第三章離合器

1、1 一一 摩擦離合器的功用摩擦離合器的功用 (1) (1) 傳遞與切斷動力；傳遞與切斷動力； (2) (2) 微動操作；微動操作； (3) (3) 實現(xiàn)柔性傳動；實現(xiàn)柔性傳動； (4) (4) 過載保護。過載保護。 (5) (5) 保證動力機空載啟動。保證動力機空載啟動。 二二 對摩擦離合器的要求對摩擦離合器的要求 (1) (1) 能傳遞足夠的動力；能傳遞足夠的動力； (2) (2) 結(jié)合平穩(wěn)，分離徹底；結(jié)合平穩(wěn)，分離徹底； (3) (3) 易損件的壽命較長；磨損后容易更換和調(diào)整；易損件的壽命較長；磨損后容易更換和調(diào)整； (4) (4) 盡量減小從動件的轉(zhuǎn)動慣量，以減少結(jié)合時的時間和沖擊。盡量

2、減小從動件的轉(zhuǎn)動慣量，以減少結(jié)合時的時間和沖擊。 (5) (5) 具有良好的散熱性能。具有良好的散熱性能。 33-2 3-2 目前鉆機采用的主離合器絕大多數(shù)為摩擦式離合器。目前鉆機采用的主離合器絕大多數(shù)為摩擦式離合器。 一個完整的離合器部件，通常包括一個完整的離合器部件，通常包括 主動部分主動部分 從動部分從動部分 壓緊壓緊 調(diào)整機構(gòu)調(diào)整機構(gòu)和和操縱機構(gòu)操縱機構(gòu) 等四個組成部分。等四個組成部分。摩擦離合器按摩擦離合器按摩擦片數(shù)、壓緊機構(gòu)摩擦片數(shù)、壓緊機構(gòu)和和工作條件工作條件的不同而分類。的不同而分類。按離合器中摩擦片的數(shù)目可分為按離合器中摩擦片的數(shù)目可分為-單片、雙片與多片式；單片、雙片與多片

3、式；按離合器壓緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理可分為按離合器壓緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理可分為-非常壓式（杠桿壓緊）非常壓式（杠桿壓緊）和常壓式（彈簧壓緊）和常壓式（彈簧壓緊）按離合器摩擦片的工作條件可分為按離合器摩擦片的工作條件可分為-干式和濕式；干式和濕式；一、摩擦離合器的結(jié)構(gòu)類型一、摩擦離合器的結(jié)構(gòu)類型4二、摩擦離合器的工作原理原理二、摩擦離合器的工作原理原理（一）非常壓式離合器的工作原理（杠桿壓緊式）（一）非常壓式離合器的工作原理（杠桿壓緊式） 特點：結(jié)合時靠杠桿壓緊、常態(tài)為分離狀態(tài)、操縱較省力、傳遞功率大小特點：結(jié)合時靠杠桿壓緊、常態(tài)為分離狀態(tài)、操縱較省力、傳遞功率大小不易控制、不易控制、 需要經(jīng)常調(diào)整間

4、隙、結(jié)合時平穩(wěn)定性較好、適用于單獨驅(qū)動的鉆機。需要經(jīng)常調(diào)整間隙、結(jié)合時平穩(wěn)定性較好、適用于單獨驅(qū)動的鉆機。5（二）常壓式離合器的工作原理（彈簧壓緊式）（二）常壓式離合器的工作原理（彈簧壓緊式） 特點：結(jié)合時靠彈簧壓緊、常態(tài)為壓緊狀態(tài)、壓緊彈簧有自動補償作用，特點：結(jié)合時靠彈簧壓緊、常態(tài)為壓緊狀態(tài)、壓緊彈簧有自動補償作用， 無須經(jīng)常調(diào)整間隙、傳遞功率大小能較準(zhǔn)確的設(shè)計、分離時需要較大的操縱力、無須經(jīng)常調(diào)整間隙、傳遞功率大小能較準(zhǔn)確的設(shè)計、分離時需要較大的操縱力、 適合聯(lián)合驅(qū)動的鉆機。適合聯(lián)合驅(qū)動的鉆機。63-3 3-3 典型鉆機摩擦離合器結(jié)構(gòu)型式典型鉆機摩擦離合器結(jié)構(gòu)型式( (一一)XY-4)X

