摩擦条件对强制连续约束型离合器性能的影响

摘要：随着社会科技的飞速发展，机械技术的发展极为迅速，其中离合器作为机械技术的重要组成部分，其运行质量将直接影响到整个机械设备的运行效率。机械技术的发展更是影响着工业的发展，因此必须重视离合器的工作性能。文章对不同摩擦条件下对强制连续约束型离合器的工作性能影响展开了研讨。

关键词：摩擦条件；强制连续约束型离合器；工作性能；机械技术；机械设备 文献标识码：A

中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2016）17-0062-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.029

近年来，离合器在运行的过程中，虽然对带动整体的机械设备运行效率以及工业的发展有着一定的作用，但是离合器运行过程中的摩擦条件也是不容忽视的，不同的摩擦条件会对离合器的工作性能产生不同的影响。例如，契合时间、契合力等都是对强制连续约束型离合器工作性能产生影响的摩擦条件，当然，还存在其他的摩擦条件，而本文主要通过建立离合器工作动力学模型以及仿真一些摩擦条件来进一步研究契合时间以及契合力对强制连续约束型离合器工作性能的影响，希望能够给相关部门提供一定的参考。

1 影响离合器工作性能的主要摩擦条件

随着机械化时代的飞速发展，离合器机械部件的使用越来越普遍，并在各大机械设备运行中也发挥出了重大的作用。然而，在离合器实际运行中，其工作性能经常会受到一些摩擦条件的影响。必须要考虑到离合器工作性能的摩擦条件，并结合离合器的实际运行情况，适当地调整这些摩擦条件，并将摩擦条件对离合器工作性能的影响降至最低，这样才能有效提高离合器的工作性能，同时对提升整体机械设备的工作效率也有着极大作用。就当前离合器工作性能的研究分析，对离合器工作性能影响的摩擦条件主要有契合时间、契合力等。当然，还会伴有其他的因素，而这两项因素是对离合器工作性能影响较大的因素，其他的因素还需要我们在日常离合器工作运行的过程中不断地去发现、去挖掘，从中发现不同摩擦条件对强制连续约束型离合器工作性能的影响规律，并对其进行改进和完善，有助于促进机械系统的发展。

2 不同摩擦条件对强制连续约束型离合器工作性能的影响分析

2.1 离合器工作动力学模型的建立

在不同摩擦条件下，对强制连续约束型离合器工作性能影响进行分析，需要建立一个动力学模型，应结合实际的情况建立离合器动力学的模型，主要从以下四方面考虑：

2.1.1 应考虑系统约束以及载荷的施加，应确定仿真条件，架设离合器装配件之间的间隙为零，其中制造所出现的误差可以忽略不计；离合器制造的各个部件均为刚体，并且离合器的转动约束为理想的约束效果；在整个离合器仿真条件中，不考虑模块和滚道变形对动力学性能的影响。

2.1.2 对离合器施加余数和载荷。该环节主要根据超越离合器的运动规律方式，并在本系统中适当地加入约束以及载荷。如，在楔块和滚道之间适当地施加实体的碰撞力，并且要使仿真的楔块和滚道相互之间接触碰撞，这样更能体现出离合器受到摩擦条件影响下的工作性能；应在超越离合器运行的外环施加一个恒负载转矩，并且该模拟出超越离合器工作时的负载，以此来测试负载对离合器工作性能的影响；各个斜撑式超越离合器的每一个楔块上施加一定的恒力矩，并且在这个过程中要模拟离合器工作时弹簧供楔块进入楔合时所需要的力。当然，具体的模拟仿真应根据离合器的实际工作环境以及工作中经常出现的问题等进行充分的考虑，才能有效地提高模型建立的质量，更有利于对离合器工作性能的改善。

2.1.3 建立离合器的仿真模型。离合器仿真模型的建立主要通过三维构建软件进行建模，以下是仿真后的三维模型。在进行离合器模拟的过程中，应充分考虑到楔块曲面构造的复杂性，要严格楔块曲面构造的实际情况进行模拟，另外离合器仿真模型还需要满足离合器的装备要求，这样才能确保离合器的仿真更切合实际。

