离合器摩擦材料（精选12篇）
离合器摩擦材料 篇1
0 引言
离合过程是一个动态的摩擦过程,在这个过程中,摩擦因数是摩擦副系统的综合特性,受到滑动过程中各种因素的影响,如材料副配对性质、静
止接触时间、法向载荷的大小、摩擦副的刚度和弹性、滑动速度、温度状况、摩擦表面接触几何特性和表面层物理性质以及环境介质的化学作用等。这就使得摩擦因数随着工况条件的变化而发生变化,因而预先确定摩擦因数的准确数据和全面估计各种因素的影响是十分困难的。
在离合过程中,材料副配对性质一定的条件下,摩擦因数主要与摩擦副的载荷、滑动速度、温升三因素有关[1]。对于离合器摩擦片和压盘这对摩擦副而言,压盘金属表面处于弹塑性接触状态,由于实际接触面积与载荷的非线性关系,使得摩擦因数随着载荷的增加而降低,而离合过程中,除离合器工作预紧力(最大工作载荷)外,载荷的大小完全取决于司机的操作习惯、行驶工况等非确定因素,量化过程十分困难,故本文研究摩擦因数的变化采取最大工作载荷下的离合过程。滑动速度影响摩擦力主要取决于温度状况,滑动速度引起的发热和温度变化,改变了表面层的性质以及摩擦过程中表面的相互作用和破坏条件,因而摩擦因数必将随之变化。而对于在很宽的温度范围内机械性质保持不变的材料例如石墨,摩擦因数几乎不受滑动速度影响[2]。
摩擦热是离合过程的必然结果,因此从能量的观点出发,摩擦离合器实质上就是能量转换器或热交换器。能量被吸收会引起摩擦副温度升高,导致材料摩擦表面结构组成发生一系列的物理化学变化,如压盘金属的氧化以及金相组织的变化,聚合物基摩擦材料的热分解、热疲劳等,进而影响其摩擦因数,导致离合性能热衰退[3]。
1 试验
为了系统地研究摩擦面温度对离合器摩擦材料摩擦因数的影响,本文试验选用自制的高温销盘式摩擦试验机,在定载荷和变速摩擦的工况下,结合扫描电子显微镜(SEM)分析等手段,对材料的摩擦因数随摩擦面温度的变化情况及摩擦面工作层的形貌进行分析。
1.1 试验设备
图1为自制的高温销盘式摩擦试验机结构简图,主要技术参数如下:①最大试验力为50kN,准确度为±0.1%;②摩擦力范围为0~500N,准确度为±0.1%;③温度范围为室温~600℃,控制精度为±2℃;④主轴转速为无级调速,转速范围为0~600r/min,精度为±5r/min;⑤时间设定范围为1~12 000s;⑥采用计算机进行数据采集,屏幕显示各主要参数,测量并自行记录离合器摩擦面片的摩擦因数μ,形成摩擦因数、温度、转速的关系曲线。
1.主轴 2.传力手臂 3.上试样 4.下试样 5.电炉 6.滑动轴承 7.扭矩传感器 8.滚动轴承 9.平衡块 10.滑动轴承 11.力传感器 12.载荷
1.2 试样选用
本试验上试样采用多数国内微车制造商选用的离合器摩擦面片,该摩擦面片以质量分数为17%的酚醛树脂和丁晴橡胶作为基体,其他的主要元素如下:w(Cu)为8%~10%,w(Al)为2%~5%,w(C)为5%~10%,w(Si)为8%~12%,w(Ca)为10%~15%,w(Fe)为1%~2%,w(Zn)为7%~10%,加工成25mm×25mm的正方形试验小样,下试样采用ϕ90mm×35mm的HT250试环,硬度为220HB。
1.3 试验项目及方法
小样试验定速式摩擦试验机国家试验标准GB5763-98规定[4]见表1。
根据表1的试验标准和微型汽车的实际工作条件,定载荷选取0.5MPa,摩擦速度分别选取230r/min、330rmin、430r/min、480r/min、530r/min、580r/min6个速度点,25℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃ 6个环境温度点。6个速度点和6个环境温度点进行耦合,共进行36组试验,每组试验进行3次,每次试验摩擦时间为30min,每隔30s记录一次瞬时摩擦因数及温度。通过安装在下试样试环侧面距摩擦表面2mm处的热电偶来测量材料摩擦面的温度;然后对摩擦后的摩擦面进行SEM分析,对比不同速度和环境温度条件下材料摩擦因数和摩擦面形貌随摩擦面温度的变化。
2 试验结果与分析
2.1 摩擦因数随摩擦面温度变化的试验结果
在不同速度点和环境温度条件下,耦合出36组试验,每组进行3次30min试验,每隔30s记录一次瞬时温度和瞬时摩擦因数,共计36×3×30×2=3240条数据记录,对这些数据进行统计,如表2所示。
各平均温度与对应的平均摩擦因数的关系如图2所示。通过MATLAB对图2中数据进行三次曲线拟合,拟合曲线如图3所示。
2.2 摩擦面形貌随温度变化的试验结果
通过图3所示的拟合曲线可以看出,20~130℃时摩擦因数逐渐增大,130~220℃时摩擦因数趋于平稳,220℃以上时摩擦因数开始下降,故选取25℃、75℃、170℃、250℃ 4个温度点的摩擦片试样结合扫描电子显微镜(SEM)进行摩擦面形貌观察,结果如图4~图7所示。
2.3 试验结果分析
根据上述试验结果可知,低速低温时,虽然材料表面温度较低(表2),表面没有发生或很少发生变化,但摩擦过程中材料表面受到的压力和摩擦热的作用足以使表面形成不稳定的温度场和压力场。与金属材料不同,摩擦面片的摩擦材料是由金属组元和非金属组元共同组成的复合材料,所以材料中各组元的热膨胀系数不同,这样就造成了受热表面层和次表层的热膨胀率不同,以及表面层中不同区域热膨胀率的差异[5]。由图4可以看出摩擦表面层会产生褶皱或微裂纹,材料表面的这些褶皱和微裂纹在压力作用下与相对较硬的对偶件反复摩擦,造成摩擦面的崩块和点状脱落现象,此时摩擦表面相对平整,磨屑较少,摩擦因数小,如图3所示。
随着摩擦的进行,摩擦表面温度不断升高,各种材料的热膨胀不同,在温度场和压力场的共同作用下经过与对偶件的摩擦,摩擦界面中的钢纤维与铸铁之间的铁原子易发生黏着,黏着点被反复剪切、黏着,形成磨屑而脱落,使细小的钢纤维被拔出或部分被撕裂,铸铁材料也可能被黏着、撕脱,从而造成磨损,形成磨屑。黏着较严重的部位撕脱的磨屑较大,同时,也很容易撕落黏着点周边的摩擦材料,形成块状脱落,如图5所示材料表面明显剥落,内部纤维已磨损至摩擦表面,此时摩擦表面已相当不平整,同时存在大量的磨粒,致使摩擦因数在20~130℃温度区间急剧上升,如图3所示。摩擦表面温度在130~220℃区间时,由表2和图3可知,摩擦因数基本稳定在0.38附近,已达到工作区域的最大值,这是因为,一方面摩擦材料在170℃时的粗大磨屑比较多,而其形状与75℃磨屑中的大颗粒有所区别,类似于材料破碎后的碎片,说明在170℃时复合摩擦材料的剥落比较严重,这是由于没有及时排出的细小磨屑在摩擦界面反复碾磨,黏附在摩擦表面,并形成不稳定的界面膜。同时,摩擦不够稳定,应力分布不均,受力大的地方容易产生裂纹,并随滑动过程的进行逐渐扩展,致使材料局部发生破裂甚至碎化,从而产生图6所示的磨屑形貌,这些大量体积大的磨粒,使摩擦因数提升至最大;随着摩擦面温度的提高,摩擦材料表面已基本形成了一层比较均匀致密的表面膜,大大减小了金属组分与铸铁对偶的直接接触面积,因而使黏着作用大大减弱,这降低了黏着磨损,表面粗糙度得到一定的改善,磨损趋于平缓,致使摩擦因数趋于稳定[6]。此前的摩擦均属于典型的磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损的干摩擦。
在摩擦性能试验过程中,可以明显地观察到,当温度达到220℃左右时可以闻到有烧焦的气味并有少量烟雾冒出,随着温度进一步升高,烟雾增多气味变浓,特别在330℃以后最为明显。这是由于,220℃已达到了酚醛树脂有机物的热分解温度,酚醛树脂产生分解,生成少量的液体和气体,此时,材料表面层发生软化和大量塑性变形,磨屑易滞留在材料表面,对偶材料在运动过程中将细微磨屑重新压入摩擦面,致使高温摩擦后材料形成比低温时相对光滑的表面层,改善了摩擦表面形貌,如图7所示,摩擦因数由最高值逐渐回落;随着温度的进一步提高特别在330℃以后,酚醛树脂分解剧烈,生成大量的液体和气体[7]。酚醛树脂经高温裂解后,其液体产物主要包括苯酚、2-甲基酚、4-甲基酚、2,6-二甲基酚、2,4-二甲基酚、2,4,6-三甲基酚,气体主要包括CO、CO2、CH4,此时导致酚醛树脂对复合材料中的其他材料黏结作用大大降低,材料表面继续大面积地剥落,出现部分纤维断裂,如图7所示。摩擦衬片中的低熔点金属高温液化或有机物黏结剂发生热分解产生液态物,使润滑点扩展而形成局部“润滑层”。同时衬片中酚醛树脂的分解而产生大量的气体物(CO、CO2、CH4等),对偶件金属表面的氧化膜又易吸附气体,因而在摩擦面上形成了局域的一层“气垫层”,在润滑层和气垫层的作用下,摩擦已从典型的磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损的干摩擦过渡到具有流体润滑的磨粒磨损的混合摩擦,摩擦因数出现明显下降,随着温度的升高,分解剧烈,流体润滑效果明显,摩擦因数进而出现陡降现象,如图3后半段曲线所示。
3 结论
微车离合器摩擦材料的摩擦面温度低于酚醛树脂热分解温度时,属于典型的磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损的干摩擦,摩擦因数先逐步增加,后趋于稳定;当高于酚醛树脂热分解温度时,属于具有流体润滑的磨粒磨损的混合摩擦,摩擦因数急剧下降。
从微车离合器摩擦材料摩擦因数的角度可解释微车起步发抖和面片烧蚀的离合器主要故障产生的原因:由图3所示的拟合曲线可知,在摩擦面温度较低的工况下,摩擦因数较低,微车起步时,离合器传递的扭矩不足以克服道路阻力,引起微车起步发抖;而在摩擦面温度过高的工况下,离合过程中,摩擦因数较低,传递扭矩效率低,导致离合器滑磨时间过长,引起烧蚀现象。
参考文献
[1]徐石安,江发潮.汽车离合器[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2]温诗铸,黄平.摩擦学原理[M].北京:清华大学出版社,2002.
