Фрикционная передача: что это такое, из чего состоит, ее основные достоинства и недостатки – схема, классификация и виды сборки с фото

Содержание
  1. Фрикционные передачи
  2. Описание
  3. Характеристики:
  4. Достоинства фрикционных передач
  5. Недостатки фрикционных передач
  6. Геометрические параметры, кинематические и силовые соотношения во фрикционных передачах
  7. Цилиндрическая фрикционная передача. Устройство, основные геометрические и силовые соотношения
  8. Расчет на прочность цилиндрической фрикционной передачи
  9. Коническая фрикционная передача. Устройство и основные геометрические соотношения
  10. Сферы применения
  11. Типы фрикционных передач
  12. Устройство фрикционов АКПП
  13. Основные функции фрикционных дисков, оснащенных графитовыми накладками:
  14. Скольжение в фрикционной передаче
  15. Материалы катков фрикционных передач
  16. Применение фрикционных передач
  17. Эксплуатация АКПП с тормозной лентой
  18. Принцип работы фрикционных дисков
  19. Порядок работы механизма сцепления:
  20. Эксплуатационный срок фрикционных дисков
  21. Роль фрикционного тормоза
  22. Фрикционы для мультипликаторных катушек
  23. Немного о байтраннере
  24. Регулировка фрикциона на безынерционке
  25. Причины быстрого износа фрикционных дисков
  26. Причины выхода из строя фрикционных дисков:
  27. Виды разрушений механизмов
  28. Факторы отказов
  29. Основные признаки неисправности фрикционов
  30. Рекомендации по конструированию фрикционных передач
  31. Характер и причины отказов фрикционных передач
  32. Замена фрикционов АКПП

Фрикционные передачи

Описание

Машинка “Пикап Bigfoot” выполнена из пластика, оснащена фрикционным механизмом – это механизм, при котором машинки самостоятельно движутся при давлении и создании определенной силы трения – скольжения, под углом, посредством фрикционных муфт, т.е.достаточно просто нажать на нее и машинка быстро поедет вперед. Ваш малыш обязательно оценит такой подарок по достоинству и с удовольствием пополнит свой “автопарк”!

Характеристики:

Возраст: от 4 лет

Из чего сделана игрушка (состав): пластмасса.

Размер упаковки: 16.8 х 6 х 25 см.

Размер игрушки: 13 см.

Достоинства фрикционных передач

К достоинствам фрикционных передач можно отнести следующие их качества:

  • Простота конструкции, простая форма рабочих тел (катков) и относительно низкая стоимость.
  • Плавность и бесшумность работы, в том числе и при высоких скоростях.
  • Возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без остановки передачи.
  • Возможность пробуксовки при перегрузке, т. е. фрикционная передача способна выполнять функцию своеобразного механического предохранителя, избавляющего дорогостоящие узлы и детали машины от поломки при неожиданных перегрузках.

Недостатки фрикционных передач

Недостатки фрикционных передач обусловлены особенностями их конструкции:

  • Необходимость применения специальных прижимных устройств, усложняющих конструкцию.
  • Большие нагрузки на валы и подшипники, обусловленные прижимной силой, что требует увеличения размеров валов и осей, а также применения усиленных опор и подшипников. Этот недостаток фрикционных передач зачастую ограничивает возможность передавать большую мощность.
  • Непостоянное передаточное отношение из-за проскальзывания катков. Скольжение в фрикционной передаче связано с упругими деформациями поверхностных слоев катков, износом поверхностей, возможным ослаблением прижимных устройств, возможным непостоянством коэффициента трения по рабочей поверности катков..
  • Изнашивание рабочих поверхностей катков вследствие проскальзывания, возможность их повреждения (образования лысок) при буксовании.

