摩擦條件對強制連續約束型離合器性能的影響

摘要：隨著社會科技的飛速發展，機械技術的發展極為迅速，其中離合器作為機械技術的重要組成部分，其運行質量將直接影響到整個機械設備的運行效率。機械技術的發展更是影響著工業的發展，因此必須重視離合器的工作性能。文章對不同摩擦條件下對強制連續約束型離合器的工作性能影響展開了研討。

關鍵詞：摩擦條件；強制連續約束型離合器；工作性能；機械技術；機械設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP391 文章編號：1009-2374（2016）17-0062-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.029

近年來，離合器在運行的過程中，雖然對帶動整體的機械設備運行效率以及工業的發展有著一定的作用，但是離合器運行過程中的摩擦條件也是不容忽視的，不同的摩擦條件會對離合器的工作性能產生不同的影響。例如，契合時間、契合力等都是對強制連續約束型離合器工作性能產生影響的摩擦條件，當然，還存在其他的摩擦條件，而本文主要通過建立離合器工作動力學模型以及仿真一些摩擦條件來進一步研究契合時間以及契合力對強制連續約束型離合器工作性能的影響，希望能夠給相關部門提供一定的參考。

1 影響離合器工作性能的主要摩擦條件

隨著機械化時代的飛速發展，離合器機械部件的使用越來越普遍，并在各大機械設備運行中也發揮出了重大的作用。然而，在離合器實際運行中，其工作性能經常會受到一些摩擦條件的影響。必須要考慮到離合器工作性能的摩擦條件，并結合離合器的實際運行情況，適當地調整這些摩擦條件，并將摩擦條件對離合器工作性能的影響降至最低，這樣才能有效提高離合器的工作性能，同時對提升整體機械設備的工作效率也有著極大作用。就當前離合器工作性能的研究分析，對離合器工作性能影響的摩擦條件主要有契合時間、契合力等。當然，還會伴有其他的因素，而這兩項因素是對離合器工作性能影響較大的因素，其他的因素還需要我們在日常離合器工作運行的過程中不斷地去發現、去挖掘，從中發現不同摩擦條件對強制連續約束型離合器工作性能的影響規律，并對其進行改進和完善，有助于促進機械系統的發展。

2 不同摩擦條件對強制連續約束型離合器工作性能的影響分析

2.1 離合器工作動力學模型的建立

在不同摩擦條件下，對強制連續約束型離合器工作性能影響進行分析，需要建立一個動力學模型，應結合實際的情況建立離合器動力學的模型，主要從以下四方面考慮：

2.1.1 應考慮系統約束以及載荷的施加，應確定仿真條件，架設離合器裝配件之間的間隙為零，其中制造所出現的誤差可以忽略不計；離合器制造的各個部件均為剛體，并且離合器的轉動約束為理想的約束效果；在整個離合器仿真條件中，不考慮模塊和滾道變形對動力學性能的影響。

2.1.2 對離合器施加余數和載荷。該環節主要根據超越離合器的運動規律方式，并在本系統中適當地加入約束以及載荷。如，在楔塊和滾道之間適當地施加實體的碰撞力，并且要使仿真的楔塊和滾道相互之間接觸碰撞，這樣更能體現出離合器受到摩擦條件影響下的工作性能；應在超越離合器運行的外環施加一個恒負載轉矩，并且該模擬出超越離合器工作時的負載，以此來測試負載對離合器工作性能的影響；各個斜撐式超越離合器的每一個楔塊上施加一定的恒力矩，并且在這個過程中要模擬離合器工作時彈簧供楔塊進入楔合時所需要的力。當然，具體的模擬仿真應根據離合器的實際工作環境以及工作中經常出現的問題等進行充分的考慮，才能有效地提高模型建立的質量，更有利于對離合器工作性能的改善。

2.1.3 建立離合器的仿真模型。離合器仿真模型的建立主要通過三維構建軟件進行建模，以下是仿真后的三維模型。在進行離合器模擬的過程中，應充分考慮到楔塊曲面構造的復雜性，要嚴格楔塊曲面構造的實際情況進行模擬，另外離合器仿真模型還需要滿足離合器的裝備要求，這樣才能確保離合器的仿真更切合實際。

