Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Влияние теплового режима на износно-фрик-ционные характеристики узлов трения 14
1.2. Способы снижения тепловой нагруженности муфт сцепления и тормозов сухого трения 28
1.3. Методы теплового расчета узлов сухого трения 40
1.4. Критерии нагруженности и работоспособности муфт сцепления 55
1.5. Цель и задачи исследований 59
ГЛАВА 2. ТЕШОВАЯ НАГРУЖЕННОСТЬ И ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПАР ТРЕНИЯ
2.1. Расчет средней поверхностной температуры с учетом коэффициента взаимного перекрытия пар трения муфты сцепления трактора 62
2.2. Расчет объемной температуры элементов пар трения муфты сцепления
2.2.1. Общие положения методики 79
2.2.2. Расчет объемной температуры деталей муфты сцепления 90
2.3. Критерии работоспособности муфт сцепления 98
2.4. Расчет коэффициента взаимного перекрытия пар трения муфты сцепления 104
Выводы по главе 107
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Объект исследования
3.2. Используемое оборудование
3.2.1. Стенд для испытаний 118
3.2.2, Контрольно-измерительная аппаратура стенда . 118
3.3. Обработка результатов испытаний 130
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Тепловая нагруженность муфты сцепления в зависимости от геометрических параметров фрикционных накладок 132
4.2. Результаты ресурсных испытаний 137
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ 141
ЛИТЕРАТУРА 144
ПРИЛОЖЕНИЕ 168
- Влияние теплового режима на износно-фрик-ционные характеристики узлов трения
- Расчет средней поверхностной температуры с учетом коэффициента взаимного перекрытия пар трения муфты сцепления трактора
- Объект исследования
- Тепловая нагруженность муфты сцепления в зависимости от геометрических параметров фрикционных накладок
Влияние теплового режима на износно-фрик-ционные характеристики узлов трения
Обязательным условием, предъявляемым к фрикционным узлам, является обеспечение требуемой величины и стабильности момента трения при заданном ресурсе. Повышение надежности и долговечности пар трения фрикционных узлов осуществляется, в основном, по трем направлениям:
1. Исследование физико-химико-механической природы процесса трения и изнашивания.
2. Разработка и создание новых фрикционных материалов, обладающих высокими показателями износостойкости и теплостойкости и совершенствование методов их испытаний.
3. Совершенствование методов расчета МС и тормозов с учетом конкретных эксплуатационных условий работы, сочетания материалов и конструктивных особенностей фрикционных узлов.
Существует ряд теоретических подходов к изучению природы трения твердых тел, которые можно разделить на четыре группы [27]: I) геометрические; 2) молекулярные.(адгезионные); 3) деформационные; 4) комбинированные. Многообразие подходов в рассмотрении сущности процесса трения объясняется его сложностью.
Расчет средней поверхностной температуры с учетом коэффициента взаимного перекрытия пар трения муфты сцепления трактора
Из литературного обзора известно, что на фрикционно-износ-ные характеристики узлов сухого трения решающее влияние оказывает максимальная поверхностная температура. Как указывалось выше, использование в фрикционных узлах ПТ с К I способствует уменьшению поверхностной температуры. Большой интерес в этом вопросе представляет изучение влияния Kg на среднеповерхностную температуру. Одной из первых работ, в которой было учтено снижение средней поверхностной температуры у ПТ с Кв I за счет конвективного теплообмена, явилась работа И.Г.Алукера 160 . Здесь принято, что теплообмен осуществляется со всей поверхности трения контртела при некотором приведенном коэффициенте теплоотдачи, зависящим от Kg3.
На наш взгляд эта задача может быть решена корректнее, если при расчете средней поверхностной температуры учитывать теплоотдачу только со свободной поверхности трения.
Ниже сделана попытка разработать методику расчета средней поверхностной температуры у ИГ МС при К I с учетом реальных условий охлаждения.
При расчете поверхностной температуры МС и тормозов с малыми значениями числа Фурье ( Fo 10 ) приемлемы следующие допущения: тепловой поток, генерируемый при трении линеен и распределен равномерно по номинальной поверхности трения; поверхностная температура в данный момент во всех точках поверхности трения одинакова; теплоотдача с боковых поверхностей мала; температура окружающей среды постоянна; основной теплоотдающей поверхностью является свободная поверхность трения [7]. В тракторных МС эффективная толщина о3 элементов ПТ, участвующих в теп-лопоглощении, всегда меньше конструктивной, поэтому число Фурье может быть принято Fo- і /з [іб]. Следовательно, перечисленные допущения справедливы для расчета среднеповерхностной температуры тракторных МС.
Объект исследования
Объектом исследований служила муфта сцепления сухого трения Ш типоразмера унифицированного ряда А 52.20.000 В, техническая характеристика и принцип работы которой изложены в работе [218]. Исследования проводились с различными значениями коэффициента взаимного перекрытия, формой и секционностью фрикционных накладок. При этом использовались серийные ведомые диски МС двигателя СЩ-І4 с фрикционными накладками из материала НСФ-6 на комбинированном связующем [12б]. Наружный диаметр накладок равен 340 мм. Исследуемые накладки, кроме кольцевой, изображены на рис. 3.1. На рис. 3.2 изображен ведомый диск с кольцевыми накладками (Kg3=I), а на рис. 3.3 - 3.6 - секционные накладки в виде кольцевых секторов (Квз I). С каждой стороны ведомого диска устанавливалось по шесть секторов.
Оценка влияния секционности и формы фрикционных накладок на тепловую нагруженность и износостойкость пар трения проводилась при оптимальном Kgg = 0,6, установленном по результатам предварительных износных испытаний. Для этого с каждой стороны ведомого диска крепилось соответственно три (рис.3.9), шесть (рис.3.4) и двенадцать (рис.3.10) накладо
Тепловая нагруженность муфты сцепления в зависимости от геометрических параметров фрикционных накладок
В данных испытаниях объемная температура замерялась на среднем ведущем диске, как более теплонагруженном в двухдисковой МС, время цикла работы составляло 60 с.
При определении влияния Kgg на теллонагруженность было установлено, что с уменьшением Kgg теплонагруженность среднего ведущего диска снижается (рис.4.1). Причем наибольшее снижение температуры наблюдается при изменении Квз от I до 0,8. При дальнейшем уменьшении Kg3 прослеживается общая тенденция снижения теплонагруженности среднего диска, однако, эффективность значительно падает. Это можно объяснить несовершенством конструкций ведомых дисков и МС вцелом, которые не обеспечивают необходимую подачу и турбулезацию воздушного потока. Вообщем, при уменьшении Квз снижение теплонагруженности элементов ПТ достигается за счет увеличения теплоотдагощей поверхности.
Значительный интерес представляют исследования влияния на тепловую нагруженность формы и секционности накладок. Экспериментальная оценка влияния формы и секционности накладок на теплонагруженность МС особенно важна, так как получение количественных опенок этого расчетом не предоставляется возможным. По данным испытаний, существенного влияния на тепловой режим МС форма фрикционных накладок не оказывает (рис.4.2). Несколько лучшие условия охлаждения обеспечиваются накладками в секторном исполнении по рис.3.4.
