1、第三章 主離合器一、離合器的功能（1）、臨時切斷動力，便于變速箱換檔；（2）、使工程機械平穩起步而不產生沖擊；（3）、便于發動機在完全無載荷的情況下起動；（4）、通過摩擦式主離合器的打滑，可以防止傳動系零件過載；（5）、通過對主離合器的半聯動操作，使工程機械微動或慢動。離合器視頻二、離合器的分類1、根據壓緊機構分類（1）常壓式，彈簧壓緊，用于輪式工程機械和個別履帶式工程機械（如東方紅-75拖拉機）；（2）非常壓式，杠桿壓緊，用于各種履帶式工程機械。操作方式 常壓式離合器經常是處于接合狀態，只需單向操縱使之分離，外操作力除去后即可重新結合，一般用腳操縱。 非常壓式離合器或離或合均需人力操縱，一般

2、用手操縱。2、根據摩擦片的工件條件分類 離合器根據其摩擦片的工作條件可分為干式和濕式（在油液中工作）兩種。使用工況：頻繁的接合和重載起步。干式摩擦片容易磨損，施工時要經常調整，易燒壞。 濕式摩擦片在油中工作，摩擦片壽命為干式的56倍，雖然濕式摩擦表面的摩擦系數約為干式的1/3 1/4，但可用增加壓緊力提高許用比壓力來補償。 濕式在結構上雖然復雜，但其優點顯著，在工程機械中應用越來越廣泛。第一節第一節 濕式杠桿壓緊主離合器濕式杠桿壓緊主離合器圖3-1為推土面濕式離合器結構圖一、主動部分 如圖3-2所示，主動部分由中間主動片、后壓盤1和油泵齒輪8等組成。發動機運轉時，整個主動部分是轉動的。二、被動

3、部分 如圖3-1所示，由兩片被動摩擦片3、一個被動鼓2和離合器軸1組成。 被動片如圖3-3所示，由兩塊燒結有銅基粉末冶金的鋼板鉚接而成。三、壓緊分離機構 壓緊分離機構，見圖3-2，由分合套筒7、推桿11、壓緊滾子12、離心塊5、分離彈簧3等組成主離合器的壓緊力的調整 通過松開壓緊鎖板的螺帽，轉動調整環。改變離心塊支點位置來進行。調整到主離合器操縱力在150N左右（無液壓助力時）和2030N（有液壓助力時），并能聽到推桿過垂直位置清脆的響聲即可。調整好后將螺帽旋緊，靠壓緊鎖板的摩擦力防止調整環松動。 動作情況見圖3-4所示，離心塊1的形狀使旋轉所產生的離心力在壓緊時幫助壓緊，分離時幫助分離。當然

4、，離合器的分離主要是靠分離彈簧將后壓盤拉向后移。四、液壓助力器主離合器的液壓助力器如圖3-5所示。當主離合器傳遞的扭矩較大時，要保證離合器片可靠地傳遞動力，作用在壓盤上的作用力就很大，因而操縱時操縱力也就很大。為了減輕司機的勞動強度，主離合器采用液壓助力操縱機構。離合器接合時助力器位置如右圖3-5（a）所示。離合器分離時助力器位置如右圖3-5（b）所示。將離合器操縱桿向后拉，使閥桿克服彈簧力從中間位置右移，關閉通道B和D。壓力油流活塞周圍環形空間P，因而推動活塞稍向右移一點，閥桿再移，活塞隨之右移，如此下去迫使松放架向飛輪壓去，將壓板和離合器盤壓緊。當主離合器操縱桿向前推，閥桿略為壓縮彈簧而左

5、移，關閉通道A和C，壓力油流向環形空間Q而推動活塞左移，從而使主離合器分離。表3-1 履帶式推土機主離合器的主要參數機 型離合器型 式油液工作溫度（0C）從動片數 目從動片外 徑（cm）從動片內 徑（cm）從動片單位面積壓力（MPa）從動片線速度（m/s）操作力（N）作 業壽 命（h）紅旗100移山160T150T240干式濕式濕式濕式100110濕式離合器儲備系數值；2、機械傳動的離合器儲備系數值液力傳動離合器儲備系數值；3、發動機轉速越高，機器越大，離合器儲備系數值越大；4、離合器儲備系數值大，磨損小，發熱小，傳遞力矩的可靠性增加，但值不宜過大，否則離合器尺寸過大，機器重量增加，操作力增加

