Назначение и общие сведения, предъявляемые требования к сцеплениям и их классификация. Страница 1

можно свести до минимума объем регулировочных работ или исключить их совсем.
Необходимость ремонта вызывается достижением предельно­го состояния детали (поломка, износ, сквозные трещины и др.). Чаще всего в ФС заменяют: фрикционные накладки и ступицы у ВД, подшипники MB и ВД, детали механизма выключения.
Для ФС тяговых и транспортных машин экономически выгод­но, чтобы долговечность их основных узлов и деталей была равна сроку службы двигателя до капитального ремонта. Из табл. 1.1 видно, что эти цели еще не достигнуты. Поэтому в нормативно-технической документации часто предусматривается в течение заданного срока службы 1...2 замены ВД, шлифование нажимно­го и промежуточного дисков и др.
Надежность ФС во многом предопределяется выбором его основных размеров. Стремление уменьшить массу и габариты не должно быть самоцелью. Фрикционное сцепление работает в системе «двигатель—трансмиссия», и ее основные параметры должны находиться в определенном соответствии.
В качестве одного из критериев нагруженности ФС принима­ют отношение максимального крутящего момента двигателя Мдтах к площади накладок ФС Аы. Анализ показывает, что за 50 лет этот критерий вырос в ФС легковых автомобилей в 1,8...2,5 раза, грузовых автомобилей — в 1,3... 1,6 раза, тракторов —в 1,3... 1,5 раза. Учитывая, что долговечность современных ФС в 3...4 ра­за выше, чем 50 лет назад, можно сделать вывод о значительном прогрессе в развитии их конструкций и материалов.
Условия труда водителя определяются его ощущением и за­тратами усилий на управление ФС. Неприятные ощущения, свя­занные с работой ФС, возникают обычно при трогании машины с места от крутильных колебаний трансмиссии и нарушения плав­ности хода, т. е. от резкого изменения ускорений. Этот дефект
принято называть «дерганием» машины. Он возникает тогда, когда частота возмущающих воздействий приближается или совпадает с низшей частотой собственных колебаний трансмис­сии, которая обычно равна 10... 12 Гц. Частота колебаний при «дергании», как правило, равна частоте вращения коленчатого вала. Источниками этих воздействий могут быть: несоосность ведущих и ведомых частей ФС, попадание масла на поверхно­сти трения, неисправности в системах питания и зажигания дви­гателя, т. е. факторы, нарушающие равномерную передачу кру­тящего момента.
Усилия водителя на управление ФС определяются работой, затрачиваемой на единичное включение-выключение, умножен­ной на число таких операций за определенный период времени (или пути). Последнее зависит от условий эксплуатации и ква­лификации водителя и может изменяться в 10 и более раз. Ра­бота Lbhk, затрачиваемая на выключение ФС, обычно больше работы LBK на его включение, так как потери в приводе состав­ляют 20...50%. Большая цифра относится к механическим при­водам с небольшим КПД. Применительно к ФС легковых авто­мобилей обычно считают, что легкость управления определяется усилием на педали Рп, ходом педали su (см. рис. 1.1) и равно­мерностью включения. Если два последних параметра приемле­мы, то при Рп^110 Н управление считается легким, при Рп=^ ^ 160 Н —средним и при Рп>160 Н — тяжелым. В этих случа­ях 5П=0,065...0,14 м, a LBbm (без учета привода) будет состав­лять 11...26 Дж. Применительно к тракторам рекомендуется sn~0,15 м и Рп=60...120 Н, где меньшая цифра относится к ФС непостоянно замкнутого типа. Для грузовых автомобилей Рп^150 Н (если привод с усилителем) и Рп^250 Н (без уси­лителя). При этом sn~0,2 м и предельное значение LBbm не должно превышать 30 ... 50 Дж.
