專利名稱:液體粘性調(diào)速離合器摩擦副設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種離合器,具體地說(shuō),涉及的是一種設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法。液體粘性調(diào)速離合器(簡(jiǎn)稱HVD)工作性能的優(yōu)劣與很多因素有關(guān),而作為其動(dòng)力傳輸核心的傳動(dòng)摩擦副,更是關(guān)鍵。HVD摩擦副的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是直接借用普通濕式離合器摩擦副的設(shè)計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)方法應(yīng)用在某些中、小功率級(jí)HVD上或?qū)VD調(diào)速精度要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合,尚能基本滿足工程需要;但隨著HVD向大型化/微型化、高精度控制等方向的發(fā)展,這種完全借用普通濕式離合器摩擦副的設(shè)計(jì)方法,已經(jīng)越來(lái)越不能滿足工程實(shí)際提出的高性能要求。因此,有必要根據(jù)HVD的工作機(jī)理、實(shí)際工況和性能特點(diǎn),對(duì)其摩擦副的設(shè)計(jì)、校核方法進(jìn)行研究。HVD的工作原理如
圖1所示。圖中主動(dòng)軸7與摩擦副的主動(dòng)摩擦片9相連,被動(dòng)軸 11與摩擦副的被動(dòng)摩擦片10相連。主、被摩擦動(dòng)片9、10之間的微小間隙充滿了具有一定動(dòng)力粘度的工作介質(zhì)(由圖1中液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)提供),形成圓盤狀的油膜。工作時(shí),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸7帶動(dòng)主動(dòng)摩擦片9旋轉(zhuǎn)摩擦副間的粘性流體油膜將產(chǎn)生一定的牛頓剪切力, 該力的大小與摩擦副間隙即油膜厚度h成反比。油膜的牛頓剪切力帶動(dòng)被動(dòng)摩擦片10同向旋轉(zhuǎn),但與主動(dòng)摩擦片9存在一定的轉(zhuǎn)速差。被動(dòng)摩擦片10通過(guò)被動(dòng)軸把轉(zhuǎn)速和扭矩最終傳遞給負(fù)載。通過(guò)改變控制油路(即圖1中的液壓控制系統(tǒng))的輸出油壓可以對(duì)控制活塞8的行程進(jìn)行調(diào)節(jié),從而改變主、被動(dòng)摩擦片9、10的間距(即油膜厚度h),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出轉(zhuǎn)速、扭矩大小的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足,提供一種設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法,設(shè)計(jì)出滿足工程實(shí)際提出的高性能要求的離合器摩擦副。為實(shí)現(xiàn)上述的目的,本發(fā)明所述的設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法,包括以下步驟第一步,獲取摩擦副額定負(fù)載HVD主機(jī)若有η對(duì)摩擦副,則其額定負(fù)載為式中μ——油液動(dòng)力粘度;Δ ω—相對(duì)轉(zhuǎn)速差;h——油膜厚度;禮、R2——摩擦副有效工作面的內(nèi)、外半徑;A——摩擦副有效工作面的面積;η——HVD主機(jī)若摩擦副對(duì)數(shù)。第二步,摩擦副材料選擇摩擦副包括摩擦片和對(duì)偶片。對(duì)偶片是表面光潔的金屬圓盤,一般采用20號(hào)、45 號(hào)、65Μη等鋼材料;摩擦片是在金屬芯片上燒結(jié)上摩擦材料襯面形成的圓盤。摩擦材料襯面用于提高摩擦副間的摩擦因數(shù)和耐密性。摩擦副材料采用紙基摩擦材料。
背景技術(shù):
第三歩,摩擦副內(nèi)外徑的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)
權(quán)利要求