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[4]赵小楼,程光明,王铁山,等.汽车摩擦材料摩擦磨损性能试验的现状与发展[J].润滑与密封,2006,10(4):200-203.
[5]林荣会,郗英欣,邵艳霞,等.纳米铜改性酚醛树脂及其应用性能[J].复合材料学报,2004,21(6):114-118.
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[7]肖桂普.制动工况与摩擦磨损性能的研究[J].摩擦密封材料,2002,1(2):32-35.
离合器摩擦材料 篇2
悬赏： 0 提问人：超人的马 回答：5 发布时间：2005-11-12 05:56 解决时间：2009-05-19 09:58 ‘离合器’是做什么用的？都是什么时候要踩？
最佳答案：
敲打岁月 2009-05-19 09:58 离合器，主要是起到让发动机与车轮传动装置分离与合闭的作用。当踩下离合器时，发动机的传动装置与车轮断开，发动机的动力就不会传到车轮上以驱动汽车了。当松开离合器时，发动机的传动装置就会与车轮连上，动力就传到车轮上，车子就能动了。
之所以要把动力与车轮分离是因为不同的车速发动机要进行变速，就需要把慢速的齿轮与车轮分开，用高速齿轮与车轮接合，这一分一合就要用到离合器。
当车在起步时，车轮是静止的，要想让车从静止状态改为运动状态，需要的推力是很大的，比车在运动时大的多。此时踩下离合器，挂一档，看看车子的变化。当踩下离合器，即做好了用齿轮驱动车轮的准备，挂上一档，就是把慢速齿轮送到传动装置上，当松离合器时，慢速齿轮就向车轮的传动齿轮上靠，抬得快，它靠得快，抬得慢，它靠得慢，这时车就起步了。
如果离合器抬得很快，那么两个齿轮就立即接合了，由于车是静止的，需要的推力很大，发动机输出的动力不足以一下使车达到一档时的速度，那么车就会突然一动，然后熄火。车一动就明发动机的动力已经传到了车轮上，但由于要克服的阻力大于发动机所输出的力，也就是发动机推不动车，齿轮就被卡住，发动机就熄火了。所以起步时要加油门，慢抬离合。加油门可以加大发动机输出的动力，抬离合器慢就会减小阻力，从而使发动机克服静态摩擦力，使车辆平稳起步。当车动起来后，离合器就可以慢慢地完全抬起，这时动态摩擦力比车静止时的静态摩擦力要小得多。所以二、三、四档时离合器可以抬得快一点而不会熄火。同样，小坡起步时要加大油门，离合要拧牢也是这个原因，因为上坡的阻力比平面更大。
首先理解离合器的原理，离合器就是连接发动机和传动轴的部件，也就是说，即使发动机运转，不把离合器同发动机和传动轴连接的话车子也不会行驶，这就是为什么踩下离合的时候才能换挡、不熄火停车，踩下离合的时候也就是切断连接的时候，这样才能更换齿轮、在发动机不熄火的前提下制动；还有就是汽车起步离合器要轻抬，原因就在于离合如果松的快的话，让它在短时间内和发动机连接，发动机承受不了过大的阻力就会熄火（这个阻力主要是轮胎和地面的摩擦力），当你轻抬离合到一定程度的时候会明显感觉到车子有轻微抖动（离合并未全部放开），这就说明离合器开始与发动机连接但并未全部连接，此时再慢慢放开离合，车子就会起步行驶了，也就是说，必须要有个“预热”的过程； 再来说刹车，刹车就是让车子制动减速，而对于手动挡的车来说踩刹车是比较有讲究的，手动挡车子刹车不能在不踩离合踏板的情况下一脚踩到底（注意是踩到底，轻踩刹车还是有减速效果的），原因就在于不踩离合踏板发动机和传动轴都是连接状态的，当你踩刹车强制制动时，这个阻力通过传动轴、离合器仍然传给发动机，挡你一脚踩死刹车发动机一样由于阻力（这个阻力就是刹车制动的阻力）过大而导致熄火，所以想要不熄火停车的话就必须踩下离合器，切断连接，让车轮制动，而不是让发动机制动，这样就不会出现问题了，停车后别忘了挂空挡，起步再挂1档；
起步的时候要踩，换档的时候要踩，车速很慢的情况下要踩，停车的时候也要踩。
叉烧酒 8级 2010-04-01 起步 换挡的时候和紧急刹车的那瞬间
坚决不能踩离合器！
踩下离合器后，由于制动总泵连接发动机的，不能运用发动机降速，会使车的制动刹车距离增大很多，紧急情况是比较危险的！所以，无论是下坡还是平路，只要是高速档位（2档以上），都不能踩离合！并且不能下坡空挡滑行！起步：
1踩离合器挂一档
2踩油门时要轻，就一点点，同时离合器也要抬起，不全抬起，就留一点点 3要是车斗了，说明你油门不够，踩一点油门，4抖动的厉害就压离合器到底，避免熄火。
主要还是靠两脚的配合，刚开始是 这样的，时间久了就会好的。其他回答(1)
海家 8级 2008-12-28 边加油边松离合
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找准离合半联动的那个位置就可以·主要还是脚感。和油门大小关系不
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我的车没买多久，就把离合器片烧了。怎样使用才能避免离合器片烧呢 ？
了解汽车的朋友麻烦你帮我解答下。
满意答案
搜问互助五团 高级团 合作回答者：1人 2011-03-01 方法主要有：
1.尽量用1档起步。以获得起步时的最大扭矩，减少离合器‘过载’。2.尽可能少用‘半联动’。每次起步成功后应尽快丢掉离合器，每次换档使用离合器时尽可能轻快些。
3.正常行车时不要把脚放在离合器踏板上。以保证离合器片与飞轮和压板的充分接触。
4.在市区车速慢或塞车需不断减速、停车、起步时应注意几点，一是多用低速（1或2）档，以减少换档频次；二是适当拉大与前车的距离，以给自己留有足够的反映余地，并减少了‘减速、停车、起步’的频次，也就减少了离合器、传动系及制动系的磨损。三是每当需减速时不要过早踩下离合器，应当车速降至10公里以下（感觉快憋熄火之前）才踏下离合器，以减少离合器的‘空转’机会。四是每当停车时，不要踩着离合器（发动机运转、排档杆不在空档）情况下长时间不起步。
5.使用离合器时，应将离合器踏板‘踏到底’和‘放松完’，以保证离合器的彻底分离和可靠接合。亲爱的朋友，只要做好了以上几点就能最大限度地减少离合器的磨损，延长离合器的使用寿命。就一般轿车而言，离合器片可使用5万至10万公里甚至更多，我开丰田4k面包车20万公里也没换过离合器。
离合器磨损到快坏的前兆是踏板（接触点）变高了或‘打滑’现象，就应赶紧换换离合器了。检查方法是，用2档或3档（不松手刹）用稍大油门起步，如果抬起离合器发动机未憋熄火且车也未动就证明离合器巳磨损到极限了。（正常情况应是当铆钉快露出时就该换）。不知我的回答是否对你有帮助。
如满意给个采纳谢谢！
首先要养成没事不要踩离合的习惯，换挡应该迅速，不要在换挡形成半离合状态，起步时要遵循一快，二慢，三联动 追问：
遵循一快，二慢，三联动.怎样去理解呢？ 回答：
一快：就是踩下离合要快。
二慢：就是感觉到半联动了就要慢慢放了
三联动：就是慢慢放的同时要慢慢加油，联动油门。学小车C1要注意什么？
有3个科目，我考完了科目1，下来就是科目2和3了，倒桩，跟上路难不难，有没有什么技巧，过来人请赐教一下，要注意点什么。。大概练几天就可以去考试。
上车挂5挡跑圈圈1天我都学会了，教练已经签字让我滚去练科目2倒桩了。
