液粘调速离合器的工程应用研究

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1、湘潭大学硕士学位论文液粘调速离合器的工程应用研究姓名：廖湘平申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：朱石沙20080530摘要液粘调速装置（HVD）是一种利用摩擦副间油膜剪切力来传递动力的装置，其显著特点是：可无级调速，且调速范围越大，节能效果越显著；可轻载启动，减小启动电流对电网的冲击；可柔性制动，对传动系统起保护作用；可同步传动，理想传动效率可达100%。美国是较早开始研究液体粘性传动的国家之一，八十年代后，中、日、英、德等许多国家开展了这一方面的研究工作。但基于液粘传动技术的调速离合器在结构和性

2、能上仍存在诸多不足，主要表现在应急能力差、转速波动大等方面。本文的工作主要是围绕邵阳市自来水公司桂花渡水厂应用的一台液粘调速离合器开展对液粘调速装置的分析与研究。本文设计方面的主要工作是针对邵阳市自来水公司桂花渡水厂应用的液粘调速离合器出现的实际问题,对其主机结构进行了方案设计，并且对摩擦片、油腔、活塞、弹簧、输入轴等关键零部件的主要参数进行了设计（第四章）;对其控制系统调压环节进行了改进设计，现场的测试数据表明改进设计后的整个系统装置基本满足水厂对于稳定性方面的要求（第五章）。理论方面运用动力润滑理论，推

3、导出含惯性效应的HVD油膜内动态压力分布和径向流量的计算公式，为HVD技术的工程设计和应用提供了理论依据（第二章）;建立了基于变频调速的HVD控制系统数学模型，通过动态仿真分析提出采用PLC转速闭环控制和PID控制器校正，可进一步提高系统的稳定性（第五章）。实验方面的工作是对HVD装置的核心部件摩擦片进行了选材实验分析，得出纸基摩擦片更适合液粘调速装置的结论；基于液粘传动时摩擦片的特殊工况及温度校核，进一步提出了摩擦片尺寸大小，表面沟槽形状的设计准则（第三章）。对邵阳自来水公司桂花渡水厂进行了调研工作，测试

4、了改进设计后的液粘调速装置的运行数据，并拍下了现场照片。（第五章）关键词：液粘调速装置；动力润滑理论；结构设计；设计准则；动态仿真IABSTRACTHydroviscousdrive(HVD)clutchisanewtypeofpowertransmissionmechanism,whichutilizestheshearofoilfilmbetweentwosetsofdiscsforpowertransmission.Itscharacteristicsareasfollows:1.Itcanregul

5、atespeedsteplessly,andthebiggerrangeofthespeedregulation,themoreprominentwillbetheeffectofsavingenergy;2.Itcanstartwithlittleloadorwithoutload,sotheimpactoftheelectriccurrenttothenetismuchslight;Itcanbrakeflexibly,sothetransmissionsystemcanbesafeguardedwel

6、l;3.Itcanbedrivensynchronouslybytheelectromotor,sotheidealefficiencycanachieve100%.Americawasoneoftheearliestcountrywhichstartedtostudythehydroviscousdrive.China、Japan、EnglandandGermanybegantostudyintheeightiethage,However,therewasstillmuchshortageonitsstr

7、uctureandperformance(suchasthelackofemergencyresponseability,thesevereleakage,thebigalterationofspeed).BasedontheapplicationofaHVDclutchtoshaoyang4thwaterworks,thisdissertationputmuchattentiontotheproblemsabove,andthemaincontentcanbesummarizedinthefollowin

8、gaspects.Designningworkareasfollows:First,fortheproblemsoccurredwhiletheHVDclutchapplyingontheshaoyang4thwaterworks,webringforwardaplantoimprovethewholestructureofthedeviceanddesignedsomeimportantcomponents’p