熱模鍛壓力機(jī)離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的控制措施

田 明

（寶雞法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 722409）

在應(yīng)用熱模鍛壓力機(jī)進(jìn)行汽車零部件鍛造加工的過(guò)程中，離合器制動(dòng)器所存在的主要問(wèn)題就是由于摩擦過(guò)熱而影響使用壽命，而離合器制動(dòng)器使用的壽命將會(huì)直接對(duì)熱模鍛壓力機(jī)的正常使用造成影響。因此，要想讓熱模鍛壓力機(jī)在汽車零部件鍛造加工之中得以正常應(yīng)用，就應(yīng)該將離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的情況加以有效控制。這樣才能有效提升汽車零部件鍛造加工的工作效率與工作質(zhì)量，同時(shí)也讓汽車零部件鍛造加工的安全性得以有效保障。

1 離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的危害

首先，如果離合器制動(dòng)器摩擦件的溫度超過(guò)摩擦材料所允許使用的溫度范圍，就會(huì)讓摩擦系數(shù)降低，這樣就會(huì)導(dǎo)致摩擦塊磨損程度的增加，讓設(shè)備維修的工作量以及維修的費(fèi)用都顯著增加，同時(shí)也會(huì)對(duì)熱模鍛壓力機(jī)的生產(chǎn)效率造成一定程度的不利影響。其次，如果離合器制動(dòng)器出現(xiàn)了摩擦過(guò)熱的情況，離合器制動(dòng)器工作的溫度也會(huì)進(jìn)一步升高，如果溫度超過(guò)了軸承所允許的極限，就會(huì)引起軸承的膨脹，消除正常的工作間隙，甚至?xí)霈F(xiàn)卡死的情況。同時(shí)，離合器制動(dòng)器的摩擦過(guò)熱情況也會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)摩擦盤出現(xiàn)翹曲變形等的情況，進(jìn)而導(dǎo)致摩擦表面的接觸不良情況發(fā)生，加劇摩擦件的磨損。最后，如果離合器制動(dòng)器的溫度持續(xù)升高，還會(huì)對(duì)氣缸的密封等造成不利影響，進(jìn)而嚴(yán)重影響到熱模鍛壓力機(jī)的工作性能。

2 離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱問(wèn)題的控制措施

2.1 對(duì)新型的耐熱耐磨材料加以合理應(yīng)用

在應(yīng)用舊的耐磨材料時(shí)，只要摩擦過(guò)程之中產(chǎn)生的溫度達(dá)到了150℃以上，材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性就會(huì)越來(lái)越弱，并且會(huì)隨著溫度的升高而出現(xiàn)急劇降低的情況，在溫度達(dá)到了一定程度的時(shí)候，其穩(wěn)定系數(shù)甚至可以降低到0.1以下[1]。同時(shí)，因?yàn)椴牧显谔囟ㄇ闆r下所能承受的最大壓力較低，所以為了傳遞必須的扭矩，在離合器制動(dòng)器之中就一定要應(yīng)用多盤摩擦這一機(jī)構(gòu)來(lái)增加從動(dòng)慣量，這樣也就更容易導(dǎo)致離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的情況發(fā)生。

因此，為了讓離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的情況得以有效控制，就應(yīng)該采用新型的耐熱耐磨材料，這樣就可以在溫度較高的條件之下工作，材料在特定情況下所能承受的最大壓力也比較高，離合器制動(dòng)器也可以采用單盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作，這樣就可以讓離合器制動(dòng)器在工作過(guò)程中的摩擦過(guò)熱情況得到有效的避免。