满意答案
飞翔白天使 12级 2009-07-12 桩考
其实桩考很简单的，初学的人只是把握不好车子的方向感，人与车子的空间感觉不协调，造成倒桩很困难。只要做到人与车子，方向盘的协调一致就可以了。
（一）正倒库 倒车的时候看车厢中间上的点与你的眼睛与中杆成一直线时，就可以把方向右打到底了，始终保持后车厢右端与中杆的距离20-30CM的距离，大的话继续右打到底，小的话要回过来半圈或一圈。等后车厢进入库位以后，看右反光镜当地上的中间黄线与车身呈平行时，停住车子，把方向回正，看左右反光镜继续调整车子左右距离，慢慢倒入库中。
（二）移库 最简单了，只要记住挡位，方向全都是打到底，不管左或右，车子上的点与库位杆的关系就可以了，具体师傅会告诉你怎么看。怎么操作，前面3把可以是移的不是那么标准，关键是最后1把一定要移到位。（注意移库的时候方向不要搞错了，否则就很难挽回了。因为只可以2进2退移到位）
（三）反倒库，方法与正倒库一样，这里要注意一下：只是当你移库出去的，停车的时候，尽量把车子停在离库位起始边界黄线30-50CM处，方向回正后倒反库，因为如果你的车子停在离库位很近的情况下，进行反倒库时难度会增加，当你的眼睛看左侧车厢点与中杆成一直线时的角度与车子停在离库位起始边界黄线30-50CM处的角度不一样，极易倒不进库位，此时方向应更早一点左打到底，以便有时间好调节。最好车子停在离库位起始边界黄线30-50CM处比较容易好倒。
[color=YellowGreen]考试的时候心理一定不要太紧张，90%不过的人都是因为紧张所造成的，考的主要是你的心理素质，只要你刻苦练习了与你的技术水平关系不大。考试的库位也很公平是电子的，只是有的库位移库距离短一点而已，没有其它特殊之处。[/color] 4.路考
（一）上车起步： 1待考官同意后上车
2打开车门，左手拿车门里面把手，右手拿方向盘上方，先将头伸进来，坐好 3调整座位位置 4系上安全带 5检查手刹车 6踩离合挂空挡 7打火启动
8喊“仪表已检查，请求指示。待考官同意后起步 9挂到一档上打左转向灯按两下喇叭
10将离合快速抬到一半后慢慢找感觉到半联动点，松手刹的同时带点油门 11待车速在5—10码时立即踩离合，松油门挂二档
（二）定点停车：
接到考官靠边停车指示后、立即准确找到考官指定的“点位” 1打右转向灯
2先点踩刹车使车速慢下来
3将车靠近边线，看点，注意不要压线，将离合踩到底，使车身滑行并观察停车点位
4车身靠近停车点位
5将速度控制在10码以下。到点位时轻踩刹车，将车完全停下来 5将手刹拉起
6将档位拨到空档 7关转向灯 8将车熄火
9将档位挂到一档上 10松离合器 11松刹车
12解下安全带
注意事项：1.当听到转弯口令时，做3样事.打转向灯 轻点刹车，踩离合器 转弯通通用1-2挡进行，仔细观察路面 控制好车速 车速慢的时候抬点离合，快的时候轻点刹车。
2.上坡用1挡慢慢爬 尽量让你前面上坡下坡的车子先走，省的到时候你会停在坡路上，起步比较困难。3.下坡的时候最好挂上一级档位，因为下坡速度比较快，轻带刹车。一定不要踩离合器空挡滑行
电子控制硅油风扇离合器 篇3
发动机冷却系统包括了水泵、冷却风扇散热器及相关组件。其中冷却风扇将消耗发动机功率的5％～8％左右，最大时约占发动机功率的10％。为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止发动机过冷，降低污染，节约燃料，目前的先进发动机上多采用风扇离合器来驱动风扇。
自博格华纳于上世纪发明世界上第一台硅油风扇离合器以来，冷却风赢的节能技术逐渐被提上议程并被各大OEM厂商所关注。汽车发动机冷却风扇的发展主要经历了固定风扇－硅油离合器驱动风扇－电子控制型硅油离合器驱动风扇的历程。
电子控制型离合器不同于传统的双金属感温控制模式直接读取发动机控制模块ECU信号，由离合器内部电磁阀根据发动机各部位温度传感器所提供的信息控制冷却风扇的转速。从而达到更为精确、迅速的反应。在降低系统噪音节约能耗方面比同类感温产品有着显著的提高。电子硅油离合器主要应用在欧3排放及以上的高档大型客车、卡车及部分工程机械车辆。
电子硅油离合器
图1清晰的表达了二种不同冷却系统(电子控制型硅油离合器与传统双金属感温式离合器)的技术原理。
图1左侧为双金属感温式离合器的热信号传递过程。冷却液经过散热器，并与流经散热器的冷气流进行热交换。感温式离合器前端的双金属片在感受到气流温度后开始产生形变，并驱动离合器内部的阀片打开或关闭离合器，从而达到控制风扇转速的目的。图1右侧则为电子控制型硅油离合器的控制信号线路。安装在散热器内的温度传感器直接感受冷却液的温度，并传送至发动机控制单元ECU，ECU经逻辑模块判断后，发出相应的PWM信号，PWM控制电子硅油离合器内的螺线管开关，驱动离合器内部的阀片打开或关闭离合器。
据博格华纳热能系统欧洲技术中心测试，采用电子控制硅油风扇离合器技术的冷却系统，与固定风扇冷却系统相比，可减少消耗发动机功率4.2％，与采用传统双金属感温硅油离合器技术的冷却系统相比，可减少消耗发动机功率1.2％。
一种新型液压摩擦片式离合器 篇4
在机械传动链中, 离合器在动力切换、过载保护等方面发挥着重要作用。按其总体结构分类, 它主要可分为牙嵌式、齿轮式、摩擦锥式、离心式、超越式、摩擦片式等。按离合器动作驱动方式分类, 它主要可分为机械式、电磁式、液压式[1]。其中, 机械式离合器与电磁式离合器应用最为广泛。
机械式离合器主要用于过载保护或手动换向, 大多在传动系统静态或低转速条件下进行结合脱开, 且响应时间较长, 在自动化控制中应用较少。电磁离合器则主要通过电流流经电磁线圈产生电磁力, 实现结合部位的松开、吸合, 从而实现机械传动链的通断。其动作响应时间短, 结构紧凑。但电磁式离合器由于受电磁线圈线径、额定电流的局限, 一般额定静态、动态传递力矩不太大。因此, 它在某些结构要求紧凑、力矩传递要求高的机械部件中很难应用。液压式离合器由于采用液压控制, 能够传递较大的静、动态扭矩, 在机械设计中可以作为电磁离合器的一种补充。
本文因卧式铣镗床传动结构需求, 设计出一款液压摩擦片式离合器, 以替代原机床快速箱部件中的电磁摩擦片式离合器, 以期在有限的机床快速箱内部空间内, 大幅度提升传动扭矩, 使改型机床的动力输出更为充足, 切削能力进一步提高。
1 新型液压离合器机械结构
1.花键套;2.锁紧螺母;3.推力球轴承;4.滚针轴承;5.油缸体;6.活塞;7.推力球轴承;8.挡圈;9.碟簧复位机构;10.挡圈;11.内外摩擦片;12.螺母;13.连接法兰
如图1所示, 当油缸体内注入压力油时, 活塞6推动推力球轴承7, 经挡圈8对内外摩擦片组施加正向压力, 离合器处于结合状态, 动力经花键套1输入, 由连接法兰13输出;当油缸内液压油泄压时, 碟簧复位机构9推动挡圈8, 使推力球轴承7、活塞6复位, 内外摩擦片间产生间隙、离合器处于脱开状态。每次松开、结合的活塞行程控制在0.5mm左右。油缸缸体采用45#钢材质, 缸体内圆面精车, 表面粗糙度Ra1.6以上。活塞采用40Cr材质, 淬火至HRC52以上, 内外圆精磨, 外圆与缸体保持0.008~0.012mm的间隙, 里孔与缸体保持0.05~0.08mm的间隙。内摩擦片采用标准87/SZSC31-2型, 共5件;外摩擦片采用标准100/SZSC31-3型, 共4件。
