Фрикционная муфта

Неисправности сцепления

Неполное включение сцепления (пробуксовка)

Поломка ведущего диска сцепления из-за нарушения температурного режима работы (перегрев). Пробуксовка — при отпущенной полностью педали сцепления диски проскальзывают один относительно другого. От длительной пробуксовки диски значительно нагреваются, стальной ведомый диск может покоробиться, а чугунный маховик и нажимные диски могут покрыться трещинами. Фрикционные накладки изнашиваются и обгорают, в кабине появляется специфический неприятный запах.

Водитель замечает пробуксовку вначале на высших передачах, несмотря на увеличение оборотов двигателя скорость автомобиля не увеличивается. Если не ремонтировать, процесс прогрессирует, в дальнейшем на первой передаче машина не может тронуться с места.

Основной причиной пробуксовки является малый свободный ход педали сцепления, обычно он составляет 15—25 мм от крайнего верхнего положения педали до положения, когда выжимной подшипник начинает нажимать на рычаги выключения или на диафрагменную пружину. Необходимо восстановить (подрегулировать) свободный ход педали сцепления.

Если причина в ведомом диске, то его нужно демонтировать и осмотреть на предмет деформаций и механических дефектов.

При сильном износе фрикционных накладок подрегулировать свободный ход не удаётся, необходима замена накладок или ведомого диска.

Другой причиной пробуксовки является замасливание накладок, а также ослабление нажимных пружин (возможно произошёл отпуск стали при перегреве сцепления).

Неполное выключение сцепления (сцепление «ведёт»)

Неполное выключение сцепления обнаруживается при включении передачи, когда автомобиль неподвижен, это сопровождается сильным «хрустом» шестерён и ведёт к износу коробки передач. Возможная причина — увеличенный свободный ход педали сцепления.

Также это возможно при деформации выжимных рычагов; или выжимной подшипник заедает, не передвигается вместе с нажимной муфтой. Возможно, ведомый диск сцепления не передвигается по шлицам (загустела или загрязнилась консистентная смазка).

Первичный вал коробки передач вставляется в шарикоподшипник, расположенный в углублении маховика; возможно «ведение» сцепления связано с неисправностью этого подшипника. В двухдисковом сцеплении данная проблема возникает при замасливании и последующем склеивании ведомых и нажимных дисков.

Рывки при включении сцепления

Если, несмотря на плавный отпуск педали сцепления автомобиль трогается «рывками» с места, следует сделать предположение о разрушении фрикционных накладок, короблении ведомого диска или о поломке демпферных пружин, или об износе фрикционных шайб.

Также возможно заедание ведомого диска при передвижении по шлицам первичного вала коробки передач, а также заедание нажимной муфты или разрушение выжимного подшипника.

Неисправности, связанные с системой гидропривода или механического привода

При попадании воздуха в гидравлический привод выключения сцепления возможно «проваливание» педали, и как следствие — неполное выключение сцепления. Необходимо удалить пузырьки воздуха с частью тормозной жидкости (прокачать сцепление), доливая свежую.

В механизмах с тросовым приводом сцепление вообще не выключается, возможен обрыв троса.

Педаль сцепления не возвращается в первоначальное положение, произошло отсоединение возвратной пружины.

Если при выключении сцепления слышен сильный шум, создаваемый выжимным подшипником — это говорит о его износе.

Если привод сцепления механический (рычажный или тросовый) — то по мере износа фрикционных накладок педаль сцепления будет постепенно подниматься, при гидравлическом приводе педаль не меняет своё положение, происходит снижение уровня тормозной жидкости в бачке.

Виды муфтовых соединений

При прокладке коммуникаций в бытовом хозяйстве нередко возникают ситуации, когда необходимо соединять элементы из разных материалов, в этом случае используется муфты с различными переходами.

Наиболее распространенный вариант комбинированного муфтового фитинга – переход на внутреннюю или наружную резьбу для подключения труб выполненных из других материалов или инженерного оборудования, сантехнической арматуры (смесителей, запорных кранов, полотенцесушителей).