2.2 讓離合器制動(dòng)器的連鎖操縱系統(tǒng)工作可靠性得到提升

在離合器結(jié)合之前，制動(dòng)器未能完全脫開，在制動(dòng)器結(jié)合之前，離合器也是未能完全脫開，因此這樣的情況就必定會(huì)導(dǎo)致離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的情況發(fā)生，甚至?xí)斐呻姍C(jī)超載的現(xiàn)象，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)?dǎo)致相關(guān)人員的傷亡事故。所以，要想讓離合器制動(dòng)器的摩擦過(guò)熱問(wèn)題得以有效解決，就應(yīng)該將離合器制動(dòng)器在連鎖操縱系統(tǒng)工作之中的可靠性加以有效提升。通過(guò)這樣的方式，才可以有效消除離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的情況，在保障鍛件加工過(guò)程中熱模鍛壓力機(jī)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，也可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)工作安全性的有效保障。

2.3 合理選擇離合器的軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)降低從動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量

在離合器制動(dòng)器進(jìn)行結(jié)合的過(guò)程之中，幾乎所有摩擦表面的相對(duì)位移所消耗的摩擦功都實(shí)現(xiàn)了熱能的轉(zhuǎn)換，以下就是其轉(zhuǎn)換的公式：

在這個(gè)公式之中，A表示的是啟動(dòng)以及制動(dòng)過(guò)程之中所損耗的摩擦功，單位是kg·m；J表示的是折合到離合器軸從動(dòng)作之中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位是kg·m2；w表示的是離合器軸旋轉(zhuǎn)角的速度，其公式是w=nπ/30，單位是弧度/s2；n表示的是離合器的軸在每分鐘時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)。

從上面的公式之中可以發(fā)現(xiàn)，為了讓離合器制動(dòng)器的摩擦發(fā)熱得以有效減少，就應(yīng)該將從動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及離合器的軸轉(zhuǎn)數(shù)盡可能予以減少。在每分鐘的時(shí)間段之內(nèi)，離合器的軸轉(zhuǎn)數(shù)減少，就會(huì)使得離合器、飛輪以及離合器軸的零件尺寸變大，所以，如果在傳動(dòng)系統(tǒng)合理的布置方面進(jìn)行考慮，不能將n的值減少太多。就現(xiàn)有的離合器來(lái)看，其軸轉(zhuǎn)數(shù)大多在每分鐘300轉(zhuǎn)到600轉(zhuǎn)之間。因此，為了有效避免離合器軸轉(zhuǎn)速太大對(duì)于離合器產(chǎn)生的不利影響，建議應(yīng)該將離合器的軸轉(zhuǎn)速控制在每分鐘350轉(zhuǎn)以下。離合器的軸轉(zhuǎn)速應(yīng)該使得飛輪的線速度控制在允許速度以下，對(duì)于鑄鐵飛輪而言，其允許的線速度應(yīng)該在每秒鐘20m～25m以下，對(duì)于鑄鋼飛輪而言，其允許的線速度應(yīng)該在每秒鐘30m以下。

當(dāng)前，要想讓離合器制動(dòng)器的摩擦過(guò)熱情況得以有效消除，主要的方法就是將從動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)的慣量J予以降低。轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量和零件重量以及零件直徑的平方之間有著正比的關(guān)系，從動(dòng)件直徑又受到傳遞扭矩限制作用，所以不能縮小太多，因此一定要將從動(dòng)件數(shù)量予以減少，這樣才能有效減少總轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量。在離合器的軸上，從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量通常是總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的50%～80%，由此可見，如果減少離合器的軸上的從動(dòng)作數(shù)量，就可以有效解決離合器制動(dòng)器的摩擦過(guò)熱問(wèn)題。

通過(guò)這樣的方式，就可以讓從動(dòng)慣量得以最大限度的降低，進(jìn)而使得離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的問(wèn)題得以有效解決。

