【摘要】：液粘離合器通過摩擦副內油液粘性剪切傳遞動力,在風機水泵、風力發(fā)電等多個工業(yè)領域有重要的應用價值。本文以兆瓦級液粘離合器為研究對象,對摩擦副結構參數(shù)進行優(yōu)化設計,基于此對比研究了單、雙控型兆瓦級液粘離合器的傳動效率,主要研究內容和成果如下:基于油膜流量方程,推導了摩擦副內油膜溫升方程,構建了摩擦片表面為徑向油槽的油膜三維模型,采用有限元理論對調速工況下的油膜溫度場模型進行求解,揭示了油膜溫度場、油膜外徑和內外徑比對油膜溫升的影響規(guī)律。結果表明:當輸入轉速一定時,內外徑比增加導致油膜溫升峰值增加,內外徑比減少導致溫升速率變大。以兆瓦級液粘離合器傳遞轉矩為目標函數(shù),建立了液粘離合器摩擦副的結構優(yōu)化模型,并利用內點罰函數(shù)方法對該模型進行求解。得到了當摩擦副組數(shù)為8,摩擦片內徑0.385m,外徑0.528m,內外徑比為0.73時,能滿足所有約束條件并使得傳遞轉矩和使用壽命最佳。建立了單控型液粘離合器傳動效率數(shù)學模型,研究了摩擦副間油膜厚度、主被動摩擦片轉速、潤滑油入口壓力對傳動效率的影響規(guī)律;進行了單控型液粘離合器實驗研究,獲得了液粘離合器不同轉速下的傳動效率,驗證了理論結果的正確性,發(fā)現(xiàn)了提高轉速、減小摩擦副間潤滑油入口壓力可提高傳動效率的規(guī)律。建立了單、雙控型液粘離合器摩擦片油膜承載力和動態(tài)平衡方程,得到了摩擦片接合的固有頻率和阻尼比,并對摩擦片接合進行了動力學仿真,研究表明雙控型液粘離合器摩擦片接合時間要明顯短于單控型;同時,對雙控型兆瓦級液粘離合器的傳動效率開展研究,掌握了活塞推力對傳動效率的影響規(guī)律,在調速工況下,雙控型兆瓦級液粘離合器的傳動效率始終高于單控型1%以上。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH133.4
【圖文】：

兆 瓦 級 液 粘 離 合 器 結 構 優(yōu) 化 及 其 效 率 研 究2）脫離工況：油膜厚度超過粘性剪切極大值時，輸出轉速、輸出轉矩傳輸動力；3）調速工況：當摩擦副間隙處于零與油膜粘性剪切極限值之間，靠來傳遞轉矩，并根據(jù)輸出端的負載變化，對油膜厚度進行調節(jié)，實現(xiàn)副間隙內油膜受到劇烈剪切作用，產生熱，其中大部分熱被潤滑油帶通過對流換熱傳至摩擦副 1 1-14 。

計算結果正確性校核計算結果可視化操作結果輸出正確錯誤圖 2.3 FLUENT 處理步驟Fig. 2.3 Flow diagram of FLUENT numerical calculation定摩擦副內徑向油槽的油膜計算模型如圖 2.4 所示，考難易程度，對完整的模型進行取簡，選取完整環(huán)狀油行數(shù)值求解。

（e）ω1=2000rpm, c=0.70, r2=550mm （f）ω1=2000rpm, c=0.75, r2=514mm圖 2.6 油膜平面 z=0.05mm 溫升分布Fig.2.6 Temperature distribution of the plane z=0.05mm圖 2.7（a）為 ω1=450rpm 時，非油槽區(qū)域內 z=0.05mm, θ=12o上油膜溫度的徑向分布曲線。從 c=0.70 到 c=0.75，非油槽區(qū)內油膜溫度的徑向分布趨勢保持不變，隨著半徑的增長，油膜溫度不斷提高，c 越大，溫度峰值越大，而 c 越小，溫度增長速度越快，都是在接近外徑處溫度達到峰值，該值隨著半徑增大而增大，之后溫度出現(xiàn)小幅下降。這是因為外徑處產生氣體回流，此處的油膜溫度會降至常溫。圖 2.7（b）油槽區(qū)域內為 z=0.05mm, θ=2o上油膜溫度的徑向分布曲線。溫度分布趨勢與非油槽區(qū)溫度分布基本相同，但不同系數(shù) c 下最大溫升值全部比非油槽區(qū)最大溫升值低。對比圖2.7（a）、（b）可知摩擦副間油膜溫度都會隨著外徑 r2的增加、內外徑比 c 減小而升高。310

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2765822