6、。 在正確確定計算力矩Mj及儲備系數后，即可根據公式（3-1）Mm=Mj確定該離合器的力矩容量Mm。 第三節第三節 片式離合器的摩擦力矩計算片式離合器的摩擦力矩計算 如右下圖3-7所示，在任意微分圓環面積（圖中陰影區）上，靠摩擦力傳遞的力矩222(3 2)dMrdrq rq r dr 式中 q 摩擦面單位面積上的正壓力； - 兩摩擦面間的摩擦系數。22(3 3)()pqRR外內式中 P 在此環形摩擦表面上的總壓力； R外- 摩擦襯面外徑； R內 - 摩擦襯面內徑。由（3-2）式積分，得此一對摩擦面上的摩擦力矩為2223322332222()312()() 3()23()RRMdMqr drqR

7、RpRRRRRRpRR 外內外內外內外內外內外內令33222()3pRRRRR外內外內平均半徑PMPR得取片式摩擦離合器能傳遞的總力矩（摩擦力矩）為Mz(34)zpMnkMnpR k式中 n 摩擦面數。n=s+t-1式中 s 主動片數； t 從動片數； - 摩擦面間的摩擦系數，其值可按下面的方式選取干式，石棉銅絲對鋼鐵 =0.3;干式,粉末冶金對鋼鐵 =0.4;濕式,粉末冶金對鋼鐵 =0.08;P 壓在摩擦表面上的總軸向壓力;k 折減系數。為了計算方便,常取2pRRR外內根據前面定義332223pRRRRR外內外內設兩者比值為332222223()43()2RRRRRR RRRRRR外內外內外

8、外內內外內外內設C=R內/R外224 13(1)CCC 一般離合器，干式石棉襯面時C=0.50.7；鋼對鋼或粉末冶金襯面=1.037 1.006，接近1，故可以用近似法求Rp。k為折減系數，考慮離合器傳遞扭矩時，離合器片鍵齒處的摩擦阻力，引起串聯壓緊著的各摩擦片壓緊力的遞減。 k值可參考表3-3選取. 這樣就可根據公式(3-4)驗算MZ.(34)zpMnkMnpR k第四節 片式離合器主要參數的確定片式離合器的主要參數有：片數、摩擦片的外徑D外、摩擦片的內外徑之比C = D內/ D外、單位壓力q及儲備系數等。 確定上述主要參數所依據的關系式為公式（3-1）和（3-4），即Mm=Mj=Mz=nP

9、Rpk3322222();3pRRpqRRRRR外內外內外內將代 入 公 式 ,得332222332()3(1)(3 5)12jjRRMn qRRkRRnMqDC k 外內外內外內外化簡一、摩擦面數n 主離合器多采用單片（n=2）或雙片（n=4）。單片結構簡單、分離徹底，應盡量采用。 由于工程機械向大型化方向發展，當發動機額定力矩Mf超過700N.m ，單片很難滿足要求。 換檔離合器和轉向離合器，由于受所傳力矩大和徑向尺寸的限制，必須做成多片式。摩擦面數的面數可根據公式（3-5）確定。2、摩擦片的外徑D外 主要由最大允許線速度v和具體結構布置確定，一般為3540m/s。3、摩擦襯片的內外徑之比

10、CC值大，意味內外徑尺寸相差小，有效面積減小。C值小，意味著內外徑尺寸相差大，磨損速度相差懸殊，內外磨損不均勻，破壞摩擦片的平整，使接觸不良，傳遞扭矩的能力降低。總重2t以下的汽車主離合器C0.65；總重310t的中小型載重汽車C0.85；總重10t以上的載重汽車C0.560.53； 對于鏟土運輸機械，C一般取0.55 0.75，行星變速箱中，換檔離合器和換檔制動器C值常取較大值，一般C=0.75 0.87。4、單位壓力q 主動從動摩擦片間單位面積許用正壓力q主要取決于摩擦片的品種、質量。石棉銅絲摩擦片對鋼鐵 q=0.8 1.0MPa;銅基粉末冶金摩擦片對鋼鐵 q=2 4MPa,一般推薦為2M