Не редко необходимо перейти с одного диаметра на другой из одного материала – такие переходные фитинги также имеются в продаже.

Рис. 2 Переходники на резьбу и для спайки полипропилена

Соединительные безрезьбовые муфты для пайки и сварки

Отличительной особенностью безрезьбовых муфт является возможность состыковки с их помощью труб равного или различного диаметра в местах их стыковки. Существует две основные технологии соединения безрезьбовых муфт – методом пайки (сварки) или посредством обжима трубы (компрессионные или пуш-муфты).

Для спайки полипропилена используются паяльники для полипропиленовых труб с нагревательными насадками, которые разогревают внутреннюю часть фитинга и внешнюю трубную поверхность – по истечении короткого времени нагрева расплавленные участки состыковывают и дают остыть некоторое время, после чего получают герметичный запаянный стык.

Технологию пайки применяют и при монтаже трубопроводов большого диаметра из ПНД в строительной и промышленной сфере, при этом используют дорогостоящее оборудование с программным управлением.

Процедура стыковки состоит из нескольких последовательных операций, включающих в себя торцевание (выравнивание торцов в вертикальной плоскости), нагрев соединяемых кромок дисковым утюгом и стыкование их под давлением посредством гидравлического домкрата.

В строительной сфере также стыковка газовых и водопроводных ПНД труб производится при помощи электросварных муфт, в которые вставляют два стыкуемых отрезка. Конструкция представляет собой полиэтиленовый цилиндр с нагревательной спиралью внутри, контакты которой выведены наружу. Электромуфтовая сварка производится электронным аппаратом, который подключают к выходным контактам, он считывает штрих-код и по его показаниям автоматический прибор выдает необходимое напряжение (ток) в течение определенного времени.

Рис. 3 Соединительные муфты для труб водоснабжения комбинированного типа

Комбинированные резьбовые муфты

Использование комбинированной муфты, у которой выходные патрубки рассчитаны на подключение различного вида труб, широко распространено в бытовом хозяйстве. Таким образом соединяют стальные трубы с полипропиленовыми и всеми разновидности полиэтиленовых – низкого давления, сшитым полиэтиленом и металлопластиком.

Часто встречается вариант, когда муфта имеет обжимное (прессовое) подсоединение к полимерному трубопроводу, а другая часть насадки оснащена резьбой, предназначенной для подключения к металлическим трубам, запорной арматуре или фитингам.

Разъемные муфты-американки

Преимуществом американки является возможность устройства разборного узла в местах стыковки труб с различным инженерным оборудованием, например, радиаторов отопления, циркуляционных насосов, коллекторных узлов.

Американки есть практически у всех видов труб, стальных, полипропиленовых, металлопластиковых, а также труб из сшитого полиэтилена.

Конструктивно американка имеет с одной стороны часть соединяющую ее с трубой, с другой стороны накручивающуюся на муфту гайку и переходом на наружную или внутреннюю резьбу. Герметичность соединения разъемной части обеспечивает резиновое кольцо.

