Назначение и общие сведения, предъявляемые требования к сцеплениям и их классификация. Страница 9

1000
Z000 пич,мин
-t ность соблюдается с до-
статочной точностью при испытаниях различных ФС в реальных условиях и на стендах. В соответствии с изло­женными в подразд. 2.9 теоретическими представлениями уве­личение NT сопровождается повышением температуры в ПТ. Зависимости, показанные на рис. 3.26, подтверждают расчеты. Рост тЗу нажимного диска за единичное включение ФС при уве­личении Пнч определяется LT и NT, массой деталей и условиями теплоотдачи в окружающую среду. Сделанные выше выводы о влиянии пнч на характеристики процесса буксования можно по­лагать общими для всех ФС сухого типа, так как они были сделаны на основе дорожных и стендовых испытаний прак­тически всех отечественных и многих зарубежных конструк­ций. При трогании машины с места Мд расходуется на преодоле­ние момента сопротивления Мс и инерционного момента Mj. На рис. 3.27 представлены результаты расчета удельной ра­боты буксования аТ при различных МС9 откуда видно, что с рос- аг, Дж/см2- 200 5 6 4/ 100 20 40 60 80 100 120 Мс, Н-М Рис. 3.27. Зависимость удельной работы буксования от Мс при лнч = = 1000 мии-1: / — ЗИЛ-431410; 2 — ГАЗ-43; 3 — MA3-500; 4 — ГАЗ-24; 5 — ВАЗ; 6 — «Москвич- 2140»; 7 — ЗАЗ-968 Рис. 3.28. Влияние момента со­противления на работу и мо: мент трения ФС автомобилей: 1 — ЗИЛ-431410, вторая передача, лнч=900 мин-1; 2 ~ МАЗ-503, пер­вая передача, лнч=800 мин—*; 3— «Москвнч-2140», первая передача, ггнч=2900 мин-1;-работа; --,---момент трения том Мс ат увеличивается по степенной зависимо­сти. Конечные точки на кривых определяют значе­ния MCi после которых Lt-vco, а разгон машины становится практически невозможным. Экспериментальные зависимости, показанные на рис. 3.28, подтверждают сказанное. С увеличением Мс растут абсолютные значения работы и момента трения. Следствием этого является увеличение прироста температуры в течение процесса включения ФС и, в конечном счете, ухудшение рабо­тоспособности ПТ. Конструктивные особенности ФС влияют на характеристики трения и износа (/т и /) как непосредственно, так и через дав­ление, скорость буксования и температуру. Последняя опреде­ляется тепловыми потоками, которые зависят от многих фак­торов, в том числе и от конструктивных, При одинаковых тем­пературах на поверхностях объемные температуры в ПТ не рав­ны из-за различия теплофизических свойств материалов, их масс и т. д. Влияние последнего фактора можно оценить коэф­фициентом Кы, представляющим собой отношение масс махо­вика ти и нажимного диска тд. В зависимости от Км соотно­шение объемных температур нажимного диска тЗ^д, накладки тЗун и маховика т}ум может быть т}уд>тЭун>'0ум или Фуд> >'6ум>'г}1/н. Последнее более выгодное соотношение характер­но для ФС, где Км меньше. Испытания показывают, что при всех фиксированных температурах с увеличением Км растет и отношение тЗуд/тЗум. Кроме того, для каждого типа ФС значе­ния тЗуд/тЗум увеличиваются и с ростом начальной температуры. Различный температурный режим в ПТ накладка — нажим­ной диск и накладка — маховик, когда тЗуд может превышать bvM почти в 3 раза, отрицательно сказывается как на надежно­сти передачи ФС Мд, так и на долговечности ПТ из-за того, что накладка со стороны нажимного диска изнашивается значи­тельно больше. Для известных типов отечественных и зарубеж­ных накладок это различие может достигать восьми раз. Экс­перименты показали, что неравномерность износа накладок ВД можно нивелировать уменьшением Км (в идеальном случае до 1), направленной вентиляцией элементов ПТ и применением на­кладок с различными физико-механическими свойствами. При этом наилучшие показатели ПТ получаются тогда, когда коэф­фициент трения fT выше в паре накладка —маховик, так как в этом случае температура контртел оказывается примерно оди­наковой. Накладки ВД неравномерно изнашиваются и по ширине. Разность между износом накладок по наружному RH и внут­реннему RB радиусам достигает в ФС большого размера (1 мм), причем она уменьшается с сокращением ширины накладки, что объясняется по меньшей мере двумя причинами: неравномер­ным распределением нормального давления и температур. На­пример, в ФС ЯМЗ-236, где ^н = 0,2 м и RB=0,ll м, поверх­ностная температура нажимного диска (на глубине 0,2 мм от поверхности трения) распределяется следующим образом: при •бу=50... 100°С температура на i?H превышает температуру на /?в в 1,2... 1,3 раза, а при bv=200... 250°С — в 1,4... 1,6 раза. Распределение объемных температур в накладках в значи­тельной степени зависит от способа их крепления к ВД. При достаточно плотном креплении (качественная приклепка к плос­кому диску, приклейка, приформовывание) оно соответствует вышеописанному для нажимного диска. Когда накладки приле­гают к ВД неплотно или к ним обеспечивается хороший доступ воздуха, то температура по Ru обычно меньше, чем по RBj в 1,2... 1,3 раза. Тепловое состояние и износофрикционные свойства ПТ силь­но зависят от осевой податливости ВД и коэффициента взаим­ного перекрытия Квз- На рис. 3.29 показано, что в ФС ЯМЗ-236 с жестким ВД наблюдается быстрый нагрев НД до установившегося значе­ния тЗу, после чего режим нагрева изменяется по кривой, близ­кой к синусоиде, с амплитудой 30...40°С и периодом 25... 30 включений. Кривая температуры т}тах имеет еще более выра­женный периодический характер с амплитудой около 250°С. С введением под накладку упругих элементов (/Свз=1) на­грев нажимного диска происходит быстрее. При этом f}y— = 170... 180°С, т. е. значительно меньше, чем в предыдущем случае, и ее амплитуда почти незаметна, a f}max^280.„ 300°С. При использовании УВД с накладками в виде частей кольца с Kva=0,9 (см. рис. 1.19) закономерности изменения fly и f}max по мере нарастания числа включений Z аналогичны предыду­щему случаю. Однако абсолютные значения f}y несколько вы­ше (около 200°С), а значения Ьуи несколько ниже (около 280°С), чем у ПТ с УВД предыдущего типа. Отметим также, что уменьшение разности f}max—тЗу и отсутствие колебаний fly и Фтах по Z, присущее упругим дискам, благоприятно сказывает­ся на стабильности /т и теилонапряженности контртел. 0 11 Z4 36 W 60 71 Z Рис. 3.29. Зависимости bv и г>тах от Z в ФС ЯМЗ-236 для различных ВД: - без осевой податливости и с кольцевыми накладками; —. — с односто­ронней податливостью и кольцевыми накладками; — х — с двусторонней осевой подат­ливостью и секторными накладками;----— без осевой податливости и с на­кладками в виде кнопок В ФС с ВД, где накладки выполнены в виде кнопок (/Свз— =0,35), абсолютные значения тЗу лежат в зоне, полученной при испытании УВД, но кривая тЗу—f(Z) имеет периодический ха­рактер с амплитудой 30... 50°С и периодом 12... 15 включений. Еще более ярко выраженный периодический характер имеет кривая $VM=f(Z), где при том же периоде амплитуда колеба­ний тЗупах достигает 200°С, а разность r>max—Фу составляет 50... 200 °С. Периодическое изменение температур присуще всем деталям ПТ ФС с жестким ВД. Время выхода на установившейся ре­жим и амплитуда зависят, как это видно из рис. 3.30, также от времени охлаждения fox: чем меньше г0х, тем амплитуда и время выхода на установившийся режим больше. Показанные на рис. 3.29 и 3.30 зависимости получены при практически одинаковых от включения к включению значениях LT и NTi отнесенных к номинальной площади трения. Это озна­чает, что причина периодического изменения температур заклю­чается в периодичности процессов образования, существования и разрушения рабочего слоя во время работы ФС, предсказан- Рис. 3.30. Зависимость by от чис­ла включений при различном вре­мени охлаждения ного в свое время молеку-лярно-механической теори­ей трения и изнашивания. Снижение абсолютных
значений температур и осо-
бенно уменьшение разности между г}тах и f3v, показан­ные на рис. 3.29 и 3.30 для


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я