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基于AMESim的抓斗采矿船液粘调速系统仿真
刘方超，张玉莲
(浙江海洋学院 船舶与海洋工程学院，浙江 舟山)
阐述了液粘调速离合器的原理及其在抓斗采矿船动力传动系统上的应用，利用AMESim动力仿真软件对抓斗采矿船的动力传动系统进行建模，调节元件模型参数，优化模型。通过仿真抓斗采矿船的一个典型工作循环，得到了系统的动态性能曲线。通过分析仿真结果，验证了液粘调速离合器的作用效果及模型的有效性。
抓斗式采矿船由于采矿效率高、环境适应力强等特点，已成为当今浅海采矿船的主要形式。然而随着抓斗斗容的不断增大，对设备的技术要求也越来越高，稳定而灵活地控制抓斗吊放，对采矿效率及安全性有着重要的意义。但是对于载荷如此巨大且工矿复杂、换向调速频繁的设备，一般的调速离合设备很难满足要求。通过比较已有的各种传动装置发现，近几年发展起来的一种新型调速装置——液粘调速离合器具有明显的技术优势。利用这种离合器与液力变矩器结合构成的传动系统，能够很好地适应大型抓斗式采矿船舶。本文利用AMESim系统建模仿真软件对斗容30m3抓斗采矿船的液粘调速动力传动系统进行建模，并就抓斗的一个典型工作循环进行动态仿真分析。
1液粘调速离合器
液粘调速离合器是基于流体力学中牛顿内摩擦定律发展起来的一种新型流体传动技术，基本原理为（如图1所示）:相对运动两平板间单位面积上的油膜剪切力F与液体的动力粘度μ、平板间的相对速度v成正比,与平板间的间隙即油膜厚度h成反比［1］,其计算表达式为：
τ=μ·Δv/h
液粘调速离合器的基本结构如图2所示，在输入轴与输出轴上各固定有数个摩擦圆盘，两组圆盘同轴交错叠放。动力由输入轴上的花键传至主动摩擦片,再通过油膜剪切作用将动力传至被动摩擦片, 然后经由花键传至输出轴。通过调节作用在摩擦片上的液压缸的油压可以改变摩擦片的间距。根据流体的牛顿内摩擦定律，在传递的扭矩不变的情况下，通过连续地调节油缸压力，能够进行输出转速的无级调节。冷却及润滑系统用于向摩擦片之间提供具有一定压力的工作油,以保证在摩擦片之间形成稳定的油膜, 并带走由于滑摩产生的热量, 保证调速器持续稳定地工作［2］。液粘调速离合器具有以下特点［3］：
a.可实现输出转速、转矩的无级调速。
b.能实现软启动，遇到过载冲击时自动限矩，从而保护传动系统不受损。
c.易于实现闭环控制，调速灵敏、稳定、精度高。
d.摩擦片之间产生的滑摩热被不断循环的工作液体及时带走，使设备能够长时间运转。......
作者简介：刘方超（1985—），男，辽宁朝阳人，浙江海洋学院硕士研究生，主要研究方向为船舶动力工程及配套设备。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网025-83726289）
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