【摘要】：液體粘性調(diào)速離合器是利用多個(gè)摩擦圓盤間的油膜剪切力來傳遞動(dòng)力,并通過改變油膜厚度實(shí)行無級(jí)調(diào)速。本文主要從其工作機(jī)理的解析入手,分析液體粘性調(diào)速離合器的工作機(jī)理與輸出特性,討論了影響粘性離合器的各種因數(shù),同時(shí)采用模糊技術(shù),探討實(shí)現(xiàn)模糊控制的可行性,以及對(duì)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(diào)速范圍內(nèi),液體粘性調(diào)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(diǎn),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(gòu)建了粘性調(diào)速離合器摩擦副工作機(jī)理的研究模型,同時(shí)計(jì)入了油膜的慣性與熱效應(yīng)影響。文章詳細(xì)地?cái)⑹雠c推導(dǎo)了適應(yīng)粘性調(diào)速離合器摩擦副工作機(jī)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(jìn)行了的數(shù)值計(jì)算,對(duì)粘性調(diào)速離合器的摩擦副材料、溝槽形狀、表面粗糙度、熱效應(yīng)等對(duì)傳遞轉(zhuǎn)矩、平均推進(jìn)壓力、輸出轉(zhuǎn)速、以及膜厚比的影響進(jìn)行了討論分析。本文指出了被動(dòng)盤表面開設(shè)溝槽不但可以形成動(dòng)力潤滑,而且更重要的是可以對(duì)摩擦副表面起冷卻作用:不同溝槽形狀對(duì)工作機(jī)理的影響不大。但溝槽數(shù)量與溝槽角度會(huì)對(duì)工作特性有一定的影響;對(duì)于粘性調(diào)速離合器而言,其摩擦副的熱效應(yīng)主要有于相對(duì)轉(zhuǎn)速所致,相對(duì)轉(zhuǎn)速越大,則熱效應(yīng)越顯著;流體慣性效應(yīng)通常不顯著,只有當(dāng)摩擦盤半徑較大且絕對(duì)轉(zhuǎn)速高于1500轉(zhuǎn)/分時(shí),才需考慮。本文還揭示了摩擦副工作時(shí)所涉及的輸出轉(zhuǎn)速、傳遞轉(zhuǎn)矩、平均推進(jìn)壓力以及摩擦副間隙等參數(shù)之間的相互關(guān)系。所有這些將對(duì)粘性調(diào)速離合器的設(shè)計(jì)有著指導(dǎo)意義。 基于工作機(jī)理的分析,根據(jù)粘性調(diào)速離合器的運(yùn)行特性,作者建立了動(dòng)態(tài)分析模型,首先采用了近似線性控制理論對(duì)其進(jìn)行了定量分析與仿真,討論了調(diào)速穩(wěn)定性的基本要素。當(dāng)粘性調(diào)速離合器工作在動(dòng)力潤滑區(qū)域,系統(tǒng)是穩(wěn)定的,但進(jìn)入混合潤滑狀態(tài)時(shí),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(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。考慮到粘性調(diào)速離合器屬于非線性系統(tǒng),很難用數(shù)學(xué)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(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。文章主要從實(shí)際應(yīng)用的角度闡述了模糊控制技術(shù)的基本方法,對(duì)模糊控制技術(shù)在粘性調(diào)速離合器上的應(yīng)用進(jìn)行了討論,建立了模糊控制的研究模型,構(gòu)建了模糊變量、控制規(guī)則控制表,并對(duì)其完成了控制仿真,證實(shí)了實(shí)現(xiàn)模糊控制的可行性。本文還根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)與硬件條件,敘述了模糊控制器研制以及試驗(yàn)過程。這些分析與試驗(yàn)為未來控制器設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
【圖文】：

第1章引言粘性調(diào)速離合器簡介液體粘性調(diào)速離合器(圖1一1)，簡稱粘性調(diào)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(jí)可控研制成功的高新技術(shù)節(jié)能產(chǎn)品，它可廣泛應(yīng)用于需要無級(jí)調(diào)速的各種場合，并且特別適用于人功率風(fēng)機(jī)水泵的調(diào)速一，ll’能，是此領(lǐng)域的一個(gè)最佳選擇。圖1一l液體粘性調(diào)速離合器的結(jié)構(gòu)簡圖當(dāng)不考慮軸承和密封等的摩擦損失時(shí)，液體粘性調(diào)速離合器輸入轉(zhuǎn)矩等于輸出轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)速可以從異步到同步無級(jí)可調(diào)。所以J”泛用于重載L況卜實(shí)行“軟啟動(dòng)”，既可控制地逐步克服整個(gè)系統(tǒng)的慣性而平穩(wěn)地啟動(dòng)�！败泦�(dòng)”不僅能夠大幅度減輕傳動(dòng)系統(tǒng)本身所受到的啟動(dòng)沖擊，延長關(guān)鍵零部件的使用壽命

“十五”期間，農(nóng)業(yè)發(fā)展的集約化、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都會(huì)有巨人的發(fā)展。以上各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃均隱含了風(fēng)機(jī)與水泵的大市場，也間接的反映了液體粘性調(diào)速離合器應(yīng)用的市場潛力。液體粘性調(diào)速離合器與齒輪組合可以成為高效的傳動(dòng)裝置(圖2)。液體粘性調(diào)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(qū)動(dòng)汽車的土要部件。將液體粘性調(diào)速離合器的被動(dòng)軸固定，或?qū)⒈粍?dòng)摩擦片與固定的殼體相連，則就改造成了“液體粘性制動(dòng)器”，由于制動(dòng)器依靠轉(zhuǎn)速差和油膜厚度的變化來獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此其最大的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)平穩(wěn)，制動(dòng)轉(zhuǎn)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(dòng)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(diào)速離合器與齒輪組合結(jié)構(gòu)液體粘性調(diào)速離合器是屬于液體粘性傳動(dòng)的一種，它是利用液體的粘性及油膜剪切來傳遞動(dòng)力的.其基本原理是牛頓內(nèi)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(dāng)兩平板作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其間的平板受到剪切作用，動(dòng)力由主動(dòng)摩擦盤傳向從動(dòng)摩擦盤。油膜所傳遞的切應(yīng)力大小與液體的動(dòng)力粘度成正比，與兩平盤的相對(duì)速度成正比，與油膜厚度成反比。液體粘性調(diào)速離合器通過調(diào)節(jié)油膜厚度來改變所傳遞動(dòng)力的大小
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH133.4

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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

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本文編號(hào)：2707339