Уређај и принцип рада вишеплочне фрикционе квачила
Садржина
У опису техничких карактеристика многих СУВ-ова и неких путничких аутомобила са различитим модификацијама мењача са погоном на сва четири точка, често можете наћи концепт вишеплочне квачила. Овај фрикциони елемент део је такозваног прикључног погона на сва четири точка. Рад овог елемента омогућава, ако је потребно, да неактивна ос постане водећа. Овај дизајн се користи, на пример, у систему кДриве, о коме постоји засебан чланак.
Поред аутомобила, квачила са више плоча успешно се користе у разним механичким уређајима у којима се одвајање снаге одвија између два различита механизма. Овај уређај је инсталиран као прелазни елемент, изравнавајући и синхронизујући погоне два механизма.
Размотрите принцип рада овог уређаја, које су сорте, као и њихове предности и недостатке.
Како ради квачило
Фрикционе спојнице са више плоча су уређаји који омогућавају погоњеном механизму да преузима напајање од главног. Његов дизајн укључује пакет дискова (користе се трење и челични типови делова). Деловање механизма обезбеђује се компресовањем дискова. Често се у аутомобилима овај тип квачила користи као алтернатива блокади диференцијала (овај механизам је детаљно описан у другом прегледу). У овом случају је инсталиран у разводној кутији (о томе шта је и зашто је потребан у мењачу, прочитајте овде) и повезује погонско вратило друге осовине, због чега се обртни моменат преноси на неактивне точкове, а мењач почиње да их окреће. Али у једноставнијој верзији такав уређај се користи у корпи квачила.
Главни задатак ових механизама је повезивање / одвајање две покренуте јединице. У процесу повезивања погонског и погонског диска, квачило се јавља глатко са прогресивним повећањем снаге у погонској јединици. Напротив, сигурносне спојке искључују уређаје када обртни моменат премаши највећу дозвољену вредност. Такви механизми могу независно повезати јединице након уклањања вршног оптерећења. Због мале тачности ове врсте спојница, користе се у механизмима у којима се често формирају пристојна преоптерећења, али на кратак временски период.
Да би се разумео принцип рада овог механизма, довољно је сетити се како функционише квачило мењача (механичар или робот) или кошара квачила. Описани су детаљи о овој јединици аутомобила одвојено... Укратко, моћна опруга притиска диск на површину замашњака. Захваљујући томе, снага се преноси са погонске јединице на улазно вратило мењача. Овај механизам се користи за привремено искључивање преноса са мотора са унутрашњим сагоревањем, а возач је могао да пребаци у жељени степен преноса.
Главна разлика између вишеплочне квачила и блокадног диференцијала је у томе што разматрани механизам обезбеђује глатку везу погонског и погонског вратила. Деловање се врши силом трења која обезбеђује снажно приањање између дискова и снага се одводи на погоњену јединицу. У зависности од уређаја који компримује дискове, притисак на њих може да обезбеди моћна опруга, електрични серво или хидраулични механизам.
Коефицијент обртног момента је директно пропорционалан сили компресије дискова. Када започне пренос снаге на погонско вратило (сваки диск се постепено притиска један према другом, а квачило почиње да изврће погонско вратило), трење између актуатора обезбеђује глатко повећање силе која делује на вратило секундарног механизма. Убрзање је глатко.
Такође, сила обртног момента зависи од броја дискова у квацилу. Поглед са више дискова има већу ефикасност у преносу снаге на секундарни чвор, јер се површина контакта елемената за контакт повећава.
Да би уређај исправно радио, потребно је одржавати размак између површина дискова. Овај параметар поставља произвођач, јер инжењери израчунавају силе које треба применити како би механизам ефикасно преносио обртни моменат. Ако је зазор диска мањи од наведеног параметра, погонски диск ће такође ротирати погођене елементе, без потребе да они раде.
