del acoplamiento. Cuanto mayor sea el deslizamiento del acoplador, mayor será la potencia de giro y mayor el calor generado. Para evitar que la temperatura del aceite del acoplador exceda el valor especificado, se debe utilizar el sistema de circulación de aceite para sacar el aceite a alta temperatura y luego regresar al acoplador después de haber sido enfriado por el enfriador de aceite, asegurando así el equilibrio de calor. en el acoplador hidráulico. Los métodos de enfriamiento de aceite de diferentes acopladores hidráulicos son diferentes, lo que también es un tema importante en el proceso de aplicación de acopladores hidráulicos.