濕式摩擦離合器由于其可以滑摩的特性,滿足定距槳的負(fù)載需求,故普遍應(yīng)用于采用柴油機(jī)以及定距槳的船舶動(dòng)力系統(tǒng)。濕式摩擦離合器接合的過程中,輸入端與輸出端之間存在轉(zhuǎn)速差,交替安裝于離合器內(nèi)的多組摩擦元件即摩擦片和對(duì)偶鋼片在工作油壓的作用下壓緊并產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),在摩擦力的作用下,離合器輸入端與輸出端的轉(zhuǎn)速差逐漸下降為零,運(yùn)動(dòng)和扭矩從離合器的輸入端傳遞到輸出端。在摩擦片和對(duì)偶鋼片壓緊并產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱,導(dǎo)致摩擦元件溫度上升。隨著定距槳轉(zhuǎn)速的提高,扭矩越來越大,摩擦元件熱負(fù)荷也越來越大,摩擦材料及鋼片的材料屬性隨著溫度的升高產(chǎn)生變化,在外部壓應(yīng)力及內(nèi)部熱應(yīng)力的共同作用下,產(chǎn)生熱膨脹、燒蝕變形、磨損脫落等現(xiàn)象,導(dǎo)致摩擦元件無法正常工作。在進(jìn)行摩擦離合器設(shè)計(jì)時(shí),不僅要考慮摩擦元件的穩(wěn)態(tài)傳扭能力,還要計(jì)算摩擦元件接排時(shí)的熱負(fù)荷承受能力,充分發(fā)揮摩擦元件的熱負(fù)荷承受能力可以有效地減小摩擦元件直徑,降低離合器體積重量,提高離合器的工作轉(zhuǎn)速,最終提升摩擦離合器的功率密度。本文研究?jī)?nèi)容來源于“船舶動(dòng)力基礎(chǔ)科研項(xiàng)目”（MG0501）,針對(duì)某濕式摩擦離合器的摩擦元件,進(jìn)行了以下研究:（1）建立摩... 

【文章來源】：中國(guó)艦船研究院北京市

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

本文技術(shù)路線

中國(guó)艦船研究院碩士學(xué)位論文7第二章濕式摩擦離合器摩擦元件熱負(fù)荷計(jì)算模型2.1引言濕式摩擦離合器主要由活塞、復(fù)位彈簧、由摩擦片和對(duì)偶鋼片組成的摩擦副、齒圈以及摩擦片座組成，如圖2.1所示。接排前，離合器輸入端具有一定轉(zhuǎn)速，輸出端轉(zhuǎn)速為零，摩擦片與對(duì)偶鋼片之間存在間隙，離合器處于脫排狀態(tài)。接排時(shí)，通過供油管道向活塞加壓，摩擦片和對(duì)偶鋼片在壓力的作用下壓緊直至間隙為零，在摩擦力的作用下，離合器輸出端在輸入端的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)速逐漸上升至與輸入端同速，此過程滑摩運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量的摩擦熱，導(dǎo)致摩擦元件溫度上升。脫排時(shí)，停止向活塞供油，活塞在復(fù)位彈簧彈力的作用下復(fù)位，摩擦元件之間脫離接觸，離合器輸出端轉(zhuǎn)速逐漸下降至零，完成脫排。圖2.1摩擦離合器三維模型摩擦元件接合過程的熱負(fù)荷與接合轉(zhuǎn)速差、接合油壓、摩擦副間摩擦系數(shù)、冷卻油特性、摩擦離合器尺寸結(jié)構(gòu)等許多因素有關(guān)，其發(fā)熱機(jī)理為通過滑摩過程將滑摩功轉(zhuǎn)化為摩擦熱，其外在表征為摩擦元件溫度的上升。由于摩擦離合器實(shí)際接合過程中摩擦元件表面的溫度難以測(cè)量，只能通過溫度傳感器測(cè)量從離合器中溢出的冷卻潤(rùn)滑油溫度，與摩擦元件表面實(shí)際溫度差距較大，不具備參考價(jià)值，故本文選取滑摩功以及滑摩功率作為摩擦元件熱負(fù)荷的評(píng)價(jià)指標(biāo)并進(jìn)行計(jì)算。本文將通過試驗(yàn)測(cè)量摩擦元件的許用熱負(fù)荷，試驗(yàn)所能測(cè)量的是滑摩過程的扭矩、工作油壓、轉(zhuǎn)速以及滑摩時(shí)間等參數(shù)，為確定摩擦元件的滑摩狀態(tài)，確定摩擦元件何時(shí)失效，需要通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)摩擦系數(shù)進(jìn)行反算，故推導(dǎo)摩擦系數(shù)的計(jì)算公式。冷卻潤(rùn)滑油是摩擦元件工作過程中重要的散熱途徑，為建立較為真實(shí)的有限元模型，需對(duì)摩擦元件與冷卻潤(rùn)滑油的對(duì)流換熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)有限元模型的散熱邊界條件進(jìn)行加載。

船用濕式摩擦元件熱負(fù)荷仿真分析研究82.2滑摩功及滑摩功率計(jì)算公式在研究的過程中，對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立其動(dòng)力學(xué)模型，整個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型如圖2.2所示。圖中主動(dòng)部分包括主機(jī)、聯(lián)軸器等，從動(dòng)部分包括齒輪箱、聯(lián)軸器、螺旋槳等，Ta為驅(qū)動(dòng)力矩，Ts為阻力矩，Tf為接排時(shí)的摩擦力矩，Tf’為接排時(shí)的反摩擦力矩，ωin為輸入軸角速度，ωout為輸出軸角速度，Ja為主動(dòng)部分當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Js為從動(dòng)部分當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。圖2.2傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型主、從動(dòng)部分動(dòng)力學(xué)微分方程：t（2-1）（2-2）ttt（2-3）（2-4）式中：t為主動(dòng)部分初始角速度；為接排完成時(shí)角速度；為主、從動(dòng)部分從接排開始到角速度相同所用時(shí)間。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3090541