2 静、动态额定扭矩的理论计算
2.1 摩擦片组正压力与离合器输出扭矩的关系
液压离合器摩擦片组部分参数可作如下假设:p, 摩擦片结合面正压力 (Pa) ;D1, 摩擦片结合面底径 (mm) ;D2, 摩擦片结合面顶径 (mm) ;Dp—摩擦片结合面中径 (mm) ;S, 摩擦片结合面面积 (mm2) ;Z, 摩擦面对数;i1, 主动片片数;i2, 从动片片数;f, 摩擦系数 (钢-钢) 。
于是, 单摩擦面在结合面正向压力的条件下, 可确定输出的传递扭矩m, 如式 (1) 。
该离合器主动片片数i1=5, 从动片片数i2=4, 摩擦面对数Z=8, 于是可求得摩擦片组正压力p与离合器输出扭矩M之间的关系如式 (3) 所示。
2.2 油缸输入油压P与磨擦片组正压力p之间的关系
假设油缸部分参数如下:Sy, 油缸截面积 (mm2) ;Dy1, 活塞里孔直径 (mm) ;Dy2, 活塞外圆直径 (mm) 。
于是, 由活塞6的平衡条件得:
2.3 油缸输入油压P与离合器输出扭矩M之间的关系
联立式 (3) 、式 (4) , 可得
2.4 液压离合器静态额定扭矩Ms与动态额定扭矩Md的计算
该离合器采用湿式摩擦片, 动摩擦系数fd=0.08, 静摩擦系数fs=0.12。 (参考《机床设计手册》)
调整油缸液压油压力的上限值, 取决于摩擦片间的许用比压[p], 即摩擦片组正压力p≤[p]。若p>[p], 则摩擦片间的磨损会加剧, 离合器寿命会降低。根据《机床设计手册》查得摩擦片钢—钢条件下的许用比压[p]=12kgf/cm2=1.176MPa。
取p=[p]为条件, 计算离合器静态额定扭矩Ms与动态额定扭矩Md。此时, 由式 (4) 可得油缸油压。
当式 (5) 中f=fd时, 可求得离合器的动态额定扭矩Md≈106Nm;当f=fs时, 可求得离合器的静态额定扭矩Ms≈212Nm 。
3 与DLM3型电磁离合器性能比较及其实际应用
DLM3型摩擦片式电磁离合器由于具有易于自动化控制、结构可靠、响应时间短等特点, 在当今机床行业中的应用十分广泛, 见图2。例如, 数控卧式铣镗床主轴箱中镗轴与平旋盘滑块间的走刀换向, 数控车床床头箱主传动高低档变速等。
但是, 电磁离合器受电磁力的局限, 额定动静扭矩较液压式离合器要低。本文所述液压离合器外观尺寸参考DLM3-5型电磁离合器设计, 离合器外径、内孔花键尺寸均与之相同, 只是轴向尺寸略有增加。两者额定动静扭矩对比见表2。
由表2可知, 液压离合器额定动静扭矩能达到相近尺寸电磁离合器的2倍以上, 扭矩传递性能更为优越。
另外, 通过调整离合器油缸中液压油的输入压力, 可以方便地调定最大传递扭矩, 适用于机械设备中使用过载结合子的场合, 这一特性也优于电磁离合器。
将该型液压摩擦片式离合器用于沈阳机床某型卧式铣镗床结构改进中, 获得了良好效果。通过替换卧式铣镗床快速箱中电磁摩擦片式离合器, 并为之配置液压管路, 机床Z轴的承载能力及利用镗轴进行重切钻孔的加工能力均获得了大幅度提升。通过近一年的验证, 证明该离合器有效、可靠, 见图3。
4 结论及展望
本文介绍了一种新型液压摩擦片式离合器, 阐述了其机械结构、理论计算、性能对比以及实际应用。由于其具备结构简单、额定扭矩大、输出扭矩可调、易于自动化控制等特点, 相信会给机械从业者以借鉴, 并在未来获得一定程度上的应用。
摘要：离合器是机械装备中的重要部件。为适应机械传动的需要, 目前离合器的种类多种多样。本文对当今常见的离合器分类、工作原理进行简述, 在此基础上提出了一种新型液压摩擦片式离合器, 并对其机械结构进行介绍, 同时对离合器额定动静摩擦转矩进行理论计算, 最后介绍其在数控卧式铣镗床上的应用, 并展望其前景。
关键词：离合器,数控机床,摩擦片
参考文献
[1]何伯吹.机床设计手册2——零件设计[M].北京:机械工业出版社, 1979.
科目二离合器如何控制 篇5
一、离合器踏板踏法与回位法
1、选择合适的踩踏位置：将左脚置于离合器上，用左脚趾根部的脚掌踩踏。
2、离合器踏板踏法与回位要领：踩离合器踏板时应该一次到位。回位时自然地将膝盖部上抬。 ( 踩踏离合器踏板时，离合器两部分分离，发动机的动力不传递给驱动轮;离合器踏板回应，两部分接合，发动机的动力才能传递，汽车得以行驶)
半离合指动力不完全传递状态。经过半离合状态，才可以平稳起步。离合器半离合位置的感觉方法：发动机声音变大、车体开始抖动，判断汽车已经开始起步。掌握离合器半离合位置，可以防止汽车起动时窜行。
二、想要做好，关键还在于这三步：
1、通过拉直线来认识离合
在练习科二的时候，最先接触的还是“拉直线”。教练会根据你拉直线的情况，来判断你车感。刚开始练习，有点紧张，不知道怎么放离合，放多少、什么叫半联动。记得要专注去学习。
先用左脚前掌把离合踩到底，然后慢慢抬起腿部，当感觉车头抖动的时候，下压脚后跟，当然，车头抖动的太厉害的话，前脚掌下压，然后脚后跟挪前一点点。
2、倒库坡道来熟悉离合
刚开始练习倒库，本来就左右很难分清，倒库其实也是在练习离合的过程。记得一定要注意离合的情况。比如平坦地区，保持速度的平稳;方向盘打死的时候，一定要松点离合;车辆在库内，记得把离合和刹车踩到底……
而对于坡道来说，更加注重的是爬坡过程中保证车速能上坡不下溜;也不会熄火。在定点的时候，一定要把离合和刹车踩到底，防止后溜;起步的时候抬离合至半联动，再慢慢松刹车。
3、考试得重新熟悉离合
因为每辆车离合片磨损程度不一样。那么离合的高低情况也会不一致。所以考试刚开始，一定要重新适应考试车的离合情况。不要有疏忽大意的时候。而且有平时练习的基础，只要找到那个点，记住即可。
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汽车离合器分类及常见故障检测 篇6
关键词：汽车离合器;故障;检测
一、汽车离合器的分类
（一）膜片弹簧离合器。膜片弹簧离合器还分推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器。其结构由离合器盖及压盘总成、离合器从动盘总成、离合器分离轴承和飞轮组成。
特点：膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定，操纵轻便，结构简单且较紧凑，散热通风性能好，摩擦片的使用寿命长。膜片弹簧的安装位置对离合器的旋转轴线是完全对称的，因此它的压紧力不会受离心力的影响，很适于高速旋转。并且制造膜片弹簧的工艺水平不断提高，因而这种离合器在汽车上用的越来越多。
（二）周布弹簧离合器。周布弹簧离合器目前主要用在商用载重汽车上，结构上，螺旋弹簧沿着压盘的圆周作同心圆布置。压盘、分离杠杆及螺旋弹簧均装在离合器盖内，组成离合器盖总成。飞轮作为离合器的一个主动摩擦面，而另一个主动摩擦面为压盘。
特点：周布彈簧离合器所用的螺旋弹簧是线性的，当摩擦片磨损后，弹簧伸长，压紧力下降，这对离合器可靠传扭是很不利的。为此，可改用组合周置螺旋弹簧的结构，在大弹簧的里面放一个小弹簧，两者旋转相反，弹簧刚度也不一样。为了保证摩擦片上压力分布尽量均匀，压簧的数目不应太少，且要随摩擦片直径的增大而增多，有时甚至布置成两排。