Рис. 4 Комбинированные американки для труб

Основные характеристики фрикционной передачи

Для расчета фрикционной передачи необходимо учитывать следующие критерии

1. Передаточное число – величина, равная отношению числа зубьев ведомого и ведущего валов. Оно оказывает воздействие на скорость передачи крутящегося момента от мотора к приводу узла. Эта характеристика равна отношению угловых скоростей катков. Также передаточное количество можно выразить при помощи отношения частот вращения или диаметров катков. В большинстве фрикционных механизмов его значение меньше или равно 7.
2. КПД: указывает количество утраченных мощностей. Зависит от числа потерь во время качения и скольжения. Величина этого параметра рассчитывается экспериментальным методом, при помощи сравнения мощностей ведущего и ведомого валов. Средний КПД фрикционных механизмов равняется 90%.
3. Контактная прочность: характеризует способность передачи выдерживать крупные нагрузки. Оценивается при помощи контактного напряжения, возникающего в месте соприкосновения катков. Чем ниже контактная прочность конструкции, тем сильнее изменяется форма основных деталей во время соприкосновения. Рассчитать эту характеристику можно при помощи формулы Герца, где учитываются коэффициент нагрузки, приведенный радиус кривизны, модуль упругости и сила сжатия катков.
4. Тип движения катков: характеризует траекторию движения рабочих тел вращения. Оно может быть реверсивным и нереверсивным. При реверсивном движении рабочие тела вращения перемещаются в противоположных направлениях, что позволяет осуществлять передачу 2 путями. При нереверсивном движении катки движутся в 1 направлении. Передача производится только 1 единственным способом.
5. Материал тел качения – характеристика, влияющая на износостойкость устройство, контактную прочность, коэффициент трения и модуль упругости. Чаще всего при изготовлении деталей кинематической пары используется металлокерамика или сочетание стандартной и закаленной стали (закалка до 60 HRC). Эти материалы уменьшают габариты механизма и увеличивают величину КПД. При использовании чугуна катки смогут работать без использования смазки. Наиболее дешевым материалом являются фрикционные пластмассы и текстолит. Но они обладают низким КПД: 50%. Высокими показателями трения обладают валы с кожаным или деревянным покрытием. Минусом этих материалов является низкая контактная прочность.

В следующей таблице указана величина коэффициента трения для фрикционных передач из разных материалов:

Покрытая смазкой сталь	0,04 – 0,05
Сталь с сухой поверхностью	0,14 – 0,19
Фрикционная пластмасса с высушенной поверхностью	0,36 – 0,46
Текстолит с высушенной поверхностью	0,31 – 0,36
Металлокерамика с сухой поверхностью	0,29 – 0,34

Эти факторы и характеристики учитываются при изображении фрикционной передачи на кинематических схемах.

Фрикционная муфта – это… Что такое Фрикционная муфта?

Фрикцио́нная му́фта (устар. — фрикцио́н) — устройство передачи вращательного движения посредством силы трения скольжения.

Принцип работы

По назначению фрикционные муфты могут быть сцепными и предохранительными.

Сцепная фрикционная муфта (муфта сцепления) предназначенная для разъединения и плавного соединения входного и выходного валов посредством трения.

Во время включения в работу сцепных фрикционных муфт крутящий момент на ведомом валу возрастает поступательно и пропорционально увеличению силы взаимного прижатия поверхностей трения. Это позволяет соединять валы под нагрузкой и со значительной начальной разницей их угловых скоростей. В процессе включения муфта пробуксовывает, а разгон ведомого вала осуществляется плавно без ударов.

Предохранительная муфта предназначена для разобщения входного и выходного валов в случае превышения предельной величины крутящего момента.

По типу трущихся поверхностей различают муфты дисковые, конусные, барабанные, барабанно-ленточные.

По способу создания сил трения различают муфты с пружинным, грузовым, центробежным, кулачковым, гидравлическим, пневматическим и электромагнитным нажимом.

По типу сил трения различают муфты сухого трения и муфты, работающие в масле.

Классификация фрикционных муфт

Фрикционные муфты по форме рабочих поверхностей бывают следующих видов:

• дисковые, рабочими поверхностями которых являются плоские торцевые поверхности дисков;
• конусные,
• цилиндрические.

На механических транспортных средствах применяется сцепление.

Фрикционная муфта гусеничного трактора

Служит для отсоединения одного из бортов при повороте.

Устройство

• Ведущий барабан.
• Ведущие диски.
• Ведомый барабан.
• Ведомые диски.
• Нажимные пружины.
• Стяжные пальцы.
• Отжимной диск.
• Выжимной подшипник.
• Вилка выключения муфты.

Принцип действия

При прямолинейном движении — пакет дисков прижат отжимным диском за счёт пружин и вращение передаётся от центральной передачи через фрикционную муфту на бортовой редуктор. При повороте — усилие от рычага управления передаётся через сервомеханизм на вилку выключения муфты. Вилка оттягивает выжимной подшипник и отжимной диск. Он отходит от пакета дисков и освобождает их, при этом сжимаются пружины. Ведущие диски начинают пробуксовывать относительно ведомых. Борт становится неведущим, а другой (ведущий) борт начинает заворачивать трактор.

