油槽结构对液粘调速离合器摩擦副温度场及传动特性影响规律研究

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液粘调速离合器是依靠对偶片和摩擦片之间流体剪切实现运动和动力传递的装置,通过改变对偶片和摩擦片之间距离可以实现0-100%输出转速调节和软启动;作为一种理想的机械式调速装置,液粘调速离合器在矿山、风力发电装置和军用装备中使用比较广泛,表现出具有巨大的节能优势。此前关于油槽结构对液粘调速离合器摩擦副温度场及传动特性影响的研究较少。本文以液粘调速离合器80s接合时间工况为例,分析油槽结构对摩擦副温度场及液粘调速离合器传动特性的影响,最后通过实验予以验证;主要内容如下:  (1)以液粘调速离合器80s接合时间工况为例,对摩擦副进行热分析;首先,对热传递过程、温度场基础理论进行研究,确定液粘调速离合器在接合过程中的边界条件,包括摩擦副间的正压力、控制油压、摩擦因数、转速差及对流换热系数等,建立摩擦副热分析有限元模型,分析不同对偶片厚度、摩擦衬面厚度、摩擦衬面内外径之比以及油槽结构形式对摩擦副温度场的影响。  (2)理论分析液粘调速离合器摩擦副接合过程,了解摩擦副接合的三个阶段:流体润滑阶段、混合润滑阶段和边界润滑阶段;掌握三个阶段摩擦副的摩擦机理,推导考虑工作油粘温特性的摩擦副摩擦接触区和油槽区的流量、压力、承载和传递转矩表达式,研究不同油槽结构形式对液粘调速离合器传动特性的影响。  (3)设计并搭建完成液粘调速离合器实验装置,包括液粘实验台的机械系统,液压系统和数据采集系统;设计了具体实验方案,实验研究了不同流量对传递转矩以及传递转矩值对油液温升的影响;分析发现实验值与理论值存在一定的误差,但是整体变化趋势一致,表明了所建立理论模型的合理性和正确性。
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