Због тога се облога дискова брже троши (колико брзо зависи од величине зазора). Али повећана удаљеност између дискова неизбежно ће довести до превременог хабања уређаја. Разлог је тај што се дискови неће притиснути са толико снаге, а како се окретајућа снага повећава, квачило ће клизнути. Основа за исправан рад спојнице након њене поправке је постављање тачне удаљености између контактних површина делова.
Уређај и главне компоненте
Дакле, квачило се састоји од челичне конструкције. У њему се налази неколико фрикционих дискова (број ових елемената зависи од модификације механизма, као и од јачине тренутка који мора да пренесе). Између ових дискова уграђени су челични колеге.
Елементи за трење су у контакту са глатким челичним аналогима (у неким случајевима сви контактни делови имају одговарајуће прскање) и силу трења коју обезбеђује материјал за облагање (дозвољено је користити керамику, као у керамичким кочницама, Кевлар, композитни угљенични материјали и тако даље), омогућава вам пренос потребних сила између механизама.
Најчешћа модификација такве модификације дискова је челик, на који се наноси посебан премаз. Мање су честе сличне опције, али направљене од пластике високе чврстоће. Једна група дискова је причвршћена на главчину погонског вратила, а друга на погонско вратило. Глатке челичне плочице без фрикционог слоја причвршћене су за бубањ погонског вратила.
Клип и повратна опруга користе се за чврсто притискање дискова један према другом. Клип се помера под дејством погонског притиска (хидраулика или електромотор). У хидрауличкој верзији, након смањења притиска у систему, опруга враћа дискове на њихово место, а обртни моменат престаје да тече.
Међу свим врстама квачила са више плоча постоје две врсте:
- Сува... У овом случају дискови у бубњу имају суву површину, због чега се постиже максимални коефицијент трења између делова;
- Мокро... Ове модификације користе малу количину уља. Мазиво је неопходно како би се побољшало хлађење дискова и подмазали делови механизма. У овом случају приметиће се значајно смањење коефицијента трења. Да би надокнадили овај недостатак, инжењери су обезбедили снажнији погон за такво квачило, који снажније притиска дискове. Поред тога, фрикциони слој делова садржаће модерне и ефикасне материјале.
Постоји велика разноликост фрикционих квачила дискова, али принцип рада је код свих исти: фрикциони диск је снажно притиснут на површину челичног аналога, због чега су повезане коаксијалне осовине различитих јединица и механизама / искључен.
Материјали који се користе у грађевинарству
Традиционално је челични диск израђен од високолегираног челика, који је пресвучен антикорозивним средством. У модерним возилима може се користити опција направљена од угљеничних композитних материјала или кевлара. Али данас су најефикасније конвенционалне опције трења.
Произвођачи користе различите компоненте за израду таквих производа, али најчешће су то:
- Ретинак... Састав таквог материјала укључује барит, азбест, фенол-формалдехидне смоле и месингане струготине;
- Tribonit... Овај материјал је направљен од мешавине неких нафтних деривата и композитних супстанци. Такви производи су отпорнији на оксидативне реакције, тако да се уређај може користити у условима високе влажности;
- Пресовани композит... Поред кључних компоненти које осигуравају интегритет производа, овај материјал садржи влакна високе чврстоће која продужавају животни век производа, спречавајући прерано хабање.
Образац за пуштање дела
Као што је раније поменуто, квачило са више плоча састоји се од најмање два диска. То су производи произведени у облику плоча, на које се наноси посебан премаз или су причвршћене фрикционе облоге (израђени су и горе поменути материјали). Постоје и нестандардне модификације делова који могу да обезбеде неусклађено спајање јединица.
Разноврсност врста
У зависности од механизма у којем се користе вишеслојне квачила, могу се уградити модификације које се разликују у свом дизајну. Размотримо које су њихове карактеристичне особине. Укратко, међусобно се разликују у величини, облику, броју контактних дискова и обртном моменту који уређај може да пренесе.