（三）中央弹簧离合器。采用1～2个圆柱螺旋弹簧或用一个矩形断面的锥形螺旋弹簧做压簧布置在离合器正中间的结构形式，称为中央弹簧离合器。其结构组成部件由：压盘、离合器盖、调整环、弹性压杆、风扇叶盘、压紧弹簧、分离轴承、分离套筒、压盘分离弹簧。
特点：中央弹簧离合器的压簧不和压盘直接接触，因此压盘由于摩擦而生的热量不会直接传给弹簧使其回火失效。中央弹簧的压紧力通过杠杆系统作用于压盘，并按杠杆比放大，因此可用较小的弹簧力而得到足够大的压盘压紧力。有些中央弹簧离合器弹性压杆的中段常常做成叶片形状，成为风扇叶片、有利于离合器的通风散热。
二、汽车离合器的常见故障检测案例分析
（一）离合器异响故障检测。一辆朗逸轿车，行驶中底盘出现异响。司机反映：加速或保持油门不动时一切正常，但在收油门滑行或发动机制动期间，便发出“咯啦、咯啦”的撞击声。用举升机支起车身，四轮离地进行模拟试验，感觉声响是从变速驱动桥的差速器部位传出的，类似轴承磨损发出的噪声。抬下变速器并分解，取出差速器总成，检查轴承与座圈未发现划痕和斑点。用手拨动行星齿轮轴，能感觉出有径向移动量，而两个半轴齿轮则有轴向移动量。但通过其与行星齿轮之间的啮合面来看，配合间隙却是极佳的。经综合分析，认为差速器总成良好。用手转动分离轴承，有“沙沙”的摩擦声，决定更换。而后又检查了离合器片，离合器压板，两个半轴的内、外球笼，均未发现异常现象。如果只是分离轴承磨损，那么它所发出的噪声应出现在踩下离合器踏板阶段，不可能在行驶中收油门时才产生，这说明并未找到真正的故障点。此时若是装复变速器，其结果必定还要返修，于是又细心地复查了一遍。也许是直觉的因素，师傅拿起离合器片检查，按铆钉目前的磨耗深度，确实可以继续使用，但仔细观察，发现从动盘钢片与从动盘鼓之间有一小条打击的亮印，用手握住摩擦衬片，另一只手转动从动盘毂，发现已经严重松旷。从动盘钢片和从动盘毂通过减振弹簧弹性地联接在一起，盘毂夹在钢片和减振盘之间，并且其中夹有摩擦片。钢片和减振盘用铆钉铆接，中间预留出一定距离，使盘毂可作相对稍许转动。整个离合器片不受扭矩时。当受扭矩时，则通过摩擦衬片首先传到钢片和减振盘，再经弹簧传递给盘毂，此时弹簧被压缩，以此来吸收所受的冲击，并利用钢片和减振盘之间、盘毂和摩擦片之间的摩擦来消耗扭矩振动的能量，使振动迅速衰减。因为发动机传到汽车传动系中的扭矩是周期性地不断变化的，这就使传动系产生扭矩振动，若频率与传动系自振频率吻合，即导致共振。减振弹簧不仅缓合冲击载荷，亦可降低自振频率，避免共振产生。而本车的减振弹簧因频繁操作离合器，高温退火而缩短，失去了弹性连接与减振的作用。收油滑行时，扭矩则由车轮经传动系传至发动机，发动机制动，从动盘钢片与盘毂之间因作用力的变向，相对反转一个角度，便出现打击现象，而且因周期性的扭矩变化就会产生类似轴承磨损的“咯啦、咯啦”的声响。找到了问题所在，更换了离合器片与分离轴承，故障排除。
如果情况不严重的话，可以采用润滑方式来处理。如果情况比较严重的，可考虑更换离合器分离轴承。另外如果离合器片的弹簧弹力变软、间隙变大也会导致异响，所以出现这种情况时车主要仔细检查。差过大，致使左、右向轻重不同。
结束语：现今及未来，显然对离合器的自动控制系统要求很高，而采用电控是最有效的途径。所以随着电子技术的发展，电控离合器在汽车自动变领域也会有很广泛的发展空间。
参考文献：
[1] 陈家瑞.汽车构造（下册）[M].北京：人民交通出版社，2002：59-62.
离合器摩擦材料 篇7
钢包回转台是连铸机的重要大型设备, 它的功能是将装满钢水的钢包由接受位转到浇注位并进行连续浇铸。它具有载重负荷大, 运行可靠性要求高的特点。其中, 摩擦离合器是减速机与传动齿轮连接的重要的安全部件, 其预紧力的合理调整是保证钢包回转台传动齿轮稳定运行的基础。邯钢CSP120吨钢包回转台回转支撑及传动为德国西马克公司设计, 形式为“紧凑式齿轮传动”, 特点是:回转主轴承与传动大齿轮一体化设计、高速比悬挂减速机通过摩擦离合器、小齿轮、中间齿轮驱动回转轴承大齿轮。
2 传动齿轮失效的现状
2009年6月份我厂连铸机点检人员开始检测到一线回转台小齿轮和中间齿轮的齿面有异常磨损, 当年11月份利用大修更换了小齿轮和中间齿轮, 更换后跟踪检测2010年1月份仅两个月, 发现小齿轮和中间齿轮齿面磨损严重, 齿轮表面有大量凹点和划伤 (如图1) , 开始失效。如果不对其失效原因深入分析和预防, 不仅会使大齿轮磨损加剧, 严重时可影响主轴承的使用寿命, 而且一旦发生事故, 检修难度大任务重, 给生产会造成重要影响, 甚至造成不可估量的损失。
3 失效原因分析
2009年11月份对一线钢包回转台的小齿轮、中间齿轮更换后, 在钢包转动过程中有较大的摩擦声响。经多次观察发现回转台传动齿轮在启动和停止过程中 (即在加速和减速过程中) 有打滑现象, 打滑时小齿轮和中间齿轮的齿面发生相对滑动摩擦, 且伴有较大的摩擦声响, 打滑后的齿面温度较高, 约80℃, 对齿面影响很大, 到1月份发现传动齿轮表面大量的划痕和凹点。产生打滑现象的根本原因是摩擦离合器的间隙过大。
4 摩擦离合器调整原理分析与调整
更换小齿轮和中间齿轮后, 摩擦离合器 (如图2) 的间隙较大, 造成回转台在启动和停止过程中有打滑现象。因此, 合理调整摩擦式离合器的间隙成为解决问题的关键。调整离合器需要对离合器压紧力和调整量进行分析计算。
摩擦离合器要求的压紧力计算:
其中, T为摩擦离合器传递的要求扭矩, 图纸设计为30000Nm;z为摩擦片结合面数目, z=4;f为摩擦系数, 查表为0.2～0.3, 取0.3;Q为压紧力, 单位N;D1、D2为摩擦片结合面内、外径, 实物测量为D1=0.4m, D2=0.6m。
弹簧在轴向载荷F的作用下产生的轴向变形量λ可由材料力学中的公式计算, 即:
其中, F为轴向载荷, 按最大压紧力Q计算, 摩擦离合器的弹簧总量为6件, 成圆周形均匀分布, 则每件弹簧的轴向载荷F=Q/6;C为弹簧指数, 查表为4;z为弹簧的工作圈数, z=8;G为弹簧材料的剪切弹性模量, 查表为80000;d为弹簧丝的直径, d=8mm。
综上:
根据上述计算, 我们对现场摩擦离合器的弹簧压板进行调整, 调整后消除了大包在回转过程中的打滑现象, 有效避免了回转齿轮的进一步恶化。我们对摩擦离合器调整前后的齿轮侧隙数据进行了跟踪测量对比 (见表1) , 该表表明在2009年12月-2010年1月期间齿轮磨损较快, 对摩擦式离合器间隙调整后, 2010年2月-2010年11月齿轮间隙趋于稳定。
5 结语
通过对钢包回转台摩擦离合器的原理分析及调整, 有效避免了回转齿轮的进一步恶化, 提高了我厂一线钢包回转台主轴承大齿轮的使用寿命, 比其它同类型CSP线的寿命高两年以上。为国内外类似疑难问题的解决提供了借鉴和指导。
摘要：文中通过对邯钢CSP线连铸机钢包回转台传动齿轮的失效分析, 对摩擦离合器的调整原理进行了分析计算, 并进行了相应的调整, 取得了很好的效果。
关键词：钢包回转台,齿轮,摩擦离合器
参考文献
[1]孙志礼.机械设计[M].沈阳:东北大学出版社, 2009.
