Дискове гідрогальмо

Дисковый гидротормоз, содержащий оребренный корпус, внутри которого размещен рабочий диск на расстоянии в осевом и радиальном направлениях относительно внутренних поверхностей корпуса, регулируемые экраны и обтекатели, установленные В КОрПусе СООТВеТСТВеННО СО . JpOHbl обоих торцев рабочего диска и со стороны его наружной боковой поверхности с возможностью совместного перемещения вдоль оси муфты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, он снабжен неподвижными диафрагмами с наружными диаметрами, равными внутренним диаметрам регулируемых экранов. Изобретение относится к области маши* построения и может быть использовано при испытании различных двигателей. Известен дисковый гидротормоз, содержащий диск, с малым зазором размещенный внутри статора, на торцевых стенках которого выполнены сливные окна, способные регулировать тормозной момент за счет изменения внутреннего диаметра кольца рабочей жидкости в тормозной камере [1]. тации из-за значительного кавитационного износа. Известен также гидротормоз, который содержит оребренный корпус, внутри которого со значительным осевым и радиальным зазорами размещен рабочий диск и перемещаемые в осевом направлении боковые экраны, осуществляющие регулирование нагрузки гидротормоза. Данный гидротормоз допускает возможность длительной эксплуатации при окружных скоростях 300-400 м/с, не подвергаясь кавигационному износу Однако, наряду с высокой долговечностью и надежностью гидротормоз обладает возможностью регулирования в недостаточно широком диапазоне [2]. Данный гидротормоз обладает достаточно широким диапазоном регулирования нагрузки. Однако гидротормоза, способные регулировать нагрузку за счет изменения внутреннего диаметра кольца, жидкости, обеспечиваемого осевым зазором между диском и торцевой стенкой, в которой имеются сливные окна, при окружных скоростях 300 Задачей изобретения является расширение диапазона рабочих оежимов дисково о о ел о оребренный корпус, внутри которого разме- 5 щен рабочий диск на расстоянии в осевом и радиальном направлениях относительно внутренних поверхностей корпуса, регулируемые экраны и обтекатели, установленные в корпусе соответственно со стороны 10 обоих торцев рабочего диска и со стороны его наружной боковой поверхности с возможностью, совместного перемещения вдоль оси муфты, согласно изобретению, выполнены неподвижные диафрагмы с наруж- 15 ными диаметрами, равными внутренним диаметрам регулируемых экранов. мозной момент на рабочем диске 2. При необходимости обеспечить максимальный тормозной момент производится вращение винтов 5, сближение экранов 12 до контакта с промежуточной опорой 6 и закрытие щели между экранами 12 и диафрагмами 13. При этом вращение диска индуцирует вращение жидкости, торможение которой осуществляется за пределами межэкранной полости. Возвращению подторможенной жидкости в межэкранную полость в районе корня диска препятствует диафрагма 13. Поступлению рабочего тела в межэкранную полость с периферийной стороны препятствует насосный эффект, создаваемый вращающимся диском 2. Таким образом, обмен между жидкостью, находящейся в межэкранной полости и вне ее в т о р м о з н о й камере 15 ослабевает и угловая скорость жидкости в межэкранной полости возрастает. Причем, снижение массообмена и обмена импульсом приводит к возможности возрастания величины до некоторой критической величины, при которой внутри вращающегося объема возможно появление паровой фазы, в центре вращающейся жидкости, соосной рабочему диску. При этом достигается новый эффект: снижение тормозного момента осуществляется как за счет снижения напора скоростей в пограничном слое, так и за счет снижения поверхности трения диска о жидкость, т.