圆盘摩擦离合器的工作原理和优缺点

摩擦离合器有圆盘式、单片式、多片式和圆锥式等各种形式。其中以多片式摩擦离合器应用最为广泛。

如图9－32所示为单片式摩擦离合器的简图，其中圆盘1紧配在主动轴上，圆盘2可以沿导键在从动轴上移动。移动滑环3可使两圆盘结合或分离。工作时轴向压力Fa使两圆盘的工作表面产生摩擦力。设摩擦力的合力作用在摩擦半径Rf的圆周上，则可传递的最大转矩为

图9－32　单盘摩擦离合器

式中f为摩擦系数。

与牙嵌离合器比较，摩擦离合器具有下列优点：①在任何不同转速条件下两轴都可以接合；②过载时摩擦面间将发生打滑，可以防止损坏其他零件；③接合较平稳，冲击和振动较小。

摩擦离合器在正常的接合过程中，从动转速从零逐渐加速到主动轴的转速，因而两摩擦面间不可避免地发生相对滑动。这种相对滑动要消耗一部分能量，并引起摩擦片的磨损和发热。

在传递大转矩的情况下，因受摩擦盘尺寸的限制，不宜应用单片摩擦离合器，这时要采用多片摩擦离合器，用增加接合面的对数的办法来增大传动能力。如图9－33（a）所示为多片式摩擦离合器，图中主动轴与外壳相连接，从动轴与套筒相连接。外壳内装有一组摩擦片，如图9－33（b）所示，它的外缘凸齿插入外壳的纵向凹槽内，因而随外壳一起回转，它的内孔不与任何零件接触。套筒上装有另一组摩擦片，如图9－33（c）所示，它的外缘不与任何零件接触，而内孔凸齿与套筒上的纵向凹槽相连接，因而带动套筒一起回转。这样，就有两组形状不同的摩擦片相互叠合，如图9－33（a）所示，图中位置表示杠杆经压板将摩擦片压紧，离合器处于接合状态。若将滑环向右移动，杠杆逆时针方向摆动，压板松开，离合器即分离。若把图9－33（c）中的摩擦片改用图9－33（d）的形状，则分离时摩擦片能自行弹开。另外，调节螺母用来调整摩擦片间的压力。

摩擦片数目多，可以增大所传递的转矩。但片数过多，将使各层压力分布不均匀，所以一般不超过12～15片。多片式摩擦离合器由于摩擦接合面较多，接合和分离过程较平稳，但结构复杂，成本较高。(www.xing528.com)

图9－33　多片式摩擦离合器

多片摩擦离合器所传递的最大转矩Tmax和作用在摩擦面上的压强p分别为

式中，D1、D2分别为外摩擦片的内径和内摩擦的外径；z为摩擦片数目；Fa为轴向压力；KA为工作情况系数，见表9－5；f为摩擦系数，［p］为许用压强，见表9－6。

摩擦离合器分为不在油中工作与在油中工作两类，前一类反应敏捷，但摩擦片易磨损；后一类摩擦片磨损较轻，寿命较长，但摩擦系数较低。

表9－6　常用摩擦片材料的摩擦系数f和许用压强［p］

对于操作频繁的多片式摩擦离合器，发热与温升成为离合器能否正常工作的关键，然而影响因素较多，很难进行精确的热平衡计算。此时，除选用耐热性和导热性均较好的摩擦材料外，可将表9－6中的［p］值降低15%～30%。