Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Пара трения сталь — сталь отличается простотой изготовления, сравнительно высокой износостойкостью и хорошей теплопроводностью. Для изготовления фрикционных дисков применяются стали 40, 45, 65Г, ЗОХГСА, У-7, У-8 и др. Иногда для повышения бз износостойкостн поверхностей стальные диски подвергаются химико-термической обработке, например сульфоцианированию. При работе всухую пары сталь — сталь имеют коэффициент трения 0,25 — 0,5. Существенным недостатком пар трения сталь — сталь следует признать склонность к схватыванию, а также плохую прирабатываемость, в результате чего площадки контакта распределяются по поверхности трения в виде отдельных зон, в которых наблюдается резкое повышение температуры и температурных напряжений, вызывающих короблеиие и усадку дисков. В связи с этим для обеспечения требуемой работоспособности пары сталь— сталь приходится задавать сравнительно низкие значения удельного давления на поверхностях трения 0,15 — 0,25 МПа (1,5— 2,5 кГ~слР) при трении всухую и 0,3 — 0,5 МПа (3 — 5 кГ)слР~ при трении в масле.
Пара трения чугун — сталь находит широкое применение при изготовлении ленточных и колодочных тормозов гусеничных машин. Такая пара также может быть использована в дисковых фрикционных узлах. Чугун может также работать в паре с различными неметаллическими материалами. Чугунные фрикционные элементы обладают высокой теплопроводностью, не схватываются с разноименными материалами, хорошо прирабатываются. Это позволяет допустить удельные давления на поверхности трения до 0,3 МПа (3 кГ(см') при работе всухую и до 1,2 МПа (12 кГ~смз) ври работе в масле. Износостойкость чугуна зависит от его химического состава и микроструктуры.
Исследования показывают, что присутствие в чугуне фосфора и марганца способствует снижению износа. В качестве фрикционных материалов получили широкое распространение чугуны следующих марок: СЧ 15 — 32, ФМ, ЧНМХ и др. Коэффициент трения покоя пары чугун — сталь несколько выше, чем пары сталь — сталь, однако во время буксования величина его изменяется в значительных пределах в зависимости от скорости скольжения. Из н е м е т а л л и ч е с к и х фрикционных материалов наибольшее распространение получили различные материалы на основе асбеста.
Асбестовые материалы обладают сравнительно высокой теплостойкастью (до 400 — 450' С) и имеют в паре со сталью или чугуном при работе всухую коэффициент трения порядка 0,3 — 0,5, а при работе в масле 0,06 — 0,08. Износостойкость таких материалов. соизмерима с .износостойкостью чугуна. С целью увеличения теплопроводности фрикционных накладок из асбеста последние армируют латунной, медной или алюминиевой проволокой. В качестве связующих веществ прн.изготовлении асбестовых фрикциониых материалов применяют различные .смолы (пластмассы), а также синтетический каучук (асбокаучук). Иногда .в состав таких материалов вводят различные наполнители,.улучшающие их свойства.
Так, окись цинка улучшает износостойкость;. железный сурик повышает коэффициент трения; графит'придает термостойкость;. барит. стабилизирует коэффициент трения.. 70 По способу изготовления различают плетеные (феродо), тканые, формовочные, вальцованные и прессованные накладки. Для плетеных и тканых накладок требуется длинноволокнистый асбест высоких сортов, являющийся дефицитным материалом. Однако износостойкость таких накладок в 1,6 — 2,0 раза выше износостойкости материалов, изготовляемых иными способами из коротко- волокнистого асбеста. На рис. П.1 представлена зависимость коэффициента трения асбестовых материалов по стали 60Г при различных значениях удельного давления.
М е т а л л о к е р а м и ч е с к и е материалы, нашедшие в последнее время широкое применение для фрикционов трансмиссий рг(рр ()у в )с 74 р, м/с Рис. П.!. Зависимость коэффициента трения ррр (сухое трение) пластмассы ФК-24А по стали бОГ от скорости скольжения о и удельного давления д в А(Па (кГ)смай ) — 0,2 (2); 2 — 0,4 (4); 3 — 0,8 (8) гусеничных машин, не вызывают задиров на поверхности сопряженного диска, не схватываются с ним, обладают хорошей теплопроводностью и высокими фрикционными свойствами.
Основными компонентами металлокерамики являются медь, железо, олово, свинец, цинк и графит. В зависимости от того, какой из элементов преобладает в композиции, различают металлоцерамики.на медной и железной основе. Изготовляются металлокерамические изделия прессованием порошков названных материалов при давлении 100— 600 МПа (1000 — 6000 крома) с последующим спеканием при температуре 700 — 800' С. Во время спекания металлокерамическая накладка прочно соединяется со стальной основой.
Хорошая прирабатываемость металлокерамики способствует тому, что в процессе трения поверхности дисков касаются друг друга почти по всей номинальной площади, в результате чего тепловые потоки равномерно распределяются по поверхностям и в дисках не возникает значительных температурных напряжений. Это обстоятельство положительно сказываетсся на работоспособности фрикционного узла и позволяет допустить высокие значения удельного давления на поверхности трения: до 0,6 МПа (6 кГ(смя) при трении всухую и до 4 МПа (40 кГ7смв) при трении в масле.