• Муфта — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
• Поляков В. С., Барбаш И. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974, 352 с.
• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035)

Эксплуатационный срок фрикционных дисков

Благодаря постоянной масляной пропитке, фрикционные диски почти не изнашиваются, следовательно, обладают длительным ресурсом. Основное условие для стабильной работы фрикционов – своевременная замена трансмиссионного масла ATF. При соблюдении регламента смены смазочного материала в АКПП ресурс фрикционов составляет не менее 200 – 350 000 км (в некоторых случаях этот срок может доходить до 500 тыс. км).

Игнорирование рекомендованных сроков смены жидкости приводит к ускоренному старению масла, потере полезных свойств присадок, быстрому истиранию, прогоранию фрикционных накладок.

Режимы работы

Для работы перфоратора в его конструкции предусмотрено три режима. Каждый из них необходим для выполнения собственной функции.

Сверление

Для выполнения задач в этом режиме переключатель устройства устанавливают в положение «сверло». Надавливать на него сильно не нужно, достаточной будет сила нажатия в 5 кг. Если перфоратор используется для сверления отверстий, нельзя включать на нём реверс или ударный режим, иначе это приведёт к поломке. Для предотвращения возникновения такой ситуации в инструменте предусмотрена кнопка «блокировка удара».

Сверление с ударом

Для работы в этом режиме переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток со сверлом. Затем инструмент подносят к рабочей поверхности. Необходимо следить за тем, чтобы не было перекоса бура или его скольжения по материалу. Давить на устройство при этом нужно очень легко.

Режим удара

Для работы с этим режимом переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток. При штроблении инструмент крепко держат двумя руками без сильного давления.

Работа с перфоратором не так сложна, как кажется на первый взгляд

При его использовании необходимо лишь чётко следовать инструкции, обратив внимание на индивидуальных конструктивных нюансах устройства. Чтобы не получить травмы и не поломать инструмент, следует заранее изучить принцип его работы и быть осторожным

Фрикционы АКПП – что это такое

Устанавливаемые в АКПП стальные диски с фрикционным слоем набраны в пакеты. Пластины используются для размыкания и соединения кинематической цепи, обеспечивая переключение скоростей и передачу потока мощности.

Основные характеристики фрикционных дисков:

• внешний диаметр;
• количество зубьев на внутренней кромке;
• толщина;
• назначение (для муфты сцепления или торможения).

Фрикционные диски имеют зубцы на внутренней поверхности, необходимые для зацепления со ступицей. На стальных пластинах зубцы выполнены на внешней части, позволяя фиксировать детали в пазах стального барабана, перемещающегося по шлицам. С торцов пакеты имеются торцевые шайбы с внешними выступами для зацепления с барабаном.

Конструкция фрикциона

В конструкции фрикциона имеется кольцевой поршень (показан на рисунке зеленым цветом), не вращающийся с барабаном или дисками. При замыкании муфты барабан и внутренний вал начинают вращаться за счет силы трения, возникающей между дисками.

Под поршнем установлена пружина, устраняющая зазор. При снятии давления жидкости диски автоматически расходятся, разрывая кинематическую цепь.

Виды фрикционов

В автоматических коробках передач используются два типа дисков:

1. Со стальным основанием, на которое нанесен фрикционный слой. Диски рассчитаны на постоянный контакт с корпусными деталями АКПП и остаются неподвижными при работе трансмиссии.
2. С эластичным основанием (например, из уплотненного картона) с напыленным на рабочие части упрочняющим слоем на базе графита или другого материала. Мягкие фрикционы рассчитаны на вращение вместе с деталями планетарных редукторов.