Геометрические параметры, кинематические и силовые соотношения во фрикционных передачах

Основные геометрические параметры фрикционной передачи:

D1 и D2 — диаметры ведущего и ведомого катков;

а — межосевое расстояние;

b — ширина катка;

d1 и d2 — диаметры валов ведущего и ведомого катков (рис.5). Методика определения диаметров катков D1, D2 и их ширины, как от­носящихся к параметрам фрикционной передачи, рассмотрена в настоящей главе. Диаметры валов d1 и d2 рассчиты­вают по известным формулам курса «Сопро­тивление материалов».

Передаточное число.

Если допустить, что во фрикционной передаче скольжение отсутствует, то окружные скорости катков бу­дут равны, т.е. v1=v2. Для передачи, пока­занной на рис.1:

Приравнивая правые части равенств, по­лучим или . Отсюда

где uпередаточное число.

В действительности скольжение между катками есть, т. е. v1v2. Величина скольжения оценивается коэффициентом скольжения ε=0,005÷0,03 (здесь — теоретическая угловая скорость).

Передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи с учетом скольжения (для практических расчетов)

КПД фрикционных передач зависит от следующих потерь:

– связанных с использованием катков, имеющих формы, не позволяю­щие им перекатываться один по другому без проскальзывания; это отчетливо видно, например, в передаче с клиновыми катками (см. рис.2.2) и лобовой передаче (см. рис.2.11);

– проскальзывания, обусловленного масляной пленкой на рабочих по­верхностях и т. д.;

– трения качения, вызванного деформацией поверхностей катков в зоне контакта;

– в подшипниках. Потери в подшипниках зависят от величины нагрузки на валы, которая определяется прижимным усилием F .

КПД фрикционной передачи определяют по формуле

η=1-Σψ, (3)

где Σψ сумма относительных потерь.

Для закрытых фрикционных передач η = 0,88 0,93, для открытых η = 0,68 0,86.

Цилиндрическая фрикционная передача. Устройство, основные геометрические и силовые соотношения

Фрикционную передачу с параллельными осями валов и с рабочими по­верхностями цилиндрической формы называют цилиндрической. Простейшая фрикционная передача с гладкими катками и постоянным передаточным числом показана на рис.5.

Один вал диаметром dx устанавливают на неподвижных подшипниках, подшипники другого вала диаметром d2плавающие. Катки 1 и 2 закреп­ляют на валах с помощью шпонок и прижимают один к другому специаль­ным устройством с силой Fr. Цилиндрические фрикционные передачи с гладкими катками применяют для передачи небольшой мощности (в ма­шиностроении до 10 кВт); эти передачи находят широкое применение в приборостроении. Для одноступенчатых силовых цилиндрических фрикци­онных передач рекомендуется и 6.

В некоторых случаях применяется цилиндрическая фрикционная передача с катками клинчатой формы (см. рис.2).

В передачах с клинчатыми катками при данной силе Fr прижатия одно­го катка к другому нормальные силы между рабочими поверхностями, a следовательно, и силы трения значительно больше, чем в передачах с гладкими катками (тем большие, чем меньше угол клина).

Это позволяет снизить в передачах с клинчатыми катками силу Fr в 2-3 раза.

Число клиновых выступов для катков принимают равным z = 3÷5 (рис.7). При z> 5 условие равномерного прилегания всех рабочих по­верхностей таких катков ухудшается.

Цилиндрические фрикционные передачи могут быть выполнены с гладкими, выпуклыми и выпукло-вогнутыми катками (рис. 8, а, б, в). Имеются и другие конструктивные разновидности фрикционных цилинд­рических передач.

Геометрические параметры передачи (см. рис. 5).

Межосевое расстояние

Диаметр ведущего катка

Диаметр ведомого катка

Рабочая ширина обода катка

где ψa= 0,2 ÷0,4 — коэффициент ширины обода катка по межосевому рас­стоянию.

Для компенсации неточности монтажа на практике ширину малого катка (см. рис.9) принимают, мм:

b1=b+(5÷10). (10)

Силы в передаче.

Для обеспечения работоспособности фрикционных передач необходи­мо прижать катки (см. рис.5) силой нажатия Fr таким образом, чтобы со­блюдалось условие (1), т. е.

