Назначение и общие сведения, предъявляемые требования к сцеплениям и их классификация. Страница 7

где ЬЭф — эффективная толщина материала, участвующего в теплопоглощении; Fo — число Фурье; tn и tl — безразмерные параметры мощности и работы буксования; К —■ коэффициент теплопроводности; Аа — номинальная площадь поверхности трения.
Значение числа Фурье зависит от соотношения эффективной и действительной толщин элементов пары трения. При Ь<ЬЭф Fo=at6fb2; при Ь>Ьэф Fo=l/3.
Согласно данным работы [45],

здесь а — температуропроводность; X, С и у — соответственно теплопроводность материала, удельная массовая теплоемкость и плотность.
Расчеты по формуле (2.247) при максимальном времени буксования ^6 = 3,5 с показывают, что для фрикционных накла­док ЬЭф не превышает 1,8 мм, а для металлических контртел — 12 мм. Следовательно, соотношение Ъ>Ьэф выполняется для всех современных автотракторных ФС. После подстановки (2.247) в (2.246) при условии, что коэффициент распределения тепловых потоков определяется по формуле Ф. Шаррона [45], получаем
где индекс 1 относится к металлическому элементу пары, а ин­декс 2 — к фрикционной накладке.
С учетом коэффициента кь распределения работы буксова­ния по парам трения текущая средняя температура поверхно-
сти трения
0,577£ J>,          Тд, + т, О* —-—4^-----£_'. (2.248)
Безразмерные параметры т# и тг, входящие в выражение (2.248), определяются ниже.
Достоверность методики расчета €* применительно к авто­тракторным ФС подтверждена стендовыми и эксплуатационны­ми испытаниями. Погрешность расчетов не превышает 13%.
Входящую в выражение (2.104) температуру вспышки мож­но определить по формуле [45]
°всп^   Tl/2T(4v0i:i)/(4vo)   Р' (2,249)
где tv и тР—безразмерные параметры скорости скольжения и осевого усилия на парах трения;
где Fck максимальная скорость скольжения по эффективно­му радиусу трения; г0 и /20—-радиус закругления вершин и максимальная высота микронеровностей поверхности; цс и vo — параметры кривой опорной поверхности контртела; fc0 отно­шение контурной площади поверхности трения к номинальной; НВ — твердость фрикционного материала; Ртак —- максималь­ное усилие на поверхности трения.
Для автомобильных и тракторных ФС г0= 171,2-10~6 м; й0=1,9.10~б м; fco-1,72; v0 = 2,l.
Из-за сложности определения действительной площади кон­такта при взаимодействии рабочих поверхностей трения в пер­вом приближении можно принять %^1 [45].
Для определения безразмерных параметров tn, tl> tv, хр, входящих в выражения (2.248) и (2.249), необходимо распо­лагать законами изменения мощности трения, работы буксова­ния, скорости скольжения и осевого усилия в процессе включе­ния ФС.
Мощность трения ФС
Nv = МТ (дад соЛ) -=Жта)6.
Угловые скорости шд и соп, а также момент, передаваемый ФС в процессе включения, переменны. Выражения мощности и скорости скольжения на соответствующих участках диаграм­мы разгона МТА, согласно подразделу 2.8:
при 0 <. / < /0
^.0==-^f^-«W; (2.250)
Рис. 2.69. Кривые изменения временных безразмерных пара­метров процесса нагружения сцепления автомобиля, рассчи-

0,8
тайные по уравнениям:
J   —   (2.204);   2   —   (2.266);   3 —
(2.267); 4 — (2.265)
0,6
Их графическая интер­претация дана на рис. 2.69.
Из формул (2.104), (2.248) и (2.249) следует,
что температура на по­верхностях трения ФС из­меняется во времени. При
0,2     0^ (0,0     0,8 г
этом теоретически и экс­периментально доказано, что ее максимум в тракторных ФС достигается при т=0,65, а в автомобильных ФС при т=0,45... 0,65. Поэтому соответствующие расчеты  по  формуле (2.104) необходимо производить при этих значениях т.
В результате экспериментальных исследований, выполнен­ных во ВНИИАТИ и МАМИ, установлено, что в ФС с асбо-фрикционными накладками для наиболее распространенных условий эксплуатации машин учет #Всп уточняет вычисление flmax на 3...4%. При весьма тяжелых условиях эксплуатации уточнение также невелико и составляет 3...4% для ФС легко­вых автомобилей и 7... 11% (при некоторых значениях т и до 20%) для ФС грузовых автомобилей и тракторов. Поэтому при проектных и поверочных расчетах ФС с асбофрикционны-ми накладками учет ЬЬСп при определении #тах целесообразно проводить только тогда, когда машина предназначена для ра­боты в тяжелых условиях.
В случае применения более твердых фрикционных накладок (металлокерамических) учет температуры вспышки обязателен.
Физико-механические характеристики некоторых наиболее распространенных материалов, применяемых в ФС, приведены в табл. 2.12 [2, 8, 43].
Предельные возможности полимерных композиционных на­кладок лимитируются двумя основными компонентами: арма­турой (или основным наполнителем) и связующим. Так, асбест теряет свою прочность в зависимости от времени нагрева при 500...700°С, а термостойкость связующего еще ниже, поэтому температура его разложения с учетом времени действия этой температуры обычно принимается за критерии работоспособно­сти накладок на основе асбеста и ФС в целом. В ГОСТ 1786—80 установлены следующие допустимые температуры.
2.J2. Характеристики материалов, применяемых в ФС
Удельная
Коэффициент
Материал
Плотность
теплоемкость
теплопровод-
Твердость
р( кг/м3
с, Дж/(кгХ ХСС)
ности Я,
НВ, МПа
Вт/(м-°С)
Серый чугун:
1630 ... 2280
1700 ...2290
1700 ...2410
Фрикционный:
210... 320


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