Као што смо већ приметили, главни елементи уређаја су најчешће дискови. Али као алтернатива и у зависности од потребне радње могу се користити бубњеви, конусни или цилиндрични делови. Такве модификације се користе у оним јединицама у којима се обртни моменат преноси у нестандардном режиму, на пример, ако осовине јединица нису поравнате.
Диск
Ова врста спојница је најчешћа. У дизајну такве модификације постоји бубањ на који је причвршћена погонска осовина. Аналози трења уграђени су између челичних дискова који су причвршћени на погонско вратило. Сваки од ових комплета је причвршћен за једну јединицу помоћу постоља (или више веза).
Употреба диск спојница има неколико карактеристика:
- Прво, више погона се може користити за побољшање поузданости и ефикасности;
- Друго, дизајн дискова може бити сложен, стога се њихова производња може повезати са разним додатним отпадом, због чега постоји широк распон цена за визуелно идентичне елементе;
- Треће, једна од предности ових елемената су мале димензије дела.
Конусни
Конусне спојнице се често користе у механизмима квачила. Ово је варијанта која се користи у разним погонским уређајима, константно се велика количина обртног момента преноси са погонског елемента на вођени елемент.
Уређај овог механизма састоји се од неколико бубњева повезаних плочом. Виљушке које отпуштају елементе су различитих величина. Посебност ове модификације је да се плоче гоњеног дела уређаја могу снажно ротирати, а прсти су уграђени у механизам под одређеним углом.
Карактеристике ових модификација спојница укључују:
- Максимална глаткост пораста обртног момента;
- Висока стопа приањања;
- Кратко време овај дизајн вам омогућава подешавање брзине ротације упарених јединица. Да бисте то урадили, потребно је само да промените силу притиска елемената трења.
Упркос високој ефикасности, овај производ има сложену структуру, стога су трошкови механизама много већи у поређењу са претходним аналогом.
Цилиндрични
Ова модификација је изузетно ретка у аутомобилима. Најчешће се користе у славинама. Ширина погонског бубња у уређају је велика, а носачи могу бити различитих величина. Затезне игле су такође велике, а у механизам може бити укључено неколико лежајева. Посебност ове врсте спојница је у томе што су у стању да издрже велика оптерећења.
У производњи таквих производа користе се материјали који могу да поднесу високе температуре. Кључни недостатак ових механизама је њихова велика величина.
Прикази на више дискова
Као што је већ напоменуто, квачила са више плоча често се користе у аутомобилима. Уређај таквог елемента укључује један бубањ у који су смештене три плоче. Заптивке су постављене на клиновима. У зависности од модела уређаја, у структури се може користити више носача. Постоје две пролећне опције. Они пружају велику потисну силу, а виљушке су великог пречника. Често су ове врсте спојница инсталиране на погону. Тело овог фрикционог елемента је сужено.
Ова модификација спојница омогућава смањење радијалних димензија уређаја без одрицања од перформанси. Ево кључних фактора који се примењују на ову модификацију:
- Омогућавају смањење радијалних димензија уређаја, али истовремено повећавајући продуктивност механизма;
- Такви уређаји се успешно користе у теретном транспорту;
- Број фрикционих елемената омогућава вам повећање силе трења, због чега је могуће преносити обртни момент веће снаге (уређај може бити неограничене дебљине);
- Такве спојке могу бити суве или мокре (са подмазаним фрикционим дисковима).
Једно бубањ
У овој модификацији, једна или више плоча се налазе унутар бубња. Потисна сила се подешава помоћу клинова са опругом. Слични механизми се и даље користе у неким моделима аутомобила, али чешће се налазе у дизалицама. Разлог томе је способност издржавања великих осовинских оптерећења.
Укључни утикач у структури је инсталиран близу њене базе. Фрикциони дискови су водећи, а погоњени су полирани и могу се окретати великом брзином. Карактеристике ових производа укључују:
- Мала величина;
- Недостатак трења или абразивних материјала (у већини сорти);
- Дизајн омогућава смањење грејања током рада уређаја;
- Ако користите аналог трења, тада можете повећати снагу обртног момента.