5、Y-4型鉆機摩擦離合器型鉆機摩擦離合器 特點：結(jié)構(gòu)簡單、散熱好、間隙容易保證，但結(jié)合時的平穩(wěn)定性特點：結(jié)構(gòu)簡單、散熱好、間隙容易保證，但結(jié)合時的平穩(wěn)定性較差、傳遞大功率的單片式摩擦離合器的徑向尺寸大。較差、傳遞大功率的單片式摩擦離合器的徑向尺寸大。 該離合器為單片非常壓型干式磨該離合器為單片非常壓型干式磨擦離合器。離合器的一端通過聯(lián)軸擦離合器。離合器的一端通過聯(lián)軸節(jié)與柴油機飛輪連接；另一端通過節(jié)與柴油機飛輪連接；另一端通過主軸和被動軸將動力傳給變速箱。主軸和被動軸將動力傳給變速箱。離合器的外殼由罩殼和殼體組成，離合器的外殼由罩殼和殼體組成，其間用其間用1010個螺栓聯(lián)結(jié)。罩殼用四個個螺栓聯(lián)結(jié)。

6、罩殼用四個雙頭螺栓雙頭螺栓2525聯(lián)接在變速箱殼上，并聯(lián)接在變速箱殼上，并用浮動支架與變速箱一起以螺拴緊用浮動支架與變速箱一起以螺拴緊固于鉆機的后機架上。固于鉆機的后機架上。7 摩擦離合器主要由主動件、從動件、壓緊調(diào)整機構(gòu)、操縱機構(gòu)組成摩擦離合器主要由主動件、從動件、壓緊調(diào)整機構(gòu)、操縱機構(gòu)組成8 主動件包括主動軸主動件包括主動軸3 3和主動摩擦盤和主動摩擦盤1010。主動軸由兩盤。主動軸由兩盤212212單列向心球軸承單列向心球軸承2 2支承，支承，其左端與半彈性聯(lián)軸器其左端與半彈性聯(lián)軸器1 1用花鍵聯(lián)接，并用圓螺母用花鍵聯(lián)接，并用圓螺母4 4及止動墊圈使聯(lián)軸器軸向固定；及止動墊圈使聯(lián)軸器軸向

7、固定；其右端為帶有六個槽口的輪狀凸緣；兩側(cè)鉚有石棉板的主動摩擦盤其右端為帶有六個槽口的輪狀凸緣；兩側(cè)鉚有石棉板的主動摩擦盤1010以凸臺與主動以凸臺與主動軸軸3 3的槽相嵌合并可軸向移動；軸心處由帶防塵罩的單列向心球軸承的槽相嵌合并可軸向移動；軸心處由帶防塵罩的單列向心球軸承5 5與變速箱輸入與變速箱輸入軸左端裝合。動力機運轉(zhuǎn)時，聯(lián)軸器、主動軸及主動摩擦盤一起隨著轉(zhuǎn)動。軸左端裝合。動力機運轉(zhuǎn)時，聯(lián)軸器、主動軸及主動摩擦盤一起隨著轉(zhuǎn)動。離合器主動件離合器主動件9主動件結(jié)構(gòu)圖主動件結(jié)構(gòu)圖10XY-4型鉆機離合器立體結(jié)構(gòu)型鉆機離合器立體結(jié)構(gòu)11 離合器從動件離合器從動件 從動件包括從動摩擦盤（靜盤從

8、動件包括從動摩擦盤（靜盤9)9)和壓力盤和壓力盤( (動盤動盤11),11),從動摩擦盤軸套部分用平鍵與變速箱從動摩擦盤軸套部分用平鍵與變速箱輸入軸裝合，軸套上分兩段加工成齒輪狀，其外段輪齒表而還加工有螺紋。里段的齒輪與輸入軸裝合，軸套上分兩段加工成齒輪狀，其外段輪齒表而還加工有螺紋。里段的齒輪與動盤內(nèi)齒裝合，故動盤可隨靜盤一起轉(zhuǎn)動并可在其上軸向移動。外段齒面螺紋上擰有調(diào)隙動盤內(nèi)齒裝合，故動盤可隨靜盤一起轉(zhuǎn)動并可在其上軸向移動。外段齒面螺紋上擰有調(diào)隙螺母螺母2222。從動摩擦盤和壓力盤分別裝置在主動摩擦盤兩側(cè)，其間還裝有四個彈簧。從動摩擦盤和壓力盤分別裝置在主動摩擦盤兩側(cè)，其間還裝有四個彈簧8

