限矩型液力偶合器的型式试验

本节内容摘自JB/T 9004.2—1999。

液力偶合器在进行了出厂试验的前提下，还需要按相关标准进行型式试验。型式试验的项目包括：性能试验、可靠性试验和寿命试验。性能试验在一些生产企业里并不具备条件，只能送到有关检测机构去试验。可靠性试验和寿命试验则是通过工业运行试验去考核的。

1.试验规则

凡属下列情况之一者，必须进行型式试验：

1）试制新产品。

2）新产品鉴定。

3）老产品改型或转产。

4）定期抽检。

5）进口产品。

2.试验项目

出厂试验合格的产品方可进行型式试验。

（1）性能试验

以动态连续测试法测定起动特性曲线、制动特性曲线。

以静态逐点测试法测定出通用外特性曲线并整理原始特性曲线。

在上述两种测试方法中，推荐动态连续测试法。

（2）可靠性试验

产品在工业运行中以平均无故障工作时间（MTBF）进行考核。

（3）寿命试验

通过工业应用考核出产品的寿命。

3.性能试验条件

（1）工作介质

液力偶合器性能试验的工作液体规定为6号液力传动油或HU—20汽轮机油（或难燃液或清水）。

（2）输入转速

液力偶合器输入转速为额定转速。

（3）测试中的液温

规定的测试温度：6号液力传动油或HU—20汽轮机油温度为（75±5）℃，难燃液或清水温度为（65±5）℃。

（4）仪器仪表的静标定精度

仪器仪表的静标定精度应符合表1-13的规定。

表1-13 仪器仪表的静标定精度

注：仪器仪表应按规定定期进行标定。

4.性能试验方法

（1）动态性能试验方法

按规定时间以模拟载荷装置（飞轮加载装置、机械制动器）测定起动特性曲线和制动特性曲线。

1）试验装置示意图见图1-6。

图1-6 试验装置示意图

1—转矩转速传感器 2—交流电动机 3—变速箱 4—被测液力偶合器 5—水力测功机 6—机械制动器 7—飞轮加载装置 8—变速箱 9—电涡流测功机 10—x-y函数仪 11—转矩转速仪

注：图中所示为液力偶合器动态性能测试系统及静态性能测试系统。动态性能试验是以飞轮加载装置、机械制动器加载，静态性能试验是以水力测功机（或电涡流测功机）加载，亦可按试验需要与实际条件配备相应的加载装置。

2）测定总容积 将液力偶合器腔体内工作液体放净后，以量杯度量工作液体并注入液力偶合器腔体中，直到注满为止，测得容积。

3）充液 将液力偶合器腔体中液体放净后，按40%充液率将工作液体注入液力偶合器腔体中。

4）加载时间 起动时间和制动时间均为（16±6）s。

5）由飞轮加载装置、机械制动器模拟工业运行工况加载，在标好x-y函数仪的纵坐标、横坐标后方可记录。起动电动机，当偶合器达到稳定运转后再制动，由x-y函数仪绘出起动特性曲线和制动特性曲线。

6）依次分别按充液率45%、50%、55%、62.5%、70%、80%充液，由x-y函数仪绘出起动特性曲线和制动特性曲线。

（2）静态性能试验

试验中以水力测功机或电涡流测功机，以及其他能稳定加载的设备逐点加载测得各M_T、N_T点，绘出外特性曲线族，再经数据处理绘出原始特性曲线族。

1）测定总容积 将液力偶合器腔体内工作液体放净后，以量杯度量工作液体并注入液力偶合器腔体中，直到注满为止，测得容积。

2）充液 将液力偶合器腔体中液体放净后，按40%充液率将工作液体注入液力偶合器腔体中。

3）由水力测功机或电涡流测功机按预定的M_T或N_T逐点加载，每次加载待仪表稳定后，方可记录数值（泵轮、涡轮转速n_B、n_T以及泵轮、涡轮力矩M_B、M_T）。在可测得的n_T范围内，测试点应不少于15个，在曲线的波峰、波谷处测试应密集些，并记录测量温度。

4）依次分别按充液率45%、50%、55%、62.5%、70%、80%充液，测定数据并绘出偶合器M_T—n_T外特性曲线。

5.性能试验数据处理

（1）通用外特性曲线(www.xing528.com)

包括不同充液率的外特性曲线在内的曲线族。应按上述静态性能试验的记录值在坐标纸上记出各充液率下的M_T—n_T曲线族。

（2）原始特性曲线

泵轮力矩系数λ_B与转速比i的关系曲线。

式中 λ_B——泵轮力矩系数（min²/m）；

M_B——泵轮力矩（N·m）；

n_B——泵轮转速（r/min）；

D——工作有效直径（m）；

ρ——工作液体密度（kg/m³）；

g——重力加速度（m/s²）。

转速比：

式中 n_T——涡轮转速（r/min）。

计算出各充液率的λ_B、i值，在坐标纸上以λ_B×10⁶为纵坐标，i为横坐标，绘出λ_B—i不同充液率的原始特性曲线族。

转差率：

过载系数：

注：M_max、M_n分别是在同一条特性曲线上的最大力矩和额定力矩。

波动比：

注：M_max、M_min是在i≤0.9区间的同一条特性曲线上的最大力矩和最

小力矩。

（3）液力偶合器额定功率N_H与充液量q关系曲线

计算出各充液量的额定功率N_H，在坐标纸上以额定功率N_H为纵坐标，充液量q为横坐标，绘制出N_H—q曲线。

额定功率：

式中 N_H——额定功率（kW）；

λ_0.96——额定转速比i=0.96时泵轮力矩系数。

6.降速试验法

若被测偶合器功率或力矩大于试验装置时，允许按试验装置提供的力矩，在保证雷诺系数Re≥5×10⁶条件下采用降低转速的方法试验。

雷诺数：

式中 γ——工作油的运动黏度（m²/s）。

7.可靠性试验方法

在工业运行现场统计产品平均无故障工作时间。

（1）平均无故障工作时间

式中 N——被测偶合器的总台数；

t_i——各台偶合器的工作时间（h）；

∑γ——各台偶合器累积出故障次数。

（2）可靠性试验指标

可靠性试验指标规定带式输送机、球磨机、斗轮堆取料机等机械的液力偶合器平均无故障工作时间MTBF不低于4000h；用于煤矿井下刮板输送机的液力偶合器平均无故障工作时间MTBF不低于2000h（在计算故障次数时不考虑轻微故障，对于过热、易熔塞喷液、更换易熔塞则不属于故障）。

8.寿命考核方法

（1）工业运行考核

工业运行考核时，选用带式输送机、球磨机、斗轮堆取料机等机械的使用环境进行考核，根据运行和液力偶合器耐用程度，按使用条件与产品水平经调研统计确定出液力偶合器的使用寿命。

（2）寿命考核指标

寿命考核指标规定带式输送机、球磨机、斗轮堆取料机等机械的液力偶合器使用寿命不少于20000h；用于煤矿井下刮板输送机的液力偶合器寿命不少于10000h（寿命以叶轮或外壳损坏无法修理，需更换为准）。

9.性能试验报告

性能试验报告内容包括如下各项：试验时间、地点；被测试液力偶合器型号；产品编号；出厂日期；制造单位；试验负责单位；试验装置与仪器仪表布置系统示意图；仪器仪表型号和精度等级；使用的工作液体；试验程序和数据处理；试验结果及分析；通用特性曲线和原始特性曲线；额定功率与充液量的关系曲线；对该液力偶合器性能的评价及改进建议。