Типови са више колута
Често можете пронаћи сигурносну квачило фрикционог типа, чији дизајн укључује неколико бубњева. Предности ове врсте уређаја укључују велику потисну силу, висококвалитетни нагласак и способност да се носе са великим оптерећењима. У овим модификацијама, прекривачи се ретко користе.
Модели са више бубњева користе велики зупчаник, док неки модели користе затезне игле и двоструки носач. Прикључни утикач се налази на предњој страни уређаја.
Ове модификације уређаја се не користе у погонима, јер имају малу везу. Неколико произвођача је развило верзије модела више бубњева који користе ослобађајући диск. У овом дизајну, стабљика је водоравна, а прсти су мали.
Ове модификације имају велику потисну силу. Бубњеви се окрећу само у једном правцу. Погонски диск може се налазити испред отпусне плоче или иза ње.
Чауре
Ова модификација се користи само у квачила. Понекад се могу уградити у погонски склоп. Користе ослобађајуће опруге преко којих су уграђене клинасте игле, а унутра може бити неколико преграда. Свака плоча механизма налази се водоравно, а чаура је инсталирана између преграда (поред тога, делује као пригушивач).
Недостатак ове модификације спојница је слаба компресија дискова. Снажна ротација вратила још увек не сме бити дозвољена. Из тих разлога уређаји из ове категорије не користе се у погонима.
Прирубница
Предност прирубничких спојница је у томе што бубањ код њих није толико истрошен. Дискови су причвршћени иза носача. Преграде унутар производа су мале. Тако да сталак може бити на једном месту, стегнут је посебним плочама. Типично су опруге у таквим спојницама инсталиране на дну конструкције. Неке модификације се могу упарити са погоном. Погонско вратило је са уређајем повезано утикачем. Понекад постоје опције које користе диск са широким стискањем. Овај механизам је мале величине, а тело је направљено у облику конуса.
Прирубничке спојнице је лакше инсталирати и одржавати. Такви производи имају дуг радни век и високу поузданост. Упркос распрострањености таквих уређаја, они нису увек инсталирани.
Зглобни
Ова модификација спојница може се користити у погонима различитих снага. Дизајн таквог механизма користи широку преграду (на њој могу бити урези) и кратке прсте. Дискови су причвршћени на дну плоча. Тело овог типа уређаја може бити различитих величина, у зависности од димензија њихових елемената. Затезне игле су постављене испред носача.
Снага од таквог уређаја директно зависи од димензија бубња. Често је његов зид широк. Његове ивице не долазе у контакт са дисковима због оштрења и употребе шарки.
Цам
Спојнице овог типа користе се у индустријским машинама. Већина модификација је способна да поднесе велика оптерећења, али то зависи од димензија бубња. Постоје сорте код којих је бубањ фиксиран преградама, а плоче такође могу бити присутне у њиховом дизајну. Да би се делови држали заједно, тело је направљено у облику конуса.
Најчешће модификације су са стиснутим дисковима. У овом случају, бубањ ће бити мали. Виљушка у овом моделу је повезана са шипкама. Неке врсте квачила користе ове врсте спојница. Причвршћивање клинова (користе се мали делови) може се обавити у близини основе преграде. Предност ових врста спојница је у томе што се погонски бубањ практично не троши.
Принцип рада такве модификације је следећи:
- Када се погон покрене, гребени смештени у једној половини спојнице улазе у избочине друге половине спојнице. Веза два елемента је крута;
- Радни део се креће дуж осе помоћу завојне везе (уместо завојнице може се користити и други водећи елемент);
- Покретни део за мање хабање механизма треба инсталирати на погонско вратило.
Постоје модификације у којима су брегови трокутасти, трапезни и правоугаони. Брегови су направљени од каљеног челика тако да могу да поднесу велика оптерећења. У неким случајевима се може користити асиметрични профил.