2.1.4 综合考虑边界条件和初始条件。为了更深入地研究不同摩擦条件强制连续约束型离合器工作性能的影响，必须做好前期的离合器模型仿真的环节，模型仿真过程中除了要考虑到以上的几方面因素之外，还应考虑到边界条件以及初始条件等。通过对模拟仿真各项因素的分析，应对ADAMS系统的初始条件进行合理的设置，如在每个楔块上施加一定的力矩；在离合器内环施加一个一定的恒角速度。离合器三维几何模型下（如图1所示）。

2.2 不同摩擦条件下离合器的楔块特性

通过以上的离合器模型仿真之后，则需要试验在不同摩擦条件下离合器的楔块特性。仿真过程中还需要考虑到相应的仿真数据，并且这些仿真数据的设定必须符合实际，同时还要综合考虑楔合的时间以及楔合力等因素，并根据这些仿真数据来分析不同摩擦条件对强制连续约束型离合器工作性能的影响。

2.2.1 契合时间的影响。离合器的契合时间也就是离合器从超越状态到外环与内环同步运行时的时间，通过设置契合时间的长短，以此来反映出离合器的工作性能，尤其是对离合器工作的灵敏性测试更为有效。在不同摩擦条件对强制连续约束型离合器工作性能影响测试的过程中，必须要注重契合时间条件的设定，这也是离合器工作性能所要考虑的重要指标。本节主要对内环输入的转速与外环带负载的形式等进行分析，而且，在对外环角速度变化分析的过程中可以得出契合时间。例如，μ分别为0.10和0.15时，离合器在运行的过程中，外环角的变化速度也会随着时间的变化而改变。

根据以上的分析，在μ=0.10时，可以充分得出契合时间为0.0041s。而在μ=0.15时，可以得出离合器的契合时间为0.0039s左右，也就是说，μ在0.10和0.15时，两者的离合器契合时间非常相近。在离合器正常运行过程中，可以根据契合时间来判定离合器的工作性能，并结合实际的情况设置相应的契合时间值，更好地提升离合器的工作性能。

2.2.2 契合力的影响。离合器在运行的过程中受到不同摩擦条件的影响，要保证离合器有着较高的工作性能，则需要充分考虑离合器运行的各项条件，这样才能更有效地提升离合器运行的工作性能，从而达到相应的运行要求。契合力是影响离合器工作性能的关键，同时也是离合器运行摩擦条件的重要组成要素，因此，在进行离合器工作性能测试的过程中，应充分考虑到契合力的摩擦条件。通过大量的实践证明，在对楔块离合器进行仿真的时候，可以将得到的两种不同摩擦条件均进行离合器运行模型的仿真，并且在这个过程中也得出，离合器的楔块外环、内环的平均接触力将会随着时间的变化而变化，可以将这个变化规律充分运用到离合器的运行中，并结合离合器的实际运行情况以及运行要求，对契合力进行有效的设计。这样才能更好地提升离合器运行的性能，而且契合力设置得合理也将减少离合器运行的磨损程度，更有利于延长离合器的使用寿命。

除此之外，离合器的工作性能还应考虑到其他方面，例如压盘压力和摩擦片之间的摩擦系数、变速器输入轴连接部分的转速等，这些摩擦条件都将影响到离合器运行的工作性能。因此要保证离合器工作性能良好，必须全面考虑有关离合器运行的各项摩擦条件，这样才能保证离合器运行的噪音小、具有良好的散热能力、工作稳定等。

3 结语

综上所述，离合器在运行的过程中，经常会受到摩擦条件的影响。应合理调整各项摩擦条件，这样才能为离合器营造一个良好的运行条件。由于离合器运行环境的差异化影响，需要对各项摩擦系数进行调整，实施合理有效的摩擦条件，从而保证离合器在良好的状态下运行。本文主要对当前不同摩擦条件下，对离合器工作性能的影响展开详细的分析，希望能够为提高离合器的运行性能提供一定的帮助。

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作者简介：彭明（1962-），男，广东湛江人，湛江市第二技工学校钳工二级实习指导教师，研究方向：技工教学。

（责任编辑：王 波）