Приводы большинства машин содержат муфты сцепления. Наиболее широко применяют дисковые и конические муфты. Ниже даны основы триботехнических расчетов таких муфт.
Дисковая муфта
Схема муфты представлена на рис. 8.14.
Рис. 8.14. К расчету дисковой муфты.
Случай А. Пусть давление между верхней и нижней полумуфтами постоянно и равно.
Момент трения определяется зависимостью.
Здесь Q — усилие прижатия,/- коэффициент трения.
Случай Б. Полагаем, что контактное давление зависит от радиуса р. Найдем закон распределения давления. Считая, что объем изношенного материала пропорционален работе сил трения, запишем:
где dA — элементарная площадь трения, w — линейный износ, kw — коэффициент износа, р (р) — давление, р — текущее значение радиуса, (р — угол, определяющий путь трения.
Из выражения (8.24) найдем.
Запишем полученное выражение в виде.
Постоянную С найдем из условия равновесия.
откуда.
Подставив постоянную С в уравнение (8.25), найдем распределение давления:
Момент трения в этом случае будет равен.
Итак, в случае переменного давления момент трения равен произведению усилия прижатия на коэффициент трения и средний радиус кольцевой площади трения. Тот же результат можно получить из условия рр = const [9]. Однако это условие не имеет достаточного физического обоснования.
Для многодисковых муфт сцепления формулы для случаев, А и Б имеют вид:
Здесь / - число пар трения, rj=(l, 5…2)d, га=(1,5…2)г;, d — диаметр вала.
Потребное число пар поверхностей трения равно.
где Т — передаваемый вращающий момент, Н м, [/?] - допускаемое давление (табл. 8.10), КсЦ — коэффициент запаса по сцеплению (1,2… 1,5).
Коэффициенты трения и допускаемые давления на поверхности трения муфт Таблица 8.10.
Материал пары трения. | Коэффициент трения. | Допускаемое давление, МПа. |
Сталь закаленная — металлокерамика. | | |
Сталь закаленная — прессованный материал на основе асбеста. | | |
Сталь — сталь закаленная. | | |
Сталь закаленная — чугун. | | |
Сталь закаленная — рстинакс. | | |
Примечание. В числителе — трение со смазочным материалом, в знаменателе — трение без сма-зочного материала. Меньшие значения допускаемых давлений — при большом числе поверх-ностей трения.