2.4 讓離合器制動(dòng)器散熱的條件得以改變

在應(yīng)用熱模鍛壓力機(jī)進(jìn)行鍛造加工的過(guò)程之中，制動(dòng)器工作環(huán)境的溫度要比離合器工作環(huán)境的溫度較高。因?yàn)殡x合器有著比較大的尺寸，所以離合器也就有著比較高的熱容量，因此在摩擦副脫開的情況之下，主動(dòng)盤依然處在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)之中，因此離合器就有著比較好的散熱情況，這就使得離合器在穩(wěn)定工作的狀態(tài)下產(chǎn)生的溫度比較低。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們可以將制動(dòng)器散熱的面積予以增加。

就制動(dòng)器而言，如果想要使制動(dòng)角與設(shè)計(jì)的要求做到有效符合，就要進(jìn)行一定制動(dòng)力矩的設(shè)置，對(duì)于制動(dòng)力矩，其大小主要應(yīng)該根據(jù)平均摩擦半徑、摩擦系數(shù)以及正壓力進(jìn)行決定。如果摩擦副材料一定，并且在穩(wěn)定工作的過(guò)程中，其溫度可以處在一個(gè)穩(wěn)定的范圍之內(nèi)時(shí)，我們就可以將摩擦系數(shù)看做是一個(gè)常數(shù)。正如我們所了解的，在制動(dòng)力矩保持一定的時(shí)候，平均的摩擦半徑和正壓力之間有著反比關(guān)系。

在慣量較小的單盤摩擦離合器之中，制動(dòng)器在穩(wěn)定工作狀態(tài)之下的溫度高低可以應(yīng)用摩擦盤溫度升高的系數(shù)KP來(lái)表示，以下就是其公式：

在這個(gè)公式之中，Ab表示的是一次制動(dòng)力做功，單位是kg·m；C表示每分鐘內(nèi)制動(dòng)的次數(shù)，通常情況下是滑塊連續(xù)行駛次數(shù)的50%～60%；F表示的是摩擦盤有效的環(huán)形面積，單位是cm2；其公式為在這個(gè)公式之中，l表示的是摩擦塊在摩擦盤之上的徑向尺寸，單位是厘米。

為了讓制動(dòng)器在穩(wěn)定工作的狀態(tài)之下可以將溫度控制在一定的范圍之內(nèi)，應(yīng)該對(duì)慣量較小的單盤摩擦離合器的溫升系數(shù)在允許的范圍之內(nèi)盡量減小，因此KP的值不應(yīng)該在7kgm/cm2min以上。為了讓摩擦的表面不因?yàn)樗矔r(shí)溫度太高而導(dǎo)致冒煙現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該有效控制一次制動(dòng)情況下的溫升系數(shù)，通常情況下，應(yīng)該將KPJC控制在1kgm/cm2min以下。通過(guò)這樣的方式，就可以讓離合器控制器摩擦過(guò)熱的情況得以有效解決，進(jìn)一步保障離合器控制器的使用壽命，這對(duì)于鍛造加工過(guò)程之中熱模鍛壓力機(jī)的正常運(yùn)行將會(huì)起到有效的保障作用，進(jìn)而讓汽車零部件鍛造加工的工作效率以及工作質(zhì)量得以良好保障的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)工作安全性的進(jìn)一步提升。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車零部件鍛造加工在機(jī)械方面以及技術(shù)水平方面也都在不斷提升。作為汽車零部件鍛造加工過(guò)程之中重要的機(jī)械設(shè)備，熱模鍛壓力機(jī)的離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱問(wèn)題一直都是影響熱模鍛壓力機(jī)正常工作的一個(gè)主要因素。所以，要想保障壓力機(jī)在汽車零部件鍛造加工之中得以良好穩(wěn)定運(yùn)行，就應(yīng)該采用有效的方法來(lái)解決離合器制動(dòng)器摩擦過(guò)熱的問(wèn)題，這樣才能進(jìn)一步保障離合器制動(dòng)器的使用壽命，讓熱模鍛壓力機(jī)在鍛造加工之中實(shí)現(xiàn)自身作用與優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，進(jìn)一步提升鍛造加工的工作效率與工作質(zhì)量，并保障鍛造加工工作的安全。