离合器摩擦材料 篇8
当前在工程车辆、坦克装甲车辆等机械设备中普遍采用的是摩擦式离合器, 由于其负载重、振动冲击大、工况恶劣等, 离合器摩擦片极易因打滑过热而出现磨损加速、烧结失效的现象。据统计, 离合器摩擦片的磨损、打滑、烧结故障占设备总故障率的10%左右, 故障率较高且每组摩擦片成本很高, 为单位造成了不小的直接或间接经济损失, 为此设计一种重负载摩擦式离合器报警装置对于设备的管理、维修具有重大意义。
设计原理
准确取得离合器主被动摩擦片的转速信号, 是分析其打滑、烧结故障的前提和关键。以运载工程车为例, 速度表中的速度传感器、转速表中的转速传感器和行车电脑均为车辆现有设备, 该报警装置只需在挡位上增加一个压电位置传感器, 以行车电脑为基础, 以速度信号、转速信号、挡位信号为输入信号, 经数据处理后输出摩擦片滑移率检测结果, 通过与行车电脑内设定的实验极限滑移率对比, 即可分析判断出离合器摩擦片的打滑情况 (适当的打滑是正常的) 。
滑移率理论计算
假设发动机瞬时转速为n, 离合器主动摩擦片转速为n1, 被动摩擦片转速为n2, 挡位位置为R (R=1, 2, 3, 4, 5) , 行车瞬时速度为v, 转速表中转速传感器系数k1为, 速度表中速度传感器系数为k2, 滑移率为r, 则据滑移率定义有:
在某一机械设备使用过程中, 挡位位置R、转速传感器系数k1、速度传感器系数k2, 均为固定值, 则离合器摩擦片瞬时滑移率可由上式求得。当连续打滑或断续打滑的滑移率超过行车电脑内的极限设定值时, 由行车电脑判定离合器摩擦片温度过高, 继而发出报警信号, 报知驾驶员停车检查或降低挡位行驶;当连续打滑或断续打滑时间未超过行车电脑内的极限设定值时, 由行车电脑判定离合器摩擦片工作正常, 该装置继续监测。
结语
离合器摩擦材料 篇9
关键词：机械制造,摩擦片,离合器制动器,压力机
1 前言
对于通用压力机来说,离合器制动器是压力机的重要部件(伺服压力机、开关磁阻压力机无离合器制动器)。压力机离合器制动器有刚性离合器制动器、气动干式离合器制动器、气动湿式离合器制动器、液压离合器制动器、电磁离合器制动器等。除了刚性离合器制动器之外,其他离合器制动器都要用摩擦片(块)。早在20世纪四五十年代,压力机离合器制动器就已经采用气动摩擦离合器制动器,有效提高了压力机的可靠性。摩擦片(块)质量的好坏,直接关系离合器制动器质量的好坏,而压力机摩擦片(块)生产工艺、材料是决定压力机离合器制动器摩擦片(块)质量的决定因素。虽然摩擦材料的研究进行了一百多年,至今也未停止。但随着航空航天、船舶、工程机械、农业机械、锻压机械、重型车辆等相关领域的飞速发展,对摩擦片(块)材料提出了新的要求,所以,离合器制动器摩擦片(块)摩擦材料的研究前景十分广阔。
2 摩擦材料发展历史
用粉末冶金技术制造烧结金属摩擦材料已有70年的历史,1929年美国开始进行这一研究,1935年石棉(Asbestos)摩擦材料被正式发掘并使用于福特汽车上,上世纪30年代末期首先将该材料用在了D-7、D-8铲运机中的离合器片上。发展到现在,所有载荷量高的飞机,包括米格、伊尔、波音和三叉戟等航空产品也在使用烧结金属摩擦材料。国内在1965年以后,烧结金属摩擦材料的科研、生产得到迅速发展。由于环保的原因,科学家开始寻求其他替代石棉的新型材质。美国Bendix公司投入1亿美元用于专项质量改进。欧洲的主要工业国家也为解决材料性能、生产工艺、制造成本等相关问题投入了大量资金。随着ISO18000标准得到世界各国的执行与认同,石绵材料摩擦片已基本被淘汰。迄今,我国已有无锡、杭州、西安、南京、北京、河北、昆山、集安等十多个具有一定生产规模的生产企业,在生产铜基和铁基摩擦材料,年产摩擦片(块)约850万件以上,广泛应用于各工业领域,基本满足了国内主机配套和引进设备摩擦片的备件供应和使用要求。
现有的摩擦材料主要分为四种类型:石棉基摩擦片、半金属基摩擦片、无石棉摩擦片和金属基烧结摩擦片。其发展分为三个阶段:第一个阶段是石绵为主轴(添加树脂为副材料);第二个阶段是以铁纤为主轴(添加传统纤维为副材料);第三个阶段是以强化纤维为主轴(添加特种金属为副材料)。其中半金属基摩擦材料又分为铜基、铁基摩擦材料;加入强化纤维材料不同又分为钢丝纤维、紫铜纤维摩擦材料摩擦片(块)。钢丝纤维因其硬度高,容易磨伤对磨机体,而硬度低时又不耐磨,不被看好;紫铜纤维因其合适的硬度不会伤及对磨材料,且耐磨性能好,深受用户欢迎。
随着各工业领域的飞速发展,耐高温、耐磨损、硬度适中、环保、使用寿命长的摩擦材料得到人们的青睐。半金属基摩擦片、无石棉摩擦片和金属基烧结摩擦片,就是人们所需求的环保产品。
国外将金属纤维称作金属陶瓷纤维,实际加入金属陶瓷纤维就是加入金属纤维,和国内的铁基、铜基、树脂加入金属纤维相同,只是配方含量不一样。铜基摩擦片通常放铁基纤维;铁基摩擦片除放铁基纤维之外,现在开始放紫铜纤维;纸基摩擦片放碳纤维,纸基摩擦片静动摩擦系数一样。
3 摩擦材料特性、优缺点
半金属摩擦片主要是采用粗糙的钢丝绒作为加固纤维,这种钢纤维的加入往往会使摩擦材料具有一定的锈蚀和磁性。钢纤维的强度和导热性,使得半金属摩擦片同传统的石棉摩擦片有着不同的传动特性。半金属摩擦片能承受较高的传动温度,同时它们在传动时容易将热量从其表面上散发出去。这些摩擦热会使对摩材料及机体受热而温度上升,对传动、制动装置的活塞密封圈及回位弹簧产生一定的影响,也会加快这些部件的老化。特别是活塞上安装的密封圈,温度高时,就会变脆、易断,使密封失效,造成严重后果。
半金属摩擦片的最大缺点是材料中的高金属含量会损伤对磨机体,使对磨机体从动摩擦盘或活塞的表面磨损加快,产生磨砺磨损和犁削;同时会产生较大的“嘶鸣声”,即噪声。虽然半金属摩擦材料比石棉基摩擦材料耐磨,但它更易磨伤对磨基体。为此,一种新型的无石棉基紫铜纤维摩擦材料研制成功,解决了既耐磨又不伤对磨片的机体,受到摩擦片(块)企业和压力机生产企业的欢迎。是一种迄今为止摩擦性能最好的摩擦材料,在压力机离合器制动器上已经广泛应用。新出现的碳碳复合摩擦材料在航天航空制动装置上成功的应用也为摩擦材料家族增添了新成员,但是由于其价格偏高,难以在摩擦材料市场上占据更多份额,更难在压力机离合器制动器摩擦材料上应用。
压力机离合器制动器摩擦片(块)材料性能指标:密度5.8～6.4g/cm3,硬度HB20～65,静摩擦系数0.32～0.52,动摩擦系数0.25～0.40,磨损率≤3×10-8N·m/cm3。实际摩擦率随着温度的升高在变化,一般变高。
4 离合器制动器摩擦片(块)烧结工艺
目前,国内外粉末冶金共有20余种制取方法,投入应用和有前途的主要有以下几种:冲切法、等离子喷涂法、电解沉积充填法、电阻烧结法、感应加热冲击法、气相沉积法。烧结金属摩擦材料是以金属及其合金为基体,添加摩擦组元和润滑组元,用粉末冶金技术制成的复合材料,是摩擦式离合器与制动器的关键组件。它具有足够的强度,合适而稳定的摩擦系数,工作平稳可靠,耐磨损及污染少等优点,是现代摩擦材料家族中应用量大面广的材料,主要用于干式摩擦场合。而湿式摩擦材料则采取喷撒法或烧结法。烧结法和喷撒法得到的摩擦材料动摩擦系数、最高比压、能量负荷、比压值区别不大,只是喷撒法其值稍大一点。
4.1 铜基粉末冶金摩擦片烧制工艺
目前,铜基粉末冶金摩擦材料的压制分为三个阶段,温度一般为750℃左右(三段温差一般不超过5℃),第一阶段1～2h;第二阶段2～4h;第三阶段2h左右,其余为保温与冷却时间共20h,保温时间越长越好。
(1)铜基片芯板:该方法的基本工序是:气割下料,热平整,机加达图,去油,电镀(Cu);
(2)混粉(Cu,Sn,Pb,Fe,C,SiO2等),压制,烧结(气体保护,加热,加压),清理,机加达图。
4.2 喷撒工艺
由于传统的压烧法存在着能耗大、生产效率相对低、原材料粉末利用率低、成本高等缺点,人们开始寻找其他工艺方法,喷撒工艺法就是一种。喷撒工艺法以工业规模生产烧结金属摩擦材料始于上世纪70年代,美国的威尔曼、西德的奥林豪斯和尤里特、奥地利的米巴等企业拥有这项技术。上世纪80年代中期,杭州粉末冶金研究所从奥地利米巴公司引进了该技术。喷撒工艺的基本流程是:钢背板在溶剂(如四氯化碳)中脱脂处理(或钢背板电镀)→在钢背板上喷撒上混合材料→预烧→压沟槽→终烧→精整。与传统的压烧法相比,喷撒工艺主要有下列一些优点:
(1)实现了无加压连续烧结,耗能低。
(2)采用松散烧结,粉末还原充分,可获得高孔隙度的摩擦衬层,对提高摩擦系数极为有利。
(3)用功能覆盖和冷压方法替代切削加工制取油槽,经济而高效。
(4)采用精整平面取代切削加工,材料利用率高,产品厚度和平行度精度高。
(5)可以根据要求制取摩擦衬层极薄的摩擦片(0.2mm～0.35mm),而用其他工艺则难以达到。由于摩擦片外形已在制造中完成,不需要二次加工沟槽、散热槽等,加之密度比烧结式稍低,故喷撒工艺较烧结工艺成本低。喷撒工艺法较压烧法可节约铜、锡、铅等有色金属粉末约45%,节电约75%,节省工时约40%。
4.3 雾化粉末快速固化铝合金
由这一工艺开发出的新型高温、高强摩擦材料具有热稳定弥散相,比传统时效硬化材料更优越,可在350℃以上使用,通过Al3Zr和Al6Mn弥散相和晶粒细化还可进一步提高力学性能。所有这些特点,赋予铝基摩擦材料广阔的发展前景。AlSi基高级铝合金摩擦材料已经问世。由于铝重量轻、耐腐蚀、不导磁、高导电导热性、比强度高,而且可以采用弥散强化手段来强化基体,所以,雾化粉末快速固化铝合金摩擦材料,使用前途广阔,尚需加大力度研究。
4.4 与摩擦片(块)相磨的对偶钢片工艺
气割下料,热平整,机加,热处理,机加达图,退磁,终检,清洗上油。对磨材料一般用65Mn;活塞、制动器座、飞轮等则采用QT600-3球磨铸铁。
4.5 半金属材料是由高碳铁粉、石墨、二硫化钼、无
机纤维(石棉纤维等)及一定数量的热固性树脂,通过热压制成的。
4.6 国内某摩擦材料厂摩擦块加工工艺及实验数据(见图1、2、3、4)。
5 压力机离合器制动器用离合、制动摩擦材料外形结构
压力机离合器制动器用离合、制动摩擦材料外形结构一般有两种:摩擦片或摩擦块。一般小型压力机整体式离合器制动器摩擦材料外形结构,通常用摩擦片,摩擦片与机体采用粘接、粘接加固定、直接烧结在机体上三种方式。中、大型压力机离合器制动器摩擦材料外形结构,有一小部分与小型压力机整体式离合器制动器相同,大部分采用摩擦块,摩擦块镶在主动盘上。摩擦块又有圆形、鸭蛋型、倒八字形、三角形、四方形、间断圆盘形和特殊形状等。摩擦块结构除形状不同外,组成上也有不同。有的摩擦块采用三层结构,两边采用烧结摩擦材料,中间插入海绵垫块(消音、耐反复冲击);大部分为整体结构。压力机摩擦片(块)表面加工沟槽,一方面起散热槽作用,一方面起排屑作用,而且解决了摩擦片(块)局部面度问题。压力机离合器制动器用离合、制动摩擦材料外形不管采用那种结构,摩擦力均需根据计算得到,即按照离合器制动器扭矩要求,计算面积、尺寸,选择摩擦材料、摩擦系数,等。
6 离合器制动器摩擦片(块)的选用
6.1 压力机气动干式离合器制动器摩擦结构
(1)1600kN以下开式压力机,一般采用摩擦片,也可采用摩擦块;
(2)1600kN以上开式压力机,一般采用摩擦块;
(3)闭式单、双、四点压力机,一般采用摩擦块,也可采用摩擦片;
(4)压力机离合器制动器摩擦片(块)材料:采用烧结结构,铁基粉末冶金(或酚醛树脂)加紫铜纤维增强剂。
6.2压力机气动湿式离合器制动器摩擦结构
一般离合器采用铜基摩擦片,制动器采用纸基摩擦片,也有制动器摩擦片采用铜基的。
7摩擦片(块)材料研究方向
现代科学技术和工业的迅速发展对摩擦材料提出了越来越高的要求,特别是宇宙飞船,及各种大型锻压机械、船舶、汽车、高速列车、重型机械、其他机械产品等的快速发展,对摩擦材料不断提出新要求。摩擦材料行业需要跟踪这些行业的发展,不断研制新的摩擦材料,满足其需求。
试验条件(JIS/D4411)试验机:定速式摩擦试验机速度:7m/s表面压力:1MPa接触面:FC250(#240砂纸加工)
(注:对接触面材料的磨损量=Y轴数值×10-3g/h)
摩擦材料未来需要研究方向有:
(1)硬度合适、强度满足要求,不伤对磨机体;
(2)无毒、环保型;
(3)性能稳定且有高的摩擦系数;
(4)离合、制动舒适,噪声低;
(5)使用寿命长;
(6)发展铝基摩擦材料,降低摩擦片重量;
(7)发展用金属纤维强化的复合材料;
(8)摩擦片(块)对耐磨材料摩擦性能的影响;
(9)高性能、价格低的摩擦材料。
参考文献
[1]鲁乃光.烧结金属摩擦材料现状与发展动态.粉末冶金技术,2002,(5).
[2]许立宁,邓海金,王新朋,李明.树脂含量对湿式离合器碳质摩擦材料摩擦磨损性能的影响.汽车技术,2001,(10).
[3]顾安民.曲柄压力机的离合器、制动器过热原因分析.重型机械,1980,(5)
[4]周砚云,崔树刚.改善压力机离合器发热和磨损的措施.设备管理与维修,1993,(10).
[5]谢关火宣,张四本.摩擦离合器和制动器摩擦块(片)寿命的估算.锻压机械,2000,35(6):15-16.
[6]李海洋.减少压力机离合器发热和磨损的措施.哈尔滨轴承,2003-01.
离合器摩擦材料 篇10
在车床上进行攻丝多见于轴类零件的端面中心部位。传统的攻丝方法存在很大缺点:丝锥定心不准, 很难保证尾座轴心线跟主轴轴心线重合, 虽然结构简单, 但是使用不方便。使用时更大的缺陷是没有保险装置, 当切削力过大时产生过大的切削扭矩、摩擦扭矩, 会把丝锥折断。对于在车、钻床上攻制盲孔螺纹过程中, 由于攻丝深度掌握不准, 如果丝锥一碰到底, 再攻进去, 常会出现丝锥立即折断现象, 这种工具显得更加危险, 这样造成了生产中由于丝锥频繁折断而带来诸多麻烦, 降低了生产率, 且由于丝锥折断所造成工件报废的几率也比较高, 提高了生产成本。为解决此问题, 我们在查阅大量有关资料的基础上, 设计制作了机动攻丝摩擦片离合器式过载保护装置。采用此装置后, 效果很好。
2 原因分析:
针对以上情况, 我们通过研究分析, 认为加工中产生这些现象的重要原因有:
攻丝辅具造成的误差;切削力和切削扭矩的增大, 引起丝锥强度不足;攻丝系统变形, 摩擦力矩增大, 加工螺孔精度下降导致丝锥折断;攻螺纹过程中产生的问题
3 设计方案:
基于以上这些原因, 我拟定了三种"机动攻丝过载保护装置"结构设计方案。
3.1 方案一:
过载保护装置采用摩擦片结构, 其结构原理图如图3-1所示:
此方案利用摩擦片式保险攻丝夹头, 攻丝时, 切削力通过花键套3, 经摩擦片4与5传到锥柄1上。在正常扭矩下, 两种摩擦片由于摩擦力的作用不会产生相对滑动。但当切削力所产生的扭矩超过内摩擦片与外摩擦片之间的摩擦力矩时, 内摩擦片与外摩擦片之间会相互打滑, 而使丝锥花键套随着工件一起转动, 这样就避免了丝锥折断。
3.2 方案二:
过载保护装置采用钢珠结构, 其结构原理图如图3-2所示:
此方案利用钢珠式保险攻丝夹头, 如图所示, 攻丝时, 切削力通过外套7, 经钢珠6与弹簧5及顶柱4、柱套3、螺套2、共同作用传到锥柄1上。在正常扭矩下, 柱套3一端有八个均布顶柱4顶锥柄1上八个均布孔内的弹簧5, 使弹簧压紧钢珠6与外套7端面上的八个孔 (八个孔比钢珠直径稍小) 产生摩擦力, 由于摩擦力的作用不会产生相对滑动, 进行攻丝。但当切削力所产生的扭矩超过钢珠与端面孔之间的摩擦力矩时, 钢珠与端面孔之间会相互打滑, 而使丝锥、外套随着工件一起转动, 这样就避免了丝锥折断。
3.3 方案三:
过载保护装置采用摩擦锥结构, 其结构原理图如图3-3所示:
此方案利用摩擦锥保险攻丝夹头, 攻丝时, 切削力通过摩擦外锥4与摩擦内锥套3传到锥柄1上。在正常扭矩下, 摩擦外锥与摩擦内锥由于摩擦力的作用不会产生相对滑动。但当切削力所产生的扭矩超过两摩擦锥之间的摩擦力矩时, 摩擦外锥与摩擦内锥之间会相互打滑, 而使丝锥、摩擦外锥4随着工件一起转动, 这样就避免了丝锥折断。