Опције погона
За погонске механизме користе се такве вишеплочне спојке у којима се могу користити и један и неколико бубњева. У овим верзијама стебло је погодно за монтирање на малу осовину. Бубањ је постављен водоравно. Многе од ових спојница користе алуминијумске дискове (или њихове легуре). Такође, такви механизми могу бити са елементима са опругом.
У класичном случају, погонска квачила има два диска за ширење, између којих је уграђена плоча. Иза штапа уређаја причвршћена је чаура. Да се бубањ не би прерано истрошио, дизајн механизма предвиђа присуство лежаја.
Модели који се користе у инсталацијама велике снаге имају нешто другачији дизајн. Преграда је инсталирана у близини диска за стезање, а погоњени бубањ је фиксиран на широком носачу. Опруге могу бити опремљене везицама. Виљушка је причвршћена за подножје. Тело неких модификација је сужено. Уређај механизама може укључивати мале радне плоче.
Прст на рукаву
Честе су и спојнице прстенастих грмља. Користе се у конструкцији различитих механизама. Карактеристике ове модификације укључују следеће факторе:
- У већини случајева ови производи су произведени у складу са одређеним стандардима, тако да можете лако одабрати прави модел за одређено кретање;
- Када дизајнирате овај механизам, са Интернета можете да преузмете неколико опција за детаљне цртеже;
- У зависности од сврхе спојнице могу се користити различити материјали.
Типично се ове врсте спојница користе као осигурачи.
Трење
Фрикционе спојке се користе у оним механизмима у којима се мора обезбедити несметан пренос обртног момента, без обзира на брзину ротације погонског и погонског вратила. Такође, ова модификација је способна да ради под оптерећењем. Посебност ефикасности механизма лежи у великој сили трења, која осигурава максимално могуће одвајање снаге.
Карактеристике фрикционих квачила укључују следеће факторе:
- Нема ударних оптерећења, јер се захватање одвија глатко са проклизавањем током спајања дискова. То је кључна предност ове модификације;
- Због јаког притиска дискова између њих, клизање се смањује, а сила трења се повећава. То доводи до повећања обртног момента на погоњеној јединици до те мере да обрати вратила постају исти;
- Брзина ротације погонског вратила се може подесити употребом силе компресије дискова.
Упркос овим предностима, фрикционе спојке такође имају значајне недостатке. Један од њих је повећано хабање површина трења контактних дискова. Поред тога, како се повећава сила трења, дискови се могу веома загрејати.
Предности и мане
Предности квачила са више плоча укључују:
- Компактне димензије дизајна;
- Сама јединица, у којој се користи таква спојница, такође ће бити мања;
- За повећање обртног момента није потребно инсталирати огроман диск. За ово произвођачи користе превелики дизајн са више дискова. Захваљујући томе, са скромном величином, уређај је у стању да ода пристојан индикатор обртног момента;
- Снага се доводи до погонског вратила глатко, без трзања;
- Могуће је повезати два вратила у истој равни (коаксијални прикључак).
Али овај уређај има и неке недостатке. Најслабија тачка овог дизајна су површине трења дискова, које се временом троше од природних процеса. Али ако возач има навику да оштро притиска папучицу гаса приликом убрзавања аутомобила или на нестабилној површини, онда ће се квачило (ако је мењач њиме опремљен) брже истрошити.
Што се тиче влажних врста квачила, вискозност уља директно утиче на силу трења између дискова - што је мазиво гушће, адхезија је лошија. Из тог разлога је у механизмима опремљеним квачила са више плоча потребно благовремено мењати уље.