2.1.4 綜合考慮邊界條件和初始條件。為了更深入地研究不同摩擦條件強制連續約束型離合器工作性能的影響，必須做好前期的離合器模型仿真的環節，模型仿真過程中除了要考慮到以上的幾方面因素之外，還應考慮到邊界條件以及初始條件等。通過對模擬仿真各項因素的分析，應對ADAMS系統的初始條件進行合理的設置，如在每個楔塊上施加一定的力矩；在離合器內環施加一個一定的恒角速度。離合器三維幾何模型下（如圖1所示）。

2.2 不同摩擦條件下離合器的楔塊特性

通過以上的離合器模型仿真之后，則需要試驗在不同摩擦條件下離合器的楔塊特性。仿真過程中還需要考慮到相應的仿真數據，并且這些仿真數據的設定必須符合實際，同時還要綜合考慮楔合的時間以及楔合力等因素，并根據這些仿真數據來分析不同摩擦條件對強制連續約束型離合器工作性能的影響。

2.2.1 契合時間的影響。離合器的契合時間也就是離合器從超越狀態到外環與內環同步運行時的時間，通過設置契合時間的長短，以此來反映出離合器的工作性能，尤其是對離合器工作的靈敏性測試更為有效。在不同摩擦條件對強制連續約束型離合器工作性能影響測試的過程中，必須要注重契合時間條件的設定，這也是離合器工作性能所要考慮的重要指標。本節主要對內環輸入的轉速與外環帶負載的形式等進行分析，而且，在對外環角速度變化分析的過程中可以得出契合時間。例如，μ分別為0.10和0.15時，離合器在運行的過程中，外環角的變化速度也會隨著時間的變化而改變。

根據以上的分析，在μ=0.10時，可以充分得出契合時間為0.0041s。而在μ=0.15時，可以得出離合器的契合時間為0.0039s左右，也就是說，μ在0.10和0.15時，兩者的離合器契合時間非常相近。在離合器正常運行過程中，可以根據契合時間來判定離合器的工作性能，并結合實際的情況設置相應的契合時間值，更好地提升離合器的工作性能。

2.2.2 契合力的影響。離合器在運行的過程中受到不同摩擦條件的影響，要保證離合器有著較高的工作性能，則需要充分考慮離合器運行的各項條件，這樣才能更有效地提升離合器運行的工作性能，從而達到相應的運行要求。契合力是影響離合器工作性能的關鍵，同時也是離合器運行摩擦條件的重要組成要素，因此，在進行離合器工作性能測試的過程中，應充分考慮到契合力的摩擦條件。通過大量的實踐證明，在對楔塊離合器進行仿真的時候，可以將得到的兩種不同摩擦條件均進行離合器運行模型的仿真，并且在這個過程中也得出，離合器的楔塊外環、內環的平均接觸力將會隨著時間的變化而變化，可以將這個變化規律充分運用到離合器的運行中，并結合離合器的實際運行情況以及運行要求，對契合力進行有效的設計。這樣才能更好地提升離合器運行的性能，而且契合力設置得合理也將減少離合器運行的磨損程度，更有利于延長離合器的使用壽命。

除此之外，離合器的工作性能還應考慮到其他方面，例如壓盤壓力和摩擦片之間的摩擦系數、變速器輸入軸連接部分的轉速等，這些摩擦條件都將影響到離合器運行的工作性能。因此要保證離合器工作性能良好，必須全面考慮有關離合器運行的各項摩擦條件，這樣才能保證離合器運行的噪音小、具有良好的散熱能力、工作穩定等。

3 結語

綜上所述，離合器在運行的過程中，經常會受到摩擦條件的影響。應合理調整各項摩擦條件，這樣才能為離合器營造一個良好的運行條件。由于離合器運行環境的差異化影響，需要對各項摩擦系數進行調整，實施合理有效的摩擦條件，從而保證離合器在良好的狀態下運行。本文主要對當前不同摩擦條件下，對離合器工作性能的影響展開詳細的分析，希望能夠為提高離合器的運行性能提供一定的幫助。

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作者簡介：彭明（1962-），男，廣東湛江人，湛江市第二技工學校鉗工二級實習指導教師，研究方向：技工教學。

（責任編輯：王 波）