4 分析方案 (一)
4.1 结构及工作原理
结构。机动攻丝摩擦片离合器式过载保护装置, 其结构如图4-1所示。
机动攻丝摩擦片离合器式过载保护装置是由锥柄螺杆1、螺套2、弹簧3、花键套4、压板5、内摩擦片6、外摩擦片7、挡销8、深沟球轴承9、开槽圆柱头螺栓10、开槽圆柱头螺钉11、滑套12及开槽平端紧定螺钉13组成。
工作原理。它的结构原理附图所示。攻丝前, 先利用本装置中的莫氏4号锥柄1装入车床尾座套筒内, 以保证攻螺纹时丝锥与主轴轴心线重合。同时把机用丝锥装在滑套12内。攻丝时, 首先转动尾座手轮将丝锥头部微量压入事先打好的螺纹底孔孔口, 手轮就停止转动, 开动机床, 利用车床的旋转运动进行攻丝, 切削力由丝锥传至滑套12, 通过滑套12与开槽平端紧定螺钉13, 经开槽圆柱头螺钉11传至花键套4, 再由花键套的内花键与外摩擦片之间配合将切削扭矩传至外摩擦片, 然后通过转动螺套2挤压弹簧3进而压紧内摩擦片与外摩擦片, 利用外摩擦片与内摩擦片之间的摩擦力将外摩擦片的切削力矩经内摩擦片传到锥柄上。当在正常扭矩下工作时, 由于螺套挤压弹簧作用, 使内摩擦片与外摩擦片之间产生摩擦力矩与由丝锥传来的各种综合扭矩相平衡, 这样使内摩擦片与外摩擦片之间不会产生相对滑动, 丝锥在安全扭矩下工作。此时, 丝锥通过其紧固螺钉13带动滑套12, 在开槽圆柱头螺钉11的导向下沿花键套4内孔轴向滑动, 实现切削过程中的自动进刀。但当切削力所产生的扭矩超过内摩擦片与外摩擦片之间的摩擦力矩时, 也就是超过了丝锥的极限载荷时, 内摩擦片与外摩擦片之间会相互打滑, 而使丝锥、滑套12、花键套4随着工件一起转动, 这样就避免了丝锥折断。特点。当切削力过大时, 可实现过载保护。在切削过程中当切削力达到丝锥的安全负荷时自动停止切削, 避免了切削过程中由于丝锥折断而带来的诸多麻烦。该装置操作便、省力, 使用性能好, 日常维护方便, 成本低廉, 应用于实际生产中可降地成本, 提高生产效率, 取得较好的经济效益。
该装置的使用也可实现丝锥的自动夹紧, 自动定心, 保证丝锥在切削过程中与机床保持精确的相对位置。切削前可预先给装置一个预紧力, 在螺套2和花键套4上均有刻度线, 用来调节内摩擦片与外摩擦片之间的摩擦力矩的大小。可用于在攻不同公称直径的内螺纹时, 调节合适的摩擦力矩, 以适应不同的切削扭矩。例如, 当攻M10X1.5的内螺纹时, 切削扭矩为11.29N.m我们可以将螺套2顺时针转六圈半调节到相应的11.29N.m的刻度, 使其在使用M10X1.5丝锥时起到保护作用。同样当使用M12X1.5丝锥时, 切削扭矩为14.18 N.m, 我们可以将螺套2顺时针转三圈来实现保护M12X1.5的丝锥。这就是本装置的两个关键的特点, 我们对摩擦力矩实现了量化, 在加工过程中, 我们只要通过调节螺套2即可使用不同型号的丝锥来加工, 避免了加工时的盲目性, 减少了操作者的工作量, 使工作效率得到了极大的提高, 同时减少了丝锥的损耗。
参考文献
[1]《实用机械加工手册》, 辽宁科学技术出版社, 2002版.
[2]马贤智等:《夹具与辅具标准应用手册》, 机械工业出版社, 1996版.
[3]杨黎明等:《机械零件设计手册》国防工业出版社, 1993.8版.
[4]徐容:《机械设计手册》 (1-5) 卷, 机械工业出版社, 1991.9版.
湿式多片离合器的设计分析 篇11
摘 要：湿式多片离合器作为双离合变速器的关键部件，对整车传动效率、换挡品质有着重要的作用，文章阐述了湿式多片离合器设计分析方法，并且结合工程实际，提出简化的摩擦片当量半径和油压推算公式，为工程设计提供了理论依据。
关键词：离合器；设计；分析
中图分类号：U463.211 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0027-01
双离合变速器（Dual Clutch Transmission）DCT有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。目前国外汽车工业强国已经开始量产，在一些高档车型上开始普及，可见离合器作为重要的传动接合部件对整车性能的重要。本文以某型双离合变速的输入来研究湿式多片离合器的设计分析。
1 模 型
通常设计人员依据整车厂提供的技术要求和变速器的布局来设计离合器，在保证满足技术的前提下竟可能降低成本，整体结构如图1所示。
[图1 湿式多片离合器结构简图]
离合器的结构中，摩擦片对离合器工作性能影响很大。离合器摩擦副元件由摩擦元件及对偶元件两部分组成。其特点是：可在主、从动轴转速差较大的状态下实现平稳、柔顺的结合。因为最大传输扭矩较小，使用金属摩擦材料，如铜基粉末冶金就可以满足轿车、货车等机械的制动上的需求。
2 传递扭矩关系的确定
湿式多片摩擦离合器的摩擦转矩 与摩擦副数、摩擦系数、压紧力和作用半径有关。其关系式为：
T=βμFrez
离合器摩擦材料 篇12
在曲柄压力机传动系统中,离合器是最重要的部件。大型机械压力机一般用摩擦离合器,摩擦离合器的结构形式很多,图1所示为一种常用的盘式刚性联锁的摩擦离合器。图中左端是离合器,右端是制动器,它们间用顶杆3刚性联锁。离合制动器主要由气缸1,活塞2,摩擦片4,空心传动轴5,刹车体6,制动摩擦片7,弹簧8等组成。
总成动作原理:压缩空气进入离合器气缸,向右推动活塞,使空心传动轴内的顶杆向右运动,压缩制动弹簧,于是制动器松开,离合器摩擦片被压紧,飞轮可带动从动轴转动,当双联电磁阀断电后,离合器气缸与大气相通,在制动弹簧的作用下,顶杆向左运动,离合器脱开,制动器摩擦片被压紧,产生制动作用,迫使从动部分停止运动。
结构动作可靠,操纵系统简单,动作迅速,其中顶杆作用十分关键。顶杆一旦出现问题,将会使离合器动作失灵。由于飞轮轴为空心轴,顶杆直径受到轴孔尺寸限制,加之受压力机上横梁宽度及传动结构的限制,顶杆长度L不能太短,因此,校核它的稳定性非常必要。
2 受力模型及计算公式
顶杆的稳定性计算模型可简化为两端固定的压杆模型,如图2所示。图中的Pcr为压杆失稳的临界压力,按欧拉公式计算:
式中:E———材料的弹性模量;
I———压杆截面对中性轴的惯性矩,对于圆形
D———压杆直径;
μ———长度系数;
l———压杆长度。
其临界压应力为:
于是推导得:
(注:欧拉公式的适用范围为细长杆,即只有当σcr≤σP时才适用,其中σP为压杆材料的比例极限,计算前需校核,若超出计算范围,需按中粗杆计算。)
压杆的稳定性安全系数为:
式中:[nw]———许用安全系数,可取[nw]=4~8;
Pg———顶杆工作时所受到的最大压力,当忽略
其所受到的摩擦力时,就和制动弹簧所给予的最大压缩力相等。
3 计算实例
一曲柄压力机,顶杆长度l=2800mm,直径d=55mm,材料45钢调质,E=200MPa,采用12根制动弹簧制动,每根弹簧的最大压缩力为8.0kN。现校核该顶杆的稳定性,计算如下:
45钢比例极限σP为200MPa,σcr≤σP,故可用欧拉公式计算,于是有:
顶杆所受到的最大推力为Pg=96kN。
则顶杆稳定性安全系数为:
符合稳定性要求。
4 结论
通过计算临界力欧拉公式可知,细长杆临界力Pcr与材料的弹性模量E成正比,由于各种钢材的弹性模量E相差不大,采用普通碳素钢制造即可。在实际工作的过程中,离合器顶杆受力状况较为恶劣,且承受交变载荷,有时会出现别劲现象,这时顶杆所受的力要大于制动弹簧给的压力,所以安全系数应尽量取大些。可将顶杆尽量设计成中粗杆,其临界力将随材料的屈服强度极限提高而增大,当直径尺寸限制时,就可采用高强度钢制造,可提高其稳定性。另外在加工顶杆时,应保证其同轴度,必要时需校直。
参考文献
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