Примена спреге
Квачила са више плоча могу се користити у различитим системима возила. Ево механизама и јединица који могу бити опремљени овим уређајем:
- У корпицама квачила (ово су модификације варијатора у којима нема претварача обртног момента);
- Аутоматски мењач - у овој јединици квачило ће преносити обртни моменат на планетарни зупчаник;
- У роботским мењачима. Иако се овде не користи класична квачила са више плоча, двострука сува или мокра квачила ради на истом принципу (за више информација о предселективним мењачима прочитајте у другом чланку);
- У системима са погоном на сва четири точка. Вишеплочасто квачило је уграђено у разводну кутију. У овом случају, механизам се користи као аналог блокирања средишњег диференцијала (детаље о томе зашто може бити потребно блокирање овог уређаја прочитајте у одвојено). У овом распореду, аутоматски начин повезивања секундарне осовине биће мекши него у случају класичне блокаде диференцијала;
- У неким модификацијама диференцијала. Ако се у таквом механизму користи вишеплочна квачила, она обезбеђује потпуно или делимично блокирање уређаја.
Дакле, упркос чињеници да се класични механизми постепено замењују хидрауличким, електричним или пнеуматским аналогима, у многим системима још увек није могуће потпуно искључити присуство делова који раде на основу физичких закона, на пример, силе трења . Доказ томе је вишеплочна квачила. Због једноставности дизајна, и даље је тражен у многим јединицама, а понекад замењује сложеније уређаје.
Упркос чињеници да су ови елементи стално потребни за поправку или замену, произвођачи их не могу у потпуности заменити ефикаснијим. Једино што су инжењери урадили било је да развију друге материјале који пружају већу отпорност на хабање производа.
На крају прегледа нудимо кратки видео о фрикционим спојкама:
Поправка фрикционих квачила
У зависности од модификације и намене фрикционог квачила, може се поправити уместо куповине новог. Ако је произвођач уређаја предвидео такву могућност, онда је пре свега потребно уклонити истрошени слој трења. Може се причврстити на подлогу помоћу заковица или епоксида. Након демонтаже, површина подлоге мора бити добро очишћена од остатака лепка или брушена ако на њој има неравнина.
Пошто до хабања фрикционог материјала долази услед клизања споја уз велики напор, било би много практичније да се нова облога не уграђује помоћу заковица, већ да се повеже са металном подлогом спојнице епоксидним материјалима намењеним за рад на високим температурама.
Ако фрикциони материјал причврстите заковицама, како се овај слој истроши, заковице се могу залепити за металну радну површину спојеног диска, што ће га учинити неупотребљивим. За поуздану фиксацију фрикционог слоја на бази, можете користити ВС-УТ лепак. Овај лепак се састоји од синтетичких смола растворених у органским растварачима.
Филм овог лепка обезбеђује сигурно приањање фрикционог материјала на метал. Филм је ватросталан, није подложан уништавању услед излагања води, ниским температурама и нафтним производима.
Након поправке квачила, потребно је да се уверите да ће слој трења бити у пуном контакту са радном површином металног диска. За ово се користи црвено олово - наранџаста боја. Тачка контакта мора у потпуности одговарати површини фрикционог елемента квачила. Ако је у току рада неквалитетан или оштећен фрикциони елемент оштетио површину потисног диска (појавиле су се огреботине, неравнине и сл.), поред поправке фрикционе подлоге, радна површина мора бити и брушена. У супротном, фрикциона облога ће се брзо истрошити.
Питања и одговори:
Чему служи фрикционо квачило? Такав елемент обезбеђује приањање два механизма помоћу дискова са трењем и глатком површином. Класичан пример такве везе је корпа квачила.
Како ради диск квачило? Погонска осовина са главним диском се ротира, погоњени дискови / диск су притиснути на њега снажном опругом. Површина трења, због силе трења, обезбеђује пренос обртног момента са диска на мењач.
Шта се дешава када се фрикционо квачило укључи? Када се фрикционо квачило укључи, оно апсорбује механичку енергију (момент) и преноси је на следећи део механизма. Ово ослобађа топлотну енергију.
Шта је фрикционо квачило са више плоча? Ово је модификација механизма, чија је сврха пренос обртног момента. Механизам се састоји од пакета дискова (једна група је челична, а друга фрикциона), који су чврсто притиснути један на други.