1. 一種設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法,其特征在于所述離合器為液體粘性調(diào)速離合器 HVD,包括以下步驟第一步,獲取摩擦副額定負(fù)載HVD主機(jī)若有η對(duì)摩擦副,則其額定負(fù)載為式中μ——油液動(dòng)力粘度;Δ ω—相對(duì)轉(zhuǎn)速差;h——油膜厚度;禮、R2——摩擦副有效工作面的內(nèi)、外半徑;A——摩擦副有效工作面的面積;η——HVD主機(jī)若摩擦副對(duì)數(shù); 第二步,摩擦副材料選擇摩擦副材料采用紙基摩擦材料; 第三步,摩擦副內(nèi)外徑的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)9/ _ O'Tf — W^t fW —―^_—1........iι ^n Ji ο 一Jftf2y式中T' ω—濕式離合器傳遞扭矩. K—濕式離合器壓緊力遞減系數(shù) F0—濕式離合器摩擦副的控制壓緊力 η□——濕式離合器摩擦副數(shù)目 f——濕式離合器摩擦副動(dòng)摩擦因數(shù) R1 D>R2 □——濕式離合器摩擦副內(nèi)、外半徑在進(jìn)行HVD摩擦副設(shè)計(jì)時(shí),必須聯(lián)立上述兩個(gè)公式進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和校驗(yàn);第四步,摩擦副油槽設(shè)計(jì)HVD裝置摩擦副油槽采用徑向槽和縱橫槽兩種槽形復(fù)合形式; 第五步,摩擦副工作熱平衡校核對(duì)于HVD來(lái)說(shuō),摩擦副間油液轉(zhuǎn)速差造成的功率損失,用扭矩傳遞過(guò)程中的功率損失來(lái)描述熱量來(lái)源 P = ΤΔ ω式中P——摩擦副滑差傳動(dòng)時(shí)的功率損失 T——摩擦副滑差傳動(dòng)時(shí)的扭矩在不考慮油的比熱容和密度隨著溫度變化的條件下,根據(jù)熱量平衡,有 — “ ~h)Αω式中C——潤(rùn)滑油的比熱容 P——潤(rùn)滑油的密度、、t2—潤(rùn)滑油流經(jīng)摩擦副前、后的溫度通過(guò)上述兩個(gè)公式,對(duì)摩擦副在滑差傳動(dòng)工況下的潤(rùn)滑油溫升情況進(jìn)行估算,進(jìn)而對(duì)摩擦片進(jìn)行熱平衡校驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法,其特征在于所述的摩擦副包括摩擦片和對(duì)偶片,對(duì)偶片是表面光潔的金屬圓盤,摩擦片是在金屬芯片上燒結(jié)上摩擦材料襯面形成的圓盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法,其特征在于所述離合器在設(shè)計(jì)和選取摩擦副內(nèi)外徑時(shí),還必須考慮內(nèi)、外徑比C C值,C取0.63 0.75。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法,其特征在于所述油槽的寬度和密度應(yīng)根據(jù)滑差離合器主機(jī)的額定功率、轉(zhuǎn)速參數(shù)設(shè)計(jì),實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)潤(rùn)滑油的強(qiáng)制供油壓力Ps、供油流量A的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇,Ps、A大,則油槽寬度選擇較小值,在能保證摩擦材料不會(huì)剝落的前提下,盡可能地增大油槽的深度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種設(shè)計(jì)離合器摩擦副的方法。所述離合器為液體粘性調(diào)速離合器,包括以下步驟第一步,獲取摩擦副額定負(fù)載;第二步,摩擦副材料選擇;第三步,摩擦副內(nèi)外徑的設(shè)計(jì)與校驗(yàn);第四步,摩擦副油槽設(shè)計(jì);第五步,摩擦副工作熱平衡校核。本發(fā)明在充分考慮HVD的工作原理和實(shí)際工況,對(duì)其摩擦副進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核,能真正滿足工程實(shí)際對(duì)HVD提出的性能要求。本發(fā)明設(shè)計(jì)的摩擦副能廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、自來(lái)水廠、化工廠等HVD調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。實(shí)踐證明,完全能夠滿足工程實(shí)際的需要。
文檔編號(hào)F16D13/60GK102401018SQ20101027532
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者韓飛 申請(qǐng)人:韓飛