е. полагая, что коэффициент трения постоянен по поверхности диска, момент трения на диске определится 8 На чертеже изображен общий вид гидротормоза, продольный разрез. Гидротормоз содержит расположенный 20 на валу 1 рабочий диск 2, размещенный внутри оборудованного ребрами 3 корпуса 4. В корпусе расположен ряд силовых винтов 5, правая и левая сторона которых имеет встречную резьбу. Каждый винт 5 в своей 25 средней части подкреплен промежуточной опорой 6, обеспечивающей жесткость винтов 5 и ограничивающий минимальный зазор между рабочим диском и экранами. Каждый из винтов 5 на части, выступающей 30 за пределы корпуса 4 имеет по одному зубчатому колесу 7, объединенных цепью Галля 8, что обеспечивает синхронное вращение винтов 5. На каждом силовом винте имеется по одной ходовой гайке 9, связанной по- 35 средством обтекателя 10 и сверленной диафрагмы 11 с экраном 12. Неподвижные, диафрагмы 13 установлены наводолодводящих диффузорах 14, через которые осущестМ д - См • р • (НІ - RS) • (сод -/Зж) 2 , еляется подвод проточной воды в 40 где Wg - угловая скорость диска; тормозную камеру 15. рж ~ угловая скорость жидкого ядра; При работе гидротормоза с максимальНд ~ радиус диска: ной загрузкой экраны 10 отведены от рабоRn ~ радиус паровой фазы; чего диска 2. Рабочая жидкость, вращаемая р - плотность; диском 2, отбрасывается на периферию, ис- 45 См - коэффициент трения, пытывает тормозящее воздействие ребер 3. Таким образом, из приведенной формуцилиндрической и торцевой стенок корпуса лы видно, что изменение момента трения 4, движется по торцевой крышке к центру, диска достижимо как з*і счет напора скороподсасывается рабочим диском 2 и через зазор между экраном 12 и диафрагмой 13 50 стей, так и за счет возникновения и развития парового ядра. поступает к диску и заново участвует в опи Упорядник О.Головащенко Зампппрыыа R9R Техред М Ті* now УКРАЇНА 6405 „з, C1 (505 F 16 D 57/02 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ДИСКОВЕ ГІДРОГАЛЬМО 1 (20)94270910,23.03.93 (21)4928936/27 (22)22.04.91, SU (46)29.12.94. Бюл. N? 8-І (56) 1. Л.Б.Евангулов. Некоторые вопросы проектирования и эксплуатации гидротормозного динамометра. Рабочие процессы тепловых двигателей, М., Оборонизд., 1962, с. 105. 2. Авторское свидетельство СССР № 1498998, кл. F 16D57/02,1989(прототип). (71) Матюшин Георгій Гурійович, Головащенко Олександр Федорович (72) Матюшин Георгій Гурійович, Головащенко Олександр Федорович (73) Науково-виробниче об'єднання "Машпроект", UA (57) Дисковый гидротормоз, содержащий оребренный корпус, внутри которого размещен рабочий диск на расстоянии в осевом и радиальном направлениях относительно внутренних поверхностей корпуса, регулируемые экраны и обтекатели, установленные в корпусе соответственно со ч ароны . обоих торцев рабочего диска и со стороны его наружной боковой поверхности с возможностью совместного перемещения вдоль оси муфты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, он снабжен неподвижными диафрагмами с наружными диаметрами, равными внутренним диаметрам регулируемых экранов. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при испытании различных двигателей. Известен дисковый гидротормоз, содержащий диск, с малым зазором размещенный внутри статора, на торцевых стенках которого выполнены сливные окна, способные регулировать тормозной момент за счет изменения внутреннего диаметра кольца рабочей жидкости в тормозной камере [1]. тации из-за значительного кавитационного износа. Известен также гидротормоз, который содержит оребренный корпус, внутри которого со значительным осевым и радиальным зазорами размещен рабочий диск и перемещаемые в осевом направлении боковые экраны, осуществляющие регулирование нагрузки гидротормоза. Данный гидротормоз допускает возможность длительной эксплуатации при окружных скоростях 300-400 м/с, не подвергаясь кавигационному износу. Однако, наряду с высокой долговечностью и надежностью гидротормоз обладает возможностью регулирования в недостаточно широком диапазоне [2]. Данный гидротормоз обладает достаточно широким диапазоном регулирования нагрузки. Однако гидротормоза, способные регулировать нагрузку за счет изменения внутреннего диаметра кольца, жидкости, обеспечиваемого осевым зазором между диском и торцевой стенкой, в которой имеются спивные окна, при окружных скоростях 300400 м/с непригодны к длительной эксплуа Задачей изобретения является расширение диапазона рабочих режимов дискового гидротормоза и поддержание при этом О сл о G405 стабильной