液體粘性調速離合器在恒壓供水系統(tǒng)中的穩(wěn)定性研究.pdf

1、液體粘性調速離合器(Hydro viscous drive,簡稱HVD)是一種利用油膜剪切力來傳遞動力的裝置,其特點有:輸出轉速無級可調;節(jié)能效果顯著;可實現軟啟動;可柔性制動,對傳動系統(tǒng)起保護作用;可同步傳動。美國是最早開展液體粘性傳動技術研究的國家,其研究成果在全球處于領先地位,德國、日本和中國在上世紀八十年代也開始進行液體粘性調速離合器的研究,雖然已經已經取得了豐碩的研究成果,但在輸出轉速的穩(wěn)定性、動力潤滑和摩擦材料等方面的研究仍

2、存在不足。本文主要以提高離合器輸出轉速的穩(wěn)定性為目的來對液體粘性調速離合器的摩擦副和控制系統(tǒng)開展研究的。主要研究內容為:
　　摩擦副的研究。統(tǒng)計數據表明液粘調速離合器在使用中出現的問題大多數都與摩擦副有關,比如,摩擦副磨損嚴重導致承載能力低、摩擦副變形量大導致工作時發(fā)熱量大甚至摩擦副燒壞等。再加上國內液體粘性調速離合器的摩擦副普遍是參照普通濕式離合器的摩擦副來生產的,這種摩擦副性能不夠穩(wěn)定,所以影響了離合器的穩(wěn)定性。為解決這一問題

3、,本文首先分析摩擦片工況,建立了摩擦副的熱流分布和熱傳導模型,推導出了摩擦片溫度場的分布;在此研究的基礎上研究了摩擦片應力場的分布、工作過程中摩擦片的受力情況,得到了摩擦副變形失效的機理,并改進了摩擦副的設計方法。本文對此進行了試驗研究,實驗結果表明用該方法設計出的摩擦片較傳統(tǒng)的濕式摩擦片性能明顯提高。
　　基于PLC恒壓供水控制系統(tǒng)的實現。根據系統(tǒng)的工作要求,以及水廠在采用線性控制時水壓不穩(wěn)定的實際工況,本文采用以西門子S7-2

4、00型PLC為核心構建了控制系統(tǒng),采用了常規(guī)PID控制方法根據水壓波動情況來調節(jié)液體粘性調速離合器的輸出轉速控制,同時控制水泵的啟停,從而來達到恒壓供水的目的。
　　控制方法的改進。水廠生產表明,由于恒壓供水系統(tǒng)是個高階次、非線性、大滯后、強耦合、多變量、參數時變的系統(tǒng),難以得到精確的數學模型,所以采用常規(guī)的PID控制后系統(tǒng)的穩(wěn)定性仍不能滿足使用要求,故有必要對控制方法進行改進。針對該系統(tǒng)的特點,本文采用了自適應模糊PID控制,將