Существует несколько подтипов фрикционных дисков, различающихся особенностями конструкции. Например, в АКПП выпуска вплоть до конца XX века, встречаются односторонние пластины, в которых не используются накладки. В состав муфта входят металлические и картонные диски, взаимодействие которых обеспечивает передачу потока мощности.

Увеличение мощности двигателей и введение дополнительных передач потребовало внедрения дисков с накладками, установленными на заклепках или клею, либо выполненных по технологии напыления.

Устройство и принцип работы

В АКПП используются барабаны торможения и сцепления, управляющие работой планетарного редуктора. В конструкции имеются муфты для:

• соединения валов и передачи момента вращения;
• остановки водила или солнечной шестерни редуктора.

Фрикционы имеют рабочее (заблокированное) и свободное положения. В старых моделях АКПП вместо муфт торможения использовались ленточные блокираторы.

Фрикционы в АКППФрикционы

Общий алгоритм работы фрикционных муфт в АКПП (на примере коробки 09G от Audi):

1. После запуска двигателя начинает работать масляный насос, подающий жидкость ATF в гидроблок под давлением.
2. После перевода селектора в любое положение кроме парковки или нейтральной позиции начинает работать гидротрансформатор, передающий крутящий момент от коленчатого вала двигателя к первичному эпициклу АКПП. Начинается движение сателлитов относительно фиксированной солнечной шестерни, передающееся к водилу.
3. Блок управления открывает нужный соленоид, подавая жидкость к исполнительному механизму. Под воздействием давления масла фрикционные диски входят в соприкосновение, муфта соединяет водило с солнечной шестерней второго планетарного ряда.
4. Одновременно блокируется водило вторичного редуктора, крутящий момент передается на эпицикл, а затем преобразуется главной парой и идет на колеса (на автомобилях с полным приводом в состав трансмиссии входит раздатка).
5. После повышения оборотов двигателя, свыше заданного прошивкой в блоке управления значения, происходит переключение на следующую скорость. При снижении частоты вращения АКПП переходит на пониженную ступень.

На ряде АКПП используются фрикционы с системой динамического выравнивания давления масла в контуре.

Электронный блок управления учитывает частоту вращения коленчатого вала и скорость автомобиля, обеспечивая плавное размыкание и включение муфты. Помимо увеличения ресурса, обеспечивается сокращение расхода топлива (за счет меньшего времени пробуксовки дисков).

Устройство и принцип работы фрикционов

Конструкционные материалы

Давайте разберемся, из чего состоят детали:

Сталь. Практически 90% все полезной массы созданы именно из нее. Это наиболее подходящий по структурным особенностям материал.
Абразивное покрытие. Кевлар, углеродные соединения разных видов, некоторые керамические напыления. Основной критерий выбора – возможность увеличить трение, оно необходимо для передачи силы. В моделях существует и иное покрытие, но чаще остальных используется обозначенное в пункте.
Масло. Обеспечивает плавность хода. При сцепном воздействии элементы сильно давят на «собратьев», если не будет нужной смазки, износ возрастает в разы. Но при чрезмерном количестве возникает потеря полезной работы

Важно выявить идеальный баланс.
Пластик. Этот материал используется редко

Как мы уже пояснили, конструкция фрикционной муфты в большинстве случаев этого не допускает. Но иногда диски выполняются из пластика.

Общее устройство муфты

Конструкционно муфты различаются и могут иметь особенности устройства в зависимости от типа, но чаще всего в качестве базы для них используют пакет дисковых элементов с фрикционной функцией. Конкретное число дисков будет зависеть от частоты крутящего момента, который должен быть передан от одного вала другому. В традиционной муфте предусматривается два диска. Один из них фрикционный, а другой – стальной. Причем материал изготовления тоже может быть общим. Выраженное отличие имеет фрикционное покрытие. Его задача заключается в обеспечении надежной сцепки, за счет которой будет реализовано движение валов. В целях повышения коэффициента трения фрикционные муфты снабжаются углеродными элементами и высокопрочной керамикой. Существуют и модели без фрикционных покрытий. В таких случаях дисковые стальные компоненты крепятся в барабанной основе, смежной с управляемым валом, которому передается крутящий момент. Конструкция также может дополняться возвратными пружинами и поршнем. Задача поршня заключается как раз в усилении сцепки между фрикционным покрытием и ведомым валом. Что касается пружины, то она возвращает рабочий диск на место.