нагрузочной характеристики путем регулирования поглощаемого момента. Поставленная задача решается тем, что в дисковом гидротормозе, содержащем оребренный корпус, внутри которого разме- 5 щен рабочий диск на расстоянии в осевом и радиальном направлениях относительно внутренних поверхностей корпуса, регулируемые экраны и обтекатели, установленные в корпусе соответственно со стороны 10 обоих торцев рабочего диска и со стороны его наружной боковой поверхности с возможностью, совместного перемещения вдоль оси муфты, согласно изобретению, выполнены неподвижные диафрагмы с наруж- 15 ными диаметрами, равными внутренним диаметрам регулируемых экранов. На чертеже изображен общий вид гидротормоза, продольный разрез. Гидротормоз содержит расположенный 20 на валу 1 рабочий диск 2, размещенный внутри оборудованного ребрами 3 корпуса 4. В корпусе расположен ряд силовых винтов 5, правая и левая сторона которых имеет встречную резьбу. Каждый винт 5 в своей 25 средней части подкреплен прсмежуточной опорой 6, обеспечивающей жесткость винтов 5 и ограничивающий минимальный зазор между рабочим диском и экранами. Каждый из винтов 5 на части, выступающей 30 за пределы корпуса 4 имеет по одному зубчатому колесу 7, объединенных цепью Галля 8, что обеспечивает синхронное вращение винтов 5. На каждом силовом винте имеется по одной ходовой гайке 9, связанной по- 35 средством обтекателя 10 и сверленной диафрагмы 1 1 с экраном 12. Неподвижные,, диафрагмы 13 установлены на водоподводящих диффузорах 14, через которые осуществляется подвод проточной воды в 40 тормозную камеру 15. При работе гидротормоза с максимальной загрузкой экраны 10 отведены от рабочего диска 2. Рабочая жидкость, вращаемая диском 2, отбрасывается на периферию, ис- 45 пытывает тормозящее в.оздействие ребер 3, цилиндрической и торцевой стенок корпуса 4, движется по торцевой крышке к центру, подсасывается рабочим диском 2 и через зазор между экраном 12 и диафрагмой 13 50 поступает к диску и заново участвует в опи санном движении. При этом величина угловой скорости жидкости минимальна, напор скоростей в пограничном слое максимальный, что обеспечивает максимальный тормозной момент на рабочем диске 2. При необходимости обеспечить максимальный тормозной момент производится вращение винтов 5, сближение экранов 12 до контакта с промежуточной опорой 6 и закрытие щели между экранами 12 и диафрагмами 13. При этом вращение диска индуцирует вращение жидкости, торможение которой осуществляется за пределами межэкранной полости. Возвращению подторможенной жидкости в межэкранную полость в районе корня диска препятствует диафрагма 13. Поступлению рабочего тела в межэкранную полость с периферийной стороны препятствует насосный эффект, создаваемый вращающимся диском 2. Таким образом, обмен между жидкостью, находящейся в межэкранной полости и вне ее в т о р м о з н о й камере 15 ослабевает и угловая скорость жидкости в межэкранной полости возрастает. Причем, снижение массообмена и обмена импульсом приводит к возможности возрастания величины до некоторой критической величины, при которой внутри вращающегося объема возможно появление паровой фазы, в центре вращающейся жидкости, соосной рабочему диску. При этом достигается новый эффект: снижение тормозного момента осуществляется как за счет снижения напора скоростей в пограничном слое, так и за счет снижения поверхности трения диска о жидкость, т.е. полагая, что коэффициент трения постоянен по поверхности диска, момент трения на диске определится 2 М д = См -р • (Rl - Rg) • (о,д - Д к ) , где (Од - угловая скорость диска; /?ж ~ угловая скорость жидкого ядра; Нд - радиус диска; Rn ~ радиус паровой фазы; р - плотность; См - коэффициент трения. Таким образом, из приведенной формулы видно, что изменение момента трения диска достижимо как з^ счет напора скоростей, так и за счет возникновения и развития парового ядра. 6405 Упорядник О.Головащенко Замовлення 626 Техред М.Моргентал Коректор М.Самборська Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53. Львівська пп>> 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м, Ужгород, вул.Гагаріна, 101