11、Pa,當線速度低于5m/s時可4MPa。q值在許用值q范圍內可任意選取。注意 選小些可以提高摩擦元件的使用壽命，但使整個部件尺寸加大，壓盤、摩擦片等的外徑過分增大，會使圓周速度超過允許值（一般為35 40m/s）有飛離的危險，所以q值不應選得過小。 q值選大了除考慮許用值q外，還要考慮摩擦片單位面積傳遞的力矩k，不使kk=20100 N.cm/cm2。5、儲備系數、摩擦系數及折減系數k 由表3-2、表3-3確定。在計算扭矩Mj確定以后，上述7個參數和Mj之間的關系可根據公式（3-5）結合機械實際情況確定。6、離合器操縱力F(36)nnnnPPnFPsisn22()PqRR外內由前式式中 in

12、離個別器操縱機構傳動比； n- 操縱機構效率，根據具體構造n=0.75-0.90; s 操縱桿(踏板)的行程,手柄s400mm,踏板s250mm,經常操作的還要盡量小些; 每一對摩擦結合面分離時的間隙。單片或雙片主摩擦離合器=0.41.2mm；多片式換檔離合器和轉向離合器=0.2 0.5mm；多片式離合器分離時,各摩擦表面間的間隙不均勻,但設計時也可取值,此值表示的是平均間隙.無論濕式或干式,初步計算時,可取=0.5mm(干式鋼對鋼=0.2 0.3mm,有襯面及濕式鋼對鋼=0.4 0.5mm)由此可以推算出離合器壓板行程的選取Sy=n操作力的大小 可以根據公式（3-6）計算出操縱力F，一般操縱

13、力不得大于150200N。 即使手柄（或踏板）的操縱力也在150200N以下。 由于工程機械作業條件差，操縱動作頻繁，有很多機器采用各種操縱機構助力裝置以減輕勞動強度。 如紅旗-100拖拉機采用油壓轉向助力器，操縱力由350N降到50N，T150推土機采用液壓助力，操縱力由150N降到20 30N。第五節 摩擦傳動元件的摩擦襯面一、對摩擦襯面的要求 摩擦系數值高而且穩定、耐磨、有足夠的機械強度、傳熱性和耐熱性好。工程機械廣泛采用石棉或粉末冶金摩擦襯面。二、石棉摩擦襯面1、組成2、制造方法織成法和模壓法等。 由石棉纖維、特種填料（有機物及無機物）和粘結劑（樹脂或橡膠）加金屬絲（一般加銅絲，用以增

14、加襯面強度和導熱性）制成。3、石棉襯面的特點優點：摩擦系數比較高、比重小、有足夠的機械強度、并能用銅質鉚釘將摩擦襯面固定在鋼片上，而且價格便宜、制造容易。缺點：摩擦每當隨溫度變化、導熱性差、不耐高溫。三、粉末冶金摩擦襯面1、組成金屬粉末 根據金屬粉末的不同，粉末冶金摩擦襯面分為銅基粉末冶金和鐵基粉末冶金兩種。2、制造方法 A、由銅粉或鐵粉，加上金屬或非金屬添加物，在很高的壓力下（銅基在150-250MPa、鐵基在300-350MPa）冷壓成形。B、燒結（銅基7500C，鐵基11000C并加一定壓力），在燒結過程中同時將摩擦襯面燒結固定到鋼片上。3、粉末冶金摩擦襯面的特點優點：A、耐高溫（銅基3500C，鐵基800-9000C，石棉質襯面最高也不能達到2500C），高溫下耐磨性好（熱穩定性）、許用比壓力q高，適合于重載條件下工作；B、摩擦系數值高，且在溫度、壓力、速度變化范圍很大的情況下，值變化不大，耐磨性也好；C、導熱性好，特別是當襯面