9、 8。12從動件的結(jié)構(gòu)從動件的結(jié)構(gòu)13壓緊分離機構(gòu)壓緊分離機構(gòu)壓緊分離機構(gòu)由滑套壓緊分離機構(gòu)由滑套1616，連桿，連桿1515、壓腳、壓腳1414、彈簧、彈簧1212等組成。連桿及壓腳共三副。連桿壓腳與彈簧結(jié)構(gòu)等組成。連桿及壓腳共三副。連桿壓腳與彈簧結(jié)構(gòu)見圖。連桿一端用銷子裝在滑套上，另一端與壓腳以銷子相聯(lián)；而壓腳的另一端又以銷子裝在壓力盤見圖。連桿一端用銷子裝在滑套上，另一端與壓腳以銷子相聯(lián)；而壓腳的另一端又以銷子裝在壓力盤上。當(dāng)滑套軸向移動時，就帶動連桿、連桿壓腳而使動盤軸向移動。上。當(dāng)滑套軸向移動時，就帶動連桿、連桿壓腳而使動盤軸向移動。14壓緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖壓緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖15 操縱機構(gòu)由軸

10、承操縱機構(gòu)由軸承1818、軸承盒、軸承盒松緊滑套松緊滑套1717、操縱手柄、操縱手柄2424、半圓鍵、半圓鍵2323、撥叉、撥叉1919、撥叉軸、撥叉軸2020等組成。軸承裝在滑套、軸承盒和壓蓋中間，并用彈性擋圈卡住。當(dāng)?shù)冉M成。軸承裝在滑套、軸承盒和壓蓋中間，并用彈性擋圈卡住。當(dāng) 扳動操縱手柄時通過撥叉軸、撥叉、軸承盒、壓蓋和軸承可帶動滑套軸向移動。扳動操縱手柄時通過撥叉軸、撥叉、軸承盒、壓蓋和軸承可帶動滑套軸向移動。離合器操縱機構(gòu)離合器操縱機構(gòu)16離合器的間隙調(diào)整離合器的間隙調(diào)整離合器的間隙調(diào)整由調(diào)整螺母離合器的間隙調(diào)整由調(diào)整螺母2222、保險片、保險片1313等組成。保險片（即定位齒片）用

11、螺釘裝在等組成。保險片（即定位齒片）用螺釘裝在調(diào)整螺母的邊緣。當(dāng)調(diào)整螺母裝到靜盤上時，保險片恰與靜盤輪齒呈嚙合狀態(tài)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母的邊緣。當(dāng)調(diào)整螺母裝到靜盤上時，保險片恰與靜盤輪齒呈嚙合狀態(tài)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母時，它可沿被動摩擦盤軸套作軸向移動，從而改變動壓力盤軸向移動的間隙。調(diào)整螺母時，它可沿被動摩擦盤軸套作軸向移動，從而改變動壓力盤軸向移動的間隙。17間隙調(diào)整間隙調(diào)整18 離合器的接合與分離是通過扳動離合器操縱手柄離合器的接合與分離是通過扳動離合器操縱手柄2424來實現(xiàn)的。將手柄向左扳動，轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。將手柄向左扳動，轉(zhuǎn)動撥叉，帶動軸承盒、滑套、連桿與壓腳，推動壓力盤向左壓緊，使主動摩擦盤撥叉

12、，帶動軸承盒、滑套、連桿與壓腳，推動壓力盤向左壓緊，使主動摩擦盤1010與靜盤與靜盤9 9、動盤、動盤1111緊密地貼合在一起，靠摩擦力所造成的力矩來傳遞動力，此時旋轉(zhuǎn)著的摩擦盤帶緊密地貼合在一起，靠摩擦力所造成的力矩來傳遞動力，此時旋轉(zhuǎn)著的摩擦盤帶動動盤、靜盤、壓緊分離機構(gòu)和變速箱輸人軸一起轉(zhuǎn)動，這就是離合器接合工況。將操縱動動盤、靜盤、壓緊分離機構(gòu)和變速箱輸人軸一起轉(zhuǎn)動，這就是離合器接合工況。將操縱手柄向右扳動，由于彈簧手柄向右扳動，由于彈簧8 8的張力，使動盤、靜盤與主動摩擦盤，分離時保證各片迅速分開，的張力，使動盤、靜盤與主動摩擦盤，分離時保證各片迅速分開，動力被切斷。彈簧動力被切斷。

