3.3 Оценка теплонапряженности сцепления

При работе сцепления происходит нагрев отдельных его деталей. Наиболее теплонапряженной деталью сцепления является его ведущий диск – для однодискового сцепления и промежуточный (средний) диск – для двухдискового сцепления. Степень теплонапряженности деталей принято оценивать приростом температуры за одно включение сцепления. Приемлемую границу прироста температуры ведущего диска принято считать от 10 до 15 градусов. При таком допущении абсолютная температура диска при многократном включении сцепления не должна превышать 200-250 градусов.

Прирост температуры диска существенно зависит от массы диска М_д и его толщины δ_д. Выбирая их размеры, можно достичь приемлемой границы прироста температуры.

При выборе геометрических размеров ведущего и среднего дисков принято считать, что их диаметральные размеры будут такими же, как и размеры фрикционных накладок ведомого диска. При таком допущении массу диска можно определить по выражению:

М_д = S_д ·δ_д · ρ_д, кг, (3.10)

где М_д - масса диска, кг;

S_д - площадь диска (ведущего или промежуточного), м²;

δ_д - толщина диска (выбирается по размерам аналога), мм;

ρ_д - плотность материала диска

[для чугуна ρ_д = (7,8 – 7,85) · 10³, кг/м³].

По полученной величине массы можно определить величину прироста температуры диска за одно включение сцепления. Это определяется по выражению:

, (3.11)

где V_д - доля теплоты, расходуемая на нагрев данной детали (в однодисковом сцеплении – маховик и нажимной диск воспринимают, примерно, по 0,5· А_б, т.е. V_д= 0,5; в двухдисковом – маховик и нажимной диск – по 0,25 А_б, а средний диск – 0,5 А_б);

С_д = 482 Дж/кг ^оС) – теплоемкость материала детали;

Δt – прирост температуры деталей сцепления, полученный в результате расчета по выражению (3.11) не должен выходить за пределы, определяемые величиной Δt = 10 – 15 ^оС.

Если это условие выполняется, то геометрические размеры ведущих частей сцепления выбраны правильно. Если условие не выполняется, то следует изменить толщину нажимного или ведущих дисков.

Для выполненных конструкций сцеплений наиболее распространенных марок колесных машин геометрические размеры ведущих дисков представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Геометрические размеры ведущих дисков

Марка колесной машины	Размеры ведущего диска сцепления, мм
	толщина	диаметр наружный	диаметр внутрен.
ГАЗ-3308 ЗИЛ-4131 КАМАЗ-4310 БТР-70 БТР-80 БРДМ-2 УРАЛ-375	21 19 25 21 25 21 23	300 342 350 300 350 300 279	164 186 200 164 200 164 166

Если нет жестких ограничений на параметры массы конструкции сцепления, то для снижения теплонапряженности его деталей необходимо увеличивать толщину ведущих дисков.

Для проектируемых сцеплений ориентировочно можно принимать толщину ведомого диска в пределах 1,5…2,0 мм.

Конструкция ведомых дисков с гасителями крутильных колебаний представлена на рисунке 3.1.

Ввиду значительных сил трения, возникающих между ведомыми и ведущими частями сцепления, необходимо надежно закрепить фрикционные накладки на ведомом диске. Это осуществляется при помощи заклепочного соединения. При этом заклепки при работе сцепления, как правило, не испытывают больших напряжений на срез. Поэтому диаметр заклепок, их количество и место размещения обычно выбирают чисто по конструктивным соображениям, ориентируясь на прототип сцепления. Длину и заглубление головок заклепок выбирают исходя из условия возможности истирания поверхностей фрикционных накладок, не менее половины их первоначальной толщины без касания головок ведущих дисков.

Рис.3.1 – Ведомые диски с гасителями крутильных колебаний

Окончательно выбранные геометрические размеры дисков используют в последующем для определения места расположения нажимных пружин, механизма выключения сцепления и демпфера (гасителя крутильных колебаний).