液體粘性調速離合器摩擦副設計方法
2023-06-17 22:33:21 1
專利名稱：液體粘性調速離合器摩擦副設計方法
技術領域：
本發明涉及一種離合器，具體地說，涉及的是一種設計離合器摩擦副的方法。液體粘性調速離合器(簡稱HVD)工作性能的優劣與很多因素有關，而作為其動力傳輸核心的傳動摩擦副，更是關鍵。HVD摩擦副的傳統設計是直接借用普通溼式離合器摩擦副的設計方法。這種設計方法應用在某些中、小功率級HVD上或對HVD調速精度要求不高的應用場合，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展，這種完全借用普通溼式離合器摩擦副的設計方法，已經越來越不能滿足工程實際提出的高性能要求。因此，有必要根據HVD的工作機理、實際工況和性能特點，對其摩擦副的設計、校核方法進行研究。HVD的工作原理如
圖1所示。圖中主動軸7與摩擦副的主動摩擦片9相連，被動軸 11與摩擦副的被動摩擦片10相連。主、被摩擦動片9、10之間的微小間隙充滿了具有一定動力粘度的工作介質(由圖1中液壓潤滑系統提供)，形成圓盤狀的油膜。工作時，電動機驅動主動軸7帶動主動摩擦片9旋轉摩擦副間的粘性流體油膜將產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被動摩擦片10同向旋轉，但與主動摩擦片9存在一定的轉速差。被動摩擦片10通過被動軸把轉速和扭矩最終傳遞給負載。通過改變控制油路(即圖1中的液壓控制系統)的輸出油壓可以對控制活塞8的行程進行調節，從而改變主、被動摩擦片9、10的間距(即油膜厚度h)，最終實現對輸出轉速、扭矩大小的無級調節。
發明內容
本發明的目的在於解決現有技術中的上述不足，提供一種設計離合器摩擦副的方法，設計出滿足工程實際提出的高性能要求的離合器摩擦副。為實現上述的目的，本發明所述的設計離合器摩擦副的方法，包括以下步驟第一步，獲取摩擦副額定負載HVD主機若有η對摩擦副，則其額定負載為式中μ——油液動力粘度；Δ ω—相對轉速差；h——油膜厚度；禮、R2——摩擦副有效工作面的內、外半徑；A——摩擦副有效工作面的面積；η——HVD主機若摩擦副對數。第二步，摩擦副材料選擇摩擦副包括摩擦片和對偶片。對偶片是表面光潔的金屬圓盤，一般採用20號、45 號、65Μη等鋼材料；摩擦片是在金屬晶片上燒結上摩擦材料襯面形成的圓盤。摩擦材料襯面用於提高摩擦副間的摩擦因數和耐密性。摩擦副材料採用紙基摩擦材料。
背景技術：
第三歩，摩擦副內外徑的設計與校驗
權利要求
1. 一種設計離合器摩擦副的方法，其特徵在於所述離合器為液體粘性調速離合器 HVD，包括以下步驟第一步，獲取摩擦副額定負載HVD主機若有η對摩擦副，則其額定負載為式中μ——油液動力粘度；Δ ω—相對轉速差；h——油膜厚度；禮、R2——摩擦副有效工作面的內、外半徑；A——摩擦副有效工作面的面積；η——HVD主機若摩擦副對數； 第二步，摩擦副材料選擇摩擦副材料採用紙基摩擦材料； 第三步，摩擦副內外徑的設計與校驗9/ _ O'Tf — W^t fW —―^_—1........iι ^n Ji ο 一Jftf2y式中T' ω—溼式離合器傳遞扭矩. K—溼式離合器壓緊力遞減係數 F0—溼式離合器摩擦副的控制壓緊力 η□——溼式離合器摩擦副數目 f——溼式離合器摩擦副動摩擦因數 R1 D>R2 □——溼式離合器摩擦副內、外半徑在進行HVD摩擦副設計時，必須聯立上述兩個公式進行綜合設計和校驗；第四步，摩擦副油槽設計HVD裝置摩擦副油槽採用徑向槽和縱橫槽兩種槽形複合形式； 第五步，摩擦副工作熱平衡校核對於HVD來說，摩擦副間油液轉速差造成的功率損失，用扭矩傳遞過程中的功率損失來描述熱量來源 P = ΤΔ ω式中P——摩擦副滑差傳動時的功率損失 T——摩擦副滑差傳動時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，根據熱量平衡，有 — 「 ~h)Αω式中C——潤滑油的比熱容 P——潤滑油的密度、、t2—潤滑油流經摩擦副前、後的溫度通過上述兩個公式，對摩擦副在滑差傳動工況下的潤滑油溫升情況進行估算，進而對摩擦片進行熱平衡校驗。
2.根據權利要求1所述的設計離合器摩擦副的方法，其特徵在於所述的摩擦副包括摩擦片和對偶片，對偶片是表面光潔的金屬圓盤，摩擦片是在金屬晶片上燒結上摩擦材料襯面形成的圓盤。
3.根據權利要求1所述的設計離合器摩擦副的方法，其特徵在於所述離合器在設計和選取摩擦副內外徑時，還必須考慮內、外徑比C C值，C取0.63 0.75。
4.根據權利要求1所述的設計離合器摩擦副的方法，其特徵在於所述油槽的寬度和密度應根據滑差離合器主機的額定功率、轉速參數設計，實際應用中，根據潤滑油的強制供油壓力Ps、供油流量A的大小進行設計選擇，Ps、A大，則油槽寬度選擇較小值，在能保證摩擦材料不會剝落的前提下，儘可能地增大油槽的深度。
全文摘要
本發明公開一種設計離合器摩擦副的方法。所述離合器為液體粘性調速離合器，包括以下步驟第一步，獲取摩擦副額定負載；第二步，摩擦副材料選擇；第三步，摩擦副內外徑的設計與校驗；第四步，摩擦副油槽設計；第五步，摩擦副工作熱平衡校核。本發明在充分考慮HVD的工作原理和實際工況，對其摩擦副進行設計和校核，能真正滿足工程實際對HVD提出的性能要求。本發明設計的摩擦副能廣泛應用於火力發電廠、自來水廠、化工廠等HVD調速節能系統的工業現場。實踐證明，完全能夠滿足工程實際的需要。
文檔編號F16D13/60GK102401018SQ20101027532
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者韓飛 申請人:韓飛