液体粘性软启动装置的启动特性研究.pdf

2002 年 10 月 北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 October　2002 　第28 卷 第5 期 JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics Vol.28 　No5 液体粘性软启动装置的启动特性研究 张以都 　　张启先 (北京航空航天大学 机械工程及 自动化学院) 　　摘 　　　要 : 介绍了液体粘性软启动传动装置的基本结构 ,建立了液体粘性制 动器的粘性制动数学模型. 研究结果表明 ,在制动过程中 ,摩擦片间隙、粘性转矩以及 摩擦片转速之间存在耦合关系. 粘性转矩的变化取决于摩擦片转速和摩擦片间隙趋 近 0 的速度. 当采用不同的摩擦片间隙变化规律时 , 随着该间隙的减小 ,相应的粘性 转矩和运动摩擦片转速具有明显不同的特性. 关 　键 　词 : 摩擦片 ; 油膜 ; 行星齿轮传动 ; 软启动 ; 液体粘性制动器 中图分类号 :TH132 ( ) 文献标识码 :A 　　　　文 章 编 号 :1001 5965 2002 机的软启动 、无级变速和多点驱动功率平衡等特 1 　液体粘性软启动概述 性. 图 1 表示了由一对静止摩擦片和运动摩擦片 本文所讨论的是一个由两级 2KH 差动行星 传动机构和粘性制动器组成的液体粘性软启动传 组成的液体粘性制动模型. 动装置. 这种传动装置能够使具有大惯性负荷的 机械设备实现“软启动”, 即这种装置能够可控制 地逐步克服整个系统的惯性而平稳地启动重载机 械设备[1] . 在液体粘性软启动传动装置中 ,液体粘性制 动器是这种传动装置的关键所在 ,它利用存在于 制动摩擦片之间的油膜的粘性剪切力来实现负载 的软启动 、无级变速 、过载自动保护和多点驱动功 率平衡. 液体粘性制动器与普通的两态制动器有所不 同 ,液体粘性制动器并不对与其相连的运动构件 图 1 　液体粘性制动模型 进行快速制动 ,而是主要依靠摩擦片之间的液体 2 . 1 　液体粘性剪切模型 粘性剪切阻力使运动构件按照预定的速度要求逐 在液体粘性制动器中,流体的切向速度[3],[4] 渐减速和制动. 可写为 由于在上述液体粘性软启动传动装置中采用 z Ω ( ) v = 1 - ×r × 1 [2] ( ) 了差动的行星机构 ,液体粘性制动器对内齿圈 h t 的软制动完全等效于整个传动装置对负载的软启 式中 , r 为径向位置; z 为轴向位置; h ( t) 为摩擦 动 ,因此在下面的讨论中 ,本文将不考虑这 2 种表 片间隙; Ω为运动摩擦片角速度. 述方法上的区别.