Разновидности муфт

Встречается довольно большое количество различных устройств, которые могут классифицироваться по конструктивному признаку. В большинстве случаев в качестве основного элемента выступает диск с особыми свойствами. При этом могут создаваться следующие варианты исполнения:

1. Цилиндрические.
2. Конусные.
3. Барабанно-ленточные.

Подобные варианты исполнения применяются в том случае, когда нужно обеспечить особые эксплуатационные характеристики. Современным вариантом исполнения можно назвать многодисковую конструкцию, которая характеризуется высокой плавностью хода на момент эксплуатации.

Классификация проводится и по типу применяемого привода для передачи усилия. Выделяют следующие варианты исполнения:

1. Гидравлика сегодня встречается крайне часто, так как она основана на передаче усилия за счет жидкости. В качестве технической жидкости часто применяется масло или специальная жидкость.
2. Пневматика сегодня также встречается крайне часто. В этом случае усилие передается за счет сжатого воздуха, который часто генерируется компрессором.
3. Современные варианты исполнения работают от электромагнитных полей. Однако, высокая стоимость и сложность изготовления определяют относительно узкое распространение подобного механизма.

Еще одной распространенной классификацией можно назвать то, каким именно образом передается вращение: сухим или мокрым. Во втором случае за счет добавления смазки существенно расширяется срок эксплуатации фрикционной муфты, а также проводится отведение температуры.

Дисковые устройства

Довольно большое распространение получили дисковые фрикционные муфты. Ключевые моменты следующие:

1. Может применяться сочетание дисков для повышения степени надежности.
2. Диски имеют сложную конструкцию, при изготовлении применяются различные материалы.
3. Небольшие линейные размеры также можно назвать ключевым достоинством предложения.

Дисковые устройства получили широкое распространение, они могут классифицироваться по самым различным признакам.

Конусные модификации

Для изменения основных свойств механизма применяются конусные элементы, за счет которых передается усилие. Особенности следующие:

1. Более высокая плавность хода.
2. Обеспечивается высокая степень сцепления.
3. За счет изменения усилия может регулироваться частота вращения, но на протяжении недлительного периода.

Модификации конусного типа получили широкое распространение. Однако, сложности при изготовлении становятся причиной существенного повышения стоимости.

Цилиндрические устройства

Могут применяться и цилиндрические фрикционные муфты. При изготовлении основной части применяется специальный фрикционный материал, характеризующийся повышенной устойчивостью к воздействию высокой температуры.

Сегодня цилиндрические устройства производятся самыми различными производителями. Х существенным недостатком можно назвать достаточно большие размеры.

Особенности многодисковых моделей

Для уменьшения радиальных габаритов фрикционных дисков применяется муфта многодисковая. Среди особенностей отметим следующее:

1. За счет нескольких дисков получается одинаковая поверхность трения при уменьшении радиальных размеров.
2. Подобная многодисковая фрикционная муфта устанавливается на большинстве грузовых транспортных средств.
3. За счет воздействия силы оказывается требуемое трение, оно и передает силу.
4. Показатель толщины может варьировать в достаточно большом диапазоне.
5. Диски могут работать со смазывающим веществом и без него.

За счет сочетание нескольких дисков может передаваться требуемое усилие. Все элементы должны быть строго соосными, поэтому проводится установка строго на одной полумуфте.

Модели с одним барабаном

Подобные варианты исполнения используются для передачи небольшого усилия. Среди особенностей отметим:

1. Компактные размеры.
2. Снижение степени нагрева поверхности.
3. Увеличение степени эффективности применения фрикционной муфты.
4. Снижение нагрева поверхности.

Модели с одним барабаном характеризуются тем, что при их производстве не применяются абразивные и фрикционные материалы.