【摘要】：液體粘性調速離合器是利用多個摩擦圓盤間的油膜剪切力來傳遞動力,并通過改變油膜厚度實行無級調速。本文主要從其工作機理的解析入手,分析液體粘性調速離合器的工作機理與輸出特性,討論了影響粘性離合器的各種因數(shù),同時采用模糊技術,探討實現(xiàn)模糊控制的可行性,以及對模糊控制器的研制作了嘗試。 鑒于近年來工程中廣泛采用聚α-稀烴型、聚酯型等合成油作潤滑劑;在調速范圍內,液體粘性調速離合器中的摩擦副往往工作在流體潤滑、混合潤滑、邊界潤滑直到直接接觸的工況;基于這些特點,筆者采用了冪律型非牛頓流體模型、Patir-Cheng的平均流量模型、GT兩粗糙平面接觸模型構建了粘性調速離合器摩擦副工作機理的研究模型,同時計入了油膜的慣性與熱效應影響。文章詳細地敘述與推導了適應粘性調速離合器摩擦副工作機理的雷諾方程、摩擦副之間的流體平均能量方程、摩擦副表面微凸體接觸的壓力方程、和固體傳熱方程。在流體潤滑、流體混合潤滑狀態(tài)下,進行了的數(shù)值計算,對粘性調速離合器的摩擦副材料、溝槽形狀、表面粗糙度、熱效應等對傳遞轉矩、平均推進壓力、輸出轉速、以及膜厚比的影響進行了討論分析。本文指出了被動盤表面開設溝槽不但可以形成動力潤滑,而且更重要的是可以對摩擦副表面起冷卻作用:不同溝槽形狀對工作機理的影響不大。但溝槽數(shù)量與溝槽角度會對工作特性有一定的影響;對于粘性調速離合器而言,其摩擦副的熱效應主要有于相對轉速所致,相對轉速越大,則熱效應越顯著;流體慣性效應通常不顯著,只有當摩擦盤半徑較大且絕對轉速高于1500轉/分時,才需考慮。本文還揭示了摩擦副工作時所涉及的輸出轉速、傳遞轉矩、平均推進壓力以及摩擦副間隙等參數(shù)之間的相互關系。所有這些將對粘性調速離合器的設計有著指導意義。 基于工作機理的分析,根據(jù)粘性調速離合器的運行特性,作者建立了動態(tài)分析模型,首先采用了近似線性控制理論對其進行了定量分析與仿真,討論了調速穩(wěn)定性的基本要素。當粘性調速離合器工作在動力潤滑區(qū)域,系統(tǒng)是穩(wěn)定的,但進入混合潤滑狀態(tài)時,系統(tǒng)工作處于不穩(wěn)定狀態(tài),需要采用反饋閉環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)穩(wěn)定控制。考慮到粘性調速離合器屬于非線性系統(tǒng),很難用數(shù)學方程組來描述其系統(tǒng)狀態(tài)特性,所以嘗試用模糊控制技術來實現(xiàn)調速控制。文章主要從實際應用的角度闡述了模糊控制技術的基本方法,對模糊控制技術在粘性調速離合器上的應用進行了討論,建立了模糊控制的研究模型,構建了模糊變量、控制規(guī)則控制表,并對其完成了控制仿真,證實了實現(xiàn)模糊控制的可行性。本文還根據(jù)現(xiàn)有的技術與硬件條件,敘述了模糊控制器研制以及試驗過程。這些分析與試驗為未來控制器設計提供了依據(jù)。
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第1章引言粘性調速離合器簡介液體粘性調速離合器(圖1一1)，簡稱粘性調速離合器，亦稱奧美伽離合器，是一種利用液體粘性和油膜剪切作用無級可控研制成功的高新技術節(jié)能產品，它可廣泛應用于需要無級調速的各種場合，并且特別適用于人功率風機水泵的調速一，ll’能，是此領域的一個最佳選擇。圖1一l液體粘性調速離合器的結構簡圖當不考慮軸承和密封等的摩擦損失時，液體粘性調速離合器輸入轉矩等于輸出轉矩，輸出轉速可以從異步到同步無級可調。所以J”泛用于重載L況卜實行“軟啟動”，既可控制地逐步克服整個系統(tǒng)的慣性而平穩(wěn)地啟動�！败泦印辈粌H能夠大幅度減輕傳動系統(tǒng)本身所受到的啟動沖擊，延長關鍵零部件的使用壽命

“十五”期間，農業(yè)發(fā)展的集約化、城市基礎設施建設都會有巨人的發(fā)展。以上各產業(yè)的發(fā)展規(guī)劃均隱含了風機與水泵的大市場，也間接的反映了液體粘性調速離合器應用的市場潛力。液體粘性調速離合器與齒輪組合可以成為高效的傳動裝置(圖2)。液體粘性調速離合器_L作在嚙合與分離工作狀態(tài)可用作聯(lián)軸器，它是四輪驅動汽車的土要部件。將液體粘性調速離合器的被動軸固定，或將被動摩擦片與固定的殼體相連，則就改造成了“液體粘性制動器”，由于制動器依靠轉速差和油膜厚度的變化來獲得所需的制動轉矩，因此其最大的優(yōu)點是制動平穩(wěn)，制動轉矩可控，壽命長。①齒輪減速箱②輸出軸③軸承④密封環(huán)⑤齒輪⑥靜摩擦片⑦動摩擦片⑧潤滑油管道⑨速度傳感器⑩推力油缸。熱傳感器圖2液體粘性調速離合器與齒輪組合結構液體粘性調速離合器是屬于液體粘性傳動的一種，它是利用液體的粘性及油膜剪切來傳遞動力的.其基本原理是牛頓內摩擦定律:兩平行的平板間充滿粘性的液體，形成一定的油膜厚度。當兩平板作相對運動時，其間的平板受到剪切作用，動力由主動摩擦盤傳向從動摩擦盤。油膜所傳遞的切應力大小與液體的動力粘度成正比，與兩平盤的相對速度成正比，與油膜厚度成反比。液體粘性調速離合器通過調節(jié)油膜厚度來改變所傳遞動力的大小
【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH133.4

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 謝方偉;溫度場及變形界面對液粘傳動特性影響規(guī)律的研究[D];中國礦業(yè)大學;2010年

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本文編號：2707339