13、彈簧8 8還有一個作用就是摩擦片結(jié)合時減小沖擊。離合器的壓緊分離機構(gòu)是一還有一個作用就是摩擦片結(jié)合時減小沖擊。離合器的壓緊分離機構(gòu)是一種連桿機構(gòu)，它還起自鎖作用，以保證離合器能保持其狀態(tài)而不自行變換。種連桿機構(gòu)，它還起自鎖作用，以保證離合器能保持其狀態(tài)而不自行變換。19（二）（二）XU-600-3XU-600-3型鉆機摩擦離合器型鉆機摩擦離合器 特點：結(jié)合平穩(wěn)、片的尺寸相同時，能傳遞較大的功率，特點：結(jié)合平穩(wěn)、片的尺寸相同時，能傳遞較大的功率，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、分離時片間間隙不易保持均勻、散熱較差。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、分離時片間間隙不易保持均勻、散熱較差。該離合器為多片非常壓型干式該離合器為多片非常壓型

14、干式磨擦離合器。磨擦離合器。 （三）（三） 該離合器為油浸式離合器該離合器為油浸式離合器 （濕式）、多片式（濕式）、多片式 特點：片數(shù)多、摩特點：片數(shù)多、摩擦系數(shù)小、許用比壓大、使用壽命長、散熱效果好、結(jié)合平穩(wěn)、無需擦系數(shù)小、許用比壓大、使用壽命長、散熱效果好、結(jié)合平穩(wěn)、無需經(jīng)常調(diào)整間隙，但主要零件加工精度要求高但野外修配不太方便。經(jīng)常調(diào)整間隙，但主要零件加工精度要求高但野外修配不太方便。 21 特點：摩擦系數(shù)大、許用比壓小、特點：摩擦系數(shù)大、許用比壓小、摩擦片的壽命短、結(jié)合平穩(wěn)性差、調(diào)正摩擦片的壽命短、結(jié)合平穩(wěn)性差、調(diào)正間隙次數(shù)多，片數(shù)少、結(jié)構(gòu)較簡單間隙次數(shù)多，片數(shù)少、結(jié)構(gòu)較簡單,采用采用自

15、然冷卻，暴露在空氣中。自然冷卻，暴露在空氣中。 特點：片數(shù)多、摩擦系數(shù)小、許特點：片數(shù)多、摩擦系數(shù)小、許用比壓大、使用壽命長、結(jié)合平穩(wěn)、采用比壓大、使用壽命長、結(jié)合平穩(wěn)、采用油冷無需經(jīng)常調(diào)整間隙、但零件加工用油冷無需經(jīng)常調(diào)整間隙、但零件加工要求精度高，野外維修不太方便。要求精度高，野外維修不太方便。 結(jié)合過程是指離合器主、被動片開始接觸到二者同步轉(zhuǎn)動這結(jié)合過程是指離合器主、被動片開始接觸到二者同步轉(zhuǎn)動這一過程。一過程?？煞譃槿齻€階段：可分為三個階段： ： 1 1 ， 2 2=0=0， M Mm m由由0 0增增加到加到M MZ Z。主、被片間的轉(zhuǎn)速差最大。主、被片間的轉(zhuǎn)速差最大。其滑磨功也大。

16、其滑磨功也大。 ： 1 1 ， 2 2 ，M Mm m 繼續(xù)增繼續(xù)增大到大到M Mm m。雖然主、被片間的轉(zhuǎn)速差減。雖然主、被片間的轉(zhuǎn)速差減小，但摩擦轉(zhuǎn)矩增大，其滑磨功仍然小，但摩擦轉(zhuǎn)矩增大，其滑磨功仍然很大。很大。 ： 1 1 ， 2 2 ，M Mm m保持不保持不變。主、被片間仍然有轉(zhuǎn)速差，離合變。主、被片間仍然有轉(zhuǎn)速差，離合器還產(chǎn)滑磨功。器還產(chǎn)滑磨功。由上述分析可知由上述分析可知: :在結(jié)合過程中在結(jié)合過程中, ,主、被動摩擦片間均存在相對運主、被動摩擦片間均存在相對運動，易引起摩擦片較大的磨損與溫升。為保證工作機平穩(wěn)啟動和防止動，易引起摩擦片較大的磨損與溫升。為保證工作機平穩(wěn)啟動和防止

17、離合器過度的磨損及產(chǎn)生過高的溫度，離合器過度的磨損及產(chǎn)生過高的溫度， 當(dāng)主、被片的轉(zhuǎn)速達(dá)到一致，且逐步恢復(fù)到動力機的額定轉(zhuǎn)速，離當(dāng)主、被片的轉(zhuǎn)速達(dá)到一致，且逐步恢復(fù)到動力機的額定轉(zhuǎn)速，離合器進入正常工作過程。只要合器進入正常工作過程。只要M Mz z M Mm m離合器均能正常工作。這時可把離合器均能正常工作。這時可把離合器看成離合器看成。當(dāng)當(dāng)Mz MmMz Mm時，主、被片間產(chǎn)生打滑，離合器的溫度會急劇升高。出現(xiàn)時，主、被片間產(chǎn)生打滑，離合器的溫度會急劇升高。出現(xiàn)此種情況應(yīng)此種情況應(yīng)。 1 1= = e e 2 2迅速下降到迅速下降到0 0。一般要求離合器。一般要求離合器。 24 摩擦離合器