Ff=FrfFt (11)

где Ff максимальная сила трения; Ftпередаваемая окружная сила; f — коэффициент трения (выбирается по табл.1). Отсюда сила нажатия Fr>Ft/f или

где Kc коэффициент запаса сцепления; вводится для предупреждения пробуксовки от перегрузок в период пуска передачи (для силовых передач Kc = 1,25 ÷ 1,5; для передач приборов Kc = 3 ÷ 5).

По схеме, показанной на рис.5,

Подставив формулу (13) в формулу (12), определим силу нажатия

Большие силы прижатия катков создают значительные радиальные нагрузки на опоры валов и вызывают появление больших контактных напряжений на рабочих поверхностях катков, что делает силовые фрикционные передачи громоздкими, а их нагрузочную способность сравнительно невысокой.

Пример 1. Определить необходимую силу прижатия катков закрытой фрикционной цилиндрической передачи. Вращающие момент на ведущем катке Т1 = 135 Нм. Материал обоих каткой — сталь. Диаметр ведущего катка D1=270 мм.

Решение. 1. Окружная сила.

Ft=2103T1/D1= 2103135/270 =1000 Н.

Прижимная сила. Для закрытой передачи (при работе в масляной ванне) f=0,05. По формуле (12) прижимная сила при коэффициенте запаса сцепления К=1,4

Fr=KFt/f= 1,41000/0,05=28000 Н.

В данном примере прижимная сила Fr больше окружной силы Ft в 28 раз. Большое значение прижимной силы является существенным недостатком фрикционных передач.

Расчет на прочность цилиндрической фрикционной передачи

Проверочный расчет передач с металлическими катками.

Критерием работоспособности фрикционных передач является износостойкость рабочих поверхностей тел качения. В процессе работы на поверхности тел качения возникают циклические изменяющиеся контактные напряжения (см. рис. 6, а), которые вызывают усталостное изнашивание поверхностей катков. Подставив в формулу (4) формулу Герца (5) для определения наибольших контактных напря­жений и выполнив некоторые преобразования, получим формулу прове­рочного расчета

где а — межосевое расстояние, мм; Епрприведенный модуль упругости, МПа; f – коэффициент трения (см. табл. 1); Т1момент на ведущем валу, НммКс — коэффициент запаса сцепления; и 1 — передаточное число; b рабочая ширина обода катка, мм; [σ]Hдопускаемое контактное напряжение для менее прочного материала, МПа (табл. 2).

Таблица 1. Значения коэффициента трения скольжения для различных материалов

Материал контактирующей пары

f

Сталь по стали или по чугуну

(со смазочным материалом)

0,04-0,05

Чугун (всухую) по:

стали или чугуну

0,1-0,18

текстолиту

0,15-0,25

фибре

0,15-0,30

коже

0,20-0,50

прессованной бумаге

0,40-0,50

резине

0,35-0,70

ферродо

0,30-0,35

Таблица 2. Допускаемые контактные напряжения, модуль упругости для катков из различных материалов

Материал

[σ]H

Е

МПа

Закаленная сталь (при хорошем смазывании)

600-800

2,1105

Серый чугун марок от СЧ 10 до СЧЗО

420—720

1,1105

Текстолит

80-100

6103

Проектировочный расчет.

Подставив выражение (9) в формулу (15) и выполнив некоторые преобразования, получим формулу проекти­ровочного расчета для определения межосевого расстояния фрикционной передачи из условия контактной прочности:

где ψa — коэффициент ширины обода катка по межосевому расстоянию,

Проверочный расчет передач с неметаллическими катками (тексто­лит, фибра, резина и т. п.).

Для этих передач основным критерием рабо­тоспособности является износостойкость. Материал не подчиняется зако­ну Гука.

Нормальная нагрузка на единицу длины контактных линий

где T1 — момент на ведущем катке, НммКс— коэффициент запаса сцеп­ления (см. табл.1); u 1 — передаточное число; b — ширина обода мень­шего катка, мм; f — коэффициент трения (см. табл. 1); а – межосