濕式摩擦離合器由于其可以滑摩的特性,滿足定距槳的負載需求,故普遍應用于采用柴油機以及定距槳的船舶動力系統(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偶鋼片在工作油壓的作用下壓緊并產(chǎn)生相對滑動,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,運動和扭矩從離合器的輸入端傳遞到輸出端。在摩擦片和對偶鋼片壓緊并產(chǎn)生相對滑動的過程中會產(chǎn)生大量的摩擦熱,導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,在外部壓應力及內(nèi)部熱應力的共同作用下,產(chǎn)生熱膨脹、燒蝕變形、磨損脫落等現(xiàn)象,導致摩擦元件無法正常工作。在進行摩擦離合器設計時,不僅要考慮摩擦元件的穩(wěn)態(tài)傳扭能力,還要計算摩擦元件接排時的熱負荷承受能力,充分發(fā)揮摩擦元件的熱負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。本文研究內(nèi)容來源于“船舶動力基礎科研項目”（MG0501）,針對某濕式摩擦離合器的摩擦元件,進行了以下研究:（1）建立摩... 

【文章來源】：中國艦船研究院北京市

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【學位級別】：碩士

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中國艦船研究院碩士學位論文7第二章濕式摩擦離合器摩擦元件熱負荷計算模型2.1引言濕式摩擦離合器主要由活塞、復位彈簧、由摩擦片和對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，摩擦片與對偶鋼片之間存在間隙，離合器處于脫排狀態(tài)。接排時，通過供油管道向活塞加壓，摩擦片和對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下轉(zhuǎn)速逐漸上升至與輸入端同速，此過程滑摩運動產(chǎn)生大量的摩擦熱，導致摩擦元件溫度上升。脫排時，停止向活塞供油，活塞在復位彈簧彈力的作用下復位，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、摩擦離合器尺寸結構等許多因素有關，其發(fā)熱機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。由于摩擦離合器實際接合過程中摩擦元件表面的溫度難以測量，只能通過溫度傳感器測量從離合器中溢出的冷卻潤滑油溫度，與摩擦元件表面實際溫度差距較大，不具備參考價值，故本文選取滑摩功以及滑摩功率作為摩擦元件熱負荷的評價指標并進行計算。本文將通過試驗測量摩擦元件的許用熱負荷，試驗所能測量的是滑摩過程的扭矩、工作油壓、轉(zhuǎn)速以及滑摩時間等參數(shù)，為確定摩擦元件的滑摩狀態(tài)，確定摩擦元件何時失效，需要通過試驗數(shù)據(jù)對摩擦系數(shù)進行反算，故推導摩擦系數(shù)的計算公式。冷卻潤滑油是摩擦元件工作過程中重要的散熱途徑，為建立較為真實的有限元模型，需對摩擦元件與冷卻潤滑油的對流換熱系數(shù)進行計算，對有限元模型的散熱邊界條件進行加載。

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

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3090541