18、的主要參數(shù)包括：摩擦離合器的主要參數(shù)包括： 1. 1.摩擦離合器所需傳遞的最大扭矩摩擦離合器所需傳遞的最大扭矩 ； 2. 2.摩擦力矩摩擦力矩 ； 3. 3.所需的軸向壓力所需的軸向壓力 ； 4. 4.摩擦片的主要參數(shù)（摩擦片的主要參數(shù)（1 1）單位壓力）單位壓力 ; ; （2 2）摩擦系數(shù)）摩擦系數(shù) ; ;（3 3）摩擦面有效內(nèi)外徑）摩擦面有效內(nèi)外徑 ; ; （4 4）摩擦面數(shù)）摩擦面數(shù) ；maxMmMQqfDd、m25一一 摩擦離合器所需傳遞的最大扭矩摩擦離合器所需傳遞的最大扭矩：eenNM9550maxmN 式中式中 動力機的額定功率動力機的額定功率, , 動力機的額定轉(zhuǎn)速，動力機的額定

19、轉(zhuǎn)速， 儲備系數(shù)儲備系數(shù)1.252.51.252.5；聯(lián)合驅(qū)動，采用彈；聯(lián)合驅(qū)動，采用彈 簧壓緊式離合器，簧壓緊式離合器， 取取1.251.51.251.5，單獨驅(qū)，單獨驅(qū) 動，采用杠桿壓緊式離合器動，采用杠桿壓緊式離合器, , 取取1.52.51.52.5。eNKWenmin/r26二二 離合器產(chǎn)生的摩擦力矩離合器產(chǎn)生的摩擦力矩 令平衡摩擦半徑為令平衡摩擦半徑為 ： 則摩擦力矩公式簡化為：則摩擦力矩公式簡化為： mM223331dDdDmfQMm-mN pR223331dDdDRp-pmRmfQMmN m27式中：式中： 軸向壓緊力，軸向壓緊力， ； 材料的摩擦系數(shù)；材料的摩擦系數(shù)； 摩擦面

20、數(shù)；摩擦面數(shù)； 摩擦面有效外徑，摩擦面有效外徑， ； 摩擦面有效內(nèi)徑，摩擦面有效內(nèi)徑， 。 設(shè)計時應(yīng)使：設(shè)計時應(yīng)使： 或或 式中式中 動力機的額定扭矩，動力機的額定扭矩， 。QNfmDdmmaxMMmemMM)0 . 25 . 1 (eMmN m28三三 所需的軸向壓緊力所需的軸向壓緊力pRmfMQeNq四四 摩擦片的主要參數(shù)摩擦片的主要參數(shù) （1 1）單位壓力）單位壓力 應(yīng)使摩擦面上所受單位壓力小于許用單位應(yīng)使摩擦面上所受單位壓力小于許用單位 壓力壓力 即：即：qPa 式中式中 - - 摩擦面面積，摩擦面面積， 。 F2m)(422dDQFQq- - q29各種摩擦材料在不同工作條件下的各種

21、摩擦材料在不同工作條件下的 值列入下表：值列入下表： q（2 2）摩擦系數(shù)）摩擦系數(shù) 取決于摩擦材料組合和工作條件，參見上表；取決于摩擦材料組合和工作條件，參見上表； f（3 3）摩擦面有效內(nèi)、外徑）摩擦面有效內(nèi)、外徑 ； 根據(jù)，根據(jù)， 并令，并令， ，帶入，帶入 式式 ，則得：則得：Dd、maxMMmDdC/mM33)1 (12CmqfMDe-m 摩擦片的外徑尺寸主要受外形尺寸和圓周速度限制。為使離心力不致太大，摩擦片的外徑尺寸主要受外形尺寸和圓周速度限制。為使離心力不致太大， 一般圓周速度限制為一般圓周速度限制為 6570 6570 。sm/ 值一般在值一般在0.530.680.530.68范圍內(nèi)選取。范圍內(nèi)選取。C30 當(dāng)外徑一定時，當(dāng)外徑一定時， 值增大，即內(nèi)