摩擦离合器

表1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　摩擦离合器的摩擦功和发热量计算

简　　 图

计 算 项 目

计 算 公 式

摩擦元件的摩滑功

摩擦时间

三相异步电机作为原动机时，可取

通常：t＜7s

在t₁时，主、从动件开始接触，此后主动端角速度下降，从动端角速度上升。

在t₂时，主、从动端达到同步运转，此后，主、从动端角速度同步上升到工作角速度，此时时间为t₃。

接合过程关系如下

上二式积分后，使二式相等，求得离合器的接合摩擦时间t。

摩擦表面一次接合的单位摩擦功平均值

一次接合终了时的平均温度

一次接合的温升

用油冷却的湿式离合器循环油的温升为

pv

在高转速接合时，为防止摩擦副产生胶合，应验算pv值

pv≤(pv)_p

(pv)_p——许用值，对于干式石棉材料，为2～2.5MPa·m/s；对湿式粉末冶金材料，为30～60MPa·m/s

符号意义

J₁、J₂——主、从动轴的转动惯量，kg·m²

ω₁、ω₂——接合时主、从动轴的起始角速度，rad/s

ω₁₂——主、从动轴达到同步运转时的角速度

ω——主、从动轴达到同步运转后上升到工作角速度

T_c——摩擦元件所传递的计算转矩，N·m

T_t——需传递的负载转矩，N·m

T₀——原动机的驱动转矩，N·m

F—— 一个摩擦副的工作面积，m²

z——摩擦副对数

A_p——允许摩滑功平均值，J/m²，见表2

A_m—— 一次接合摩滑功，J

t——接合摩擦时间，s

t₀——接合开始时摩擦片的平均温度，℃

△t——当主、被动片热量和导热系数相同时，所有摩擦功转化为热的一次接合温升，℃

m——离合器吸收热量部分的零件质量，kg

c——主、被动片材料的比热容，

冷却油　 c＝1680～2100J/(kg·K)，

铸铁取　 c＝540J/(kg·K)，

钢　 取　 c＝490J/(kg·K)，

△t_p—— 一次结合终了时允许温升，℃，见表2

α₁——热量分配系数，即被计算零件所吸收的热量对总热量的比值，石棉材料制成的衬面：

单盘离合器的压盘，　α₁＝0.5，

双盘离合器的中间盘，α₁＝0.5，

压盘，　　　　　　　α₁＝0.25，

铁基烧结材料制成的衬面：

单盘从动盘，α₁＝0.5，

双盘中间盘，α₁＝0.25

∑A_m——1h内累积的滑摩功，J

ρ_c——冷却油的密度，一般取850～900kg/m³

q——冷却油的流量，m³/min

p——摩擦副元件表面压强，MPa

v——摩擦副元件表面平均圆周速度，m/s

注：1.表中计算公式是假定T₀、T_t为定值，主、从动轴角速度的瞬时变化值随时间 t 呈直线比例关系。

2.本表不适用于汽车和工程机械带变矩器和不带变矩器的变速箱中的离合器。

表2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　允许摩擦功A_p和允许温升Δt_p

A_p/J·m^-2

Δt_p/℃

干式离合器(衬面材料为铜丝石棉)　　　　　　　　　　5×10⁵

轻型坦克 　　　　　　　　(0.981～1.472)×10⁵

中型坦克 　　　　　　　　(1.472～2.452)×10⁵

重型坦克　　　　　　　　 (2.452～3.924)×10⁵

拖拉机(干式离合器)　　　　　　　　　　　　　　　　3～5

推土机、叉车(干式离合器) 　　　　　　　　　　　　　约3

履带车辆(坦克) 　　　　　　　　　　　　　　　　　15～20

离心离合器 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　70～75

机床 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　150