Таким образом, металлокерамика позволяет создать наиболее компактные фрикционные узлы, что часто является решающим фактором при выборе фрикционного материала. 71 Т а б л и и а 1!.!. Характеристики иар трения В табл. П.1 представлены ориентировочные значения максимального Р и минимального Р „коэффициента трения, а также предельные допускаемые удельные давления д для различных фрикционных материалов. 5 3.
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ФРИКЦИОННЫХ УЗЛОВ Расчетный момент Исходным условием для расчета блокировочных муфт и опорных тормозов коробок передач является величина номинального момента М„, который должен передавать фрикцион. Расчетный момент ойределяется на основании анализа кинематической схемы трансмиссии при условии, что двигатель развивает максимальный момент. Для надежной работы фрикцион должен быть рассчитан на момент, превышающий расчетный: Мр — — ~М„ (П. 1) где р — коэффициент запаса фрикциона; ориентировочно при трении всухую 11 = 1,4 —:2,7, при трении в масле р = 1,3 —:1,7.
Меньшие значения рекомендуется принимать для легких машин, боль-. шие — для тяжелых. Более точно коэффициент запаса может быть задан следующим образом. В начале буксования, когда относительная скорость поверхностей трения максимальна, коэффициент трения, а следовательно, и коэффициент запаса р минимальны. С, уменьшением скорости буксования Р и 11 возрастают и достигают максимальных значений во включенном фрикционе.
Очевидно, что включение фрикциона может произойти лишь в том случае, когда минимальное значение коэффициента запаса, соответствующее Р м, больше единицы. Прн этом во включенном 72 фрикционе запас по моменту будет автоматически обеспечен. Обозначим: ~),„— коэффициент запаса буксующего фрикциона; (),„— коэффициент запаса включенного фрикциона. При расчете фрикционных узлов следует задать р„., = 1,05 —:1,4; большие значения задаются для тяжелых машин при работе фрикционных элементов всухую. Величина р,„необходима для расчета трансмиссии на прочность и определяется после компоновки фрикционного узла. Предельные значения коэффициентов трения р „и р м, которыми следует руководствоваться при расчете р„и р,„, приведены в табл. П.1.
При расчете фрикционов механизма поворота поступают аналогичным образом с той лишь разницей, что номийальный момент определяется исходя из наибольшей силы тяги забегающей гусеницы по сцеплению с грунтом. Для определения расчетного момента остановочного тормоза рассмотрим два характерных режима его работы: удержание машины на спуске и торможение на горизонтальном участке. В первом случае при максимальном угле подъема а тормозная сила должна отвечать условию Р ) 6 айна (П.2) Если тормоз установлен между механизмом поворота и борт- редуктором', как это обычно и делается, то тормозной момент, необходимый для удержания машины, (П.З) ~б р Здесь 6 — вес гусеничной машины; г,, — радиус ведущего колеса; (а — пеРедаточное число боРтРедУктоРа; Чар — к.
п. д. бортредуктора; Ч, з — к. п. д. гусеничного движителя. Максимальный угол а,„ может быть определен из условия сцепления гусениц с грунтом <р6 сова ~ 6 айна, (П.4) откуда (я ааах 'р ~ь (11.5) где ~р — коэффициент сцепления гусеницы с грунтом. Принимая <р = 1, находим: (д а,„= 1,00; а,р, = 45'. Подставляя найденное значение а,„в выражение (11.3), а также принимая Чар — — 0,95 и Ч, з = 0,9, получаем М =0,302 —.'" .
(П.б) Для торможения машины на горизонтальном участке при полном использовании сил сцепления гусениц с грунтом тормозной момент должен быть чбр, „ Мр= З; ЧкрЧг.з (П.7) 73 Полагая ф = 1, т1а р — — 0,95, т1, а = 0,9, а также учитывая возможную неравномерность нагрузки на гусеницы при кренах машины в пределах 10 — 20ога, получаем М = 0,5 —.' ' . (П.8) Щр Сравнивая выражения (П.б) и (П.8), убеждаемся в том, что второй режим работы тормоза является более тяжелым, поэтому расчетный момент следует определять по формуле (П.8). Расчет дисковых фрикционов Рассмотрим расчетную схему фрикционного узла (рис. П.2).
Диски трения сжимаются силой Р, которая создается пружинами во фрикционах с механическим приводом включения или поршнем бустера во фрикционах с гидроприводом. Момент с ведущих деталей на ведомые передается за счет сил трения между сжатыми дисками. Удельное давление на диски будем считать равномерно распределенным по — всей поверхности трения, т. е. р а в где )с, и )с, — соответственно наружный и внутренний радиусы поверхности трения. Элементарный момент тре- ния определяется выражеРис. 11.2.
Расчетиаи схема фриииионного г(МФ=2нгрдгадг, (П.10) где г — число пар трения; р — коэффициент трения; г — текущий радиус. Интегрируя это выражение, получаем Мф= з нгИ(й'.— Й!) (П,П) Часто для определения момента фрикциона пользуются упрощенной формулой Ма = 2трдЬ)с,'р, (1[.12) где 6 — ширина рабочей поверхности дисков; )с, — средний радиус поверхностей трения, определяемый как полусумма наружного и внутреннего радиусов. Приравнивая правые части выражений (П.12) и (П.1), получаем: 2 на ай~ рни пи гр (П.18) 74 2иа!гтахФсср (!аа = а! (П.14) Фрикционы с механическим приводом. Исходными параметрами при расчете фрикционов с механическим приводом включения являются допустимое удельное давление с7 на поверхностях трения, усилие на педали управления Рл и ход педали 3„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