Согласно требованиям охраны окружающей среды, во вре­мя работы ФС не должна выделяться пыль и не должен появ­ляться неприятный запах, так как полностью герметизировать картер и кабину (салон) машины не всегда возможно и целесо­образно. Установлено, что пыль, представляющая собой продук­ты изнашивания накладок на асбестовой основе, содержит канцерогенные вещества. Например, на 1 км пути легковой авто­мобиль выделяет от изнашивания накладок тормозов и ФС око­ло 18 мг асбеста, который попадает в окружающую среду и оста­ется в виде пыли непосредственно в кузове автомобиля. В связи с общим расширением мер по охране окружающей среды в СССР и других странах проводятся работы по замене асбеста. При про­ектировании ФС следует учитывать эту тенденцию.
Оптимальность технико-экономических показателей достига­ется сочетанием высокого качества ФС с минимальными затрата­ми на их изготовление. В производстве  ФС нормативно-чистая
продукция составляет значительную часть, так как доля покуп­ных изделий (накладки, подшипники) невелика. Показатель нормативно-чистой продукции зависит от организации производ­ства, конструкции ФС и технологии их изготовления. При опре­деленном уровне качества изделий все экономические показате­ли растут, если производство носит массовый характер, конструк­ции узлов и деталей технологичны и унифицированы, а материалоемкость и число деталей минимальны.
К конструктивным требованиям следует отнести: необходи­мость обеспечить «чистоту» выключения ФС, уравновешенность его вращающихся деталей и малый момент инерции его ВД. Под «чистотой» выключения ФС подразумевается отсутствие поводко­вых моментов на ПТ, приводящих к дополнительному их нагреву и истиранию, а также к затруднению переключения передач. Уравновешенность ФС исключает возникновение нежелательных радиальных сил, препятствующих нормальному функционирова­нию нажимного механизма. Малый момент инерции ВД способ­ствует более быстрому выравниванию окружных скоростей шес­терен с целью безударного переключения передач.
В последующих разделах рассматривается соответствие суще­ствующих конструкций ФС и изложенных требований.
Наиболее полная классификация ФС и их элементов приведе­на на рис. 1.2.
1.2. ОДНОДИСКОВЫЕ СЦЕПЛЕНИЯ
На первых тяговых и транспортных машинах применялись ФС с барабанной и конусной формой трущихся поверхностей, но с началом массового производства они были вытеснены дис­ковыми ФС, у которых в настоящее время и в обозримом буду­щем нет конкурентов. Поэтому в дальнейшем рассматриваются только ФС с этой формой ПТ. Среди них наибольшее распро­странение имеют однодисковые ФС, основные части и назначе­ние которых кратко были рассмотрены на рис. 1.1.
В нажимных устройствах ФС для создания силы РНж, как вид­но из рис. 1.2, могут использоваться различные способы. Однако механический способ остается наиболее распространенным бла­годаря простоте и надежности.
В зависимости от конструкции механических нажимных уст­ройств, обусловливающей состояние ФС в большую часть време­ни, они подразделяются на постоянно и непостоянно замкнутые. Непостоянно замкнутые ФС, обычно рычажного типа, применя­ются на тракторах, экскаваторах и строительно-дорожных маши­нах. Механизмы включения этих ФС бывают жесткими и с ком­пенсационными пружинами, которые позволяют практически избежать снижения силы Рн при изнашивании накладок. Приме­ры различных конструкций, а также параметры отечественных и

зарубежных непостоянно замкнутых ФС приведены в работах [8, 55]. Поэтому в дальнейшем нами рассматриваются только постоянно замкнутые ФС как наиболее распространенные.
При использовании в нажимном устройстве пружин и грузов первоначальное усилие Рн создается обычными пружинами, а до­полнительное— центробежной силой грузов, установленных на рычагах выключения. Такая схема нажимного устройства имеет существенные недостатки: большое усилие, требуемое для вы­ключения ФС при высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя; появление большого момента трения при высоких скоростях и, как следствие, потеря ФС способности снижать динамические нагрузки в трансмиссии. Вследствие этого приме­нение подобных ФС весьма ограничено. Они достаточно подроб­но описаны в работе [8].
Наибольшее распространение в нажимных устройствах ФС получили чисто пружинные механизмы, как с периферийным, так и с центральным расположением пружин.
Нажимные устройства с периферийно расположенными
пружинами
Многие отечественные и зарубежные ФС имеют периферий­но расположенные нажимные пружины, равномерно размещен­ные по одной или двум концентрическим окружностям нажимно­го диска.
Так как нажимные пружины располагаются между кожухом и нажимным диском, то, учитывая потери в направляющих по­следнего, их усилие передается непосредственно на ПТ. Цилинд­рические винтовые пружины, применяющиеся в таких конструк­циях, имеют линейную характеристику. Это означает, что при износе ПТ деформация пружин и их усилие Рнж будут уменьшать­ся. Этот недостаток менее заметен, когда применяют пружины пониженной жесткости. Однако такие пружины имеют большие габариты (длину), что, кроме затруднений в компоновке, приво­дит к тому, что может быть потеряна их продольная устойчи­вость под действием значительных центробежных сил. При этом витки пружин могут касаться или направляющих выступов на­жимного диска, или стаканов кожуха, в результате чего дальней­шее снижение усилия Рн при частоте вращения 6000 мин-1 может достичь 10%. Поэтому часто применяют сдвоенные цилиндриче­ские пружины различной жесткости.
Нажимные пружины должны обладать высокой прочностью при циклических нагрузках и температурах до 150°С. Такие свой­ства имеют материалы с высокими значениями допускаемых на­пряжений [т] и с низким модулем упругости G. Наиболее часто используются стали 50ХФА, 68ГА, имеющие [т] =830...860 МПа и 42...50 HRC3. После навивки следуют отпуск пружин и дробе-

Рис. 1.3. ФС с периферийным расположением пружин фирмы АП:
/ — кожух; 2 — нажимной диск; 3 — пята; 4 — рычаг; 5 — гайка; 6 — ось; 7 — опорная пластина; 8 — цапфа; 9 — ведущая пластина
струйная обработка. Для предотвращения коррозии пружины подвергают дополнительной обработке (фосфатирование, цинко­вание, кадмирование и т. п. или окраска). Процесс обработки часто заканчивается термофиксацией, когда пружина выдержи­вается при температуре #=200°С под определенной нагрузкой.
У пружин обычно контролируют длину в свободном состоя­нии, наружный диаметр, перпендикулярность торцев относитель­но продольной оси, нагрузку при заданной осадке. Последний показатель основной, так как определяет рабочее усилие ПТ включенного ФС. Современная технология обеспечивает откло­нение номинального усилия в пределах 5%. Иногда пружины контролируют на ползучесть. Для этого, например, определяют снижение усилия после шестичасовой выдержки при температу­ре 200°С.
Основные параметры цилиндрических винтовых пружин ФС отечественного производства представлены в работе [55]. Типо-размерный ряд однодисковых ФС с периферийно расположенны­ми пружинами фирмы «Фихтель и Сакс» (ФРГ) представлен в табл. 1.2, а типичное ФС фирмы АП (Великобритания) —на рис. 1.3. Технические характеристики и конструкции ФС других фирм достаточно полно представлены в работах [8, 54, 55].
1.2. Основные параметры однодисковых ФС с периферийно расположенными винтовыми пружинами
фирмы «Фихтель и Сакс» для грузовых автомобилей, тракторов и других машин
Типоразмер
Параметр
ОС
а; "О COUh
ccfp
G420; GF420; GF420X
cn О
Максимальный    момент двигателя
-Мдтах, Н
Наружный/внутренний диаметры на-
кладок DH/DB, мм
Номинальная   площадь   трения Лк, см2
Номер картера (по SAE)
Масса ведущих частей тв.ч, кг
Ход выключения выжимного подшип­ника 5вык, мм
Усилие выключения   на выжимном подшипнике РВык, Н
<<< Предыдущая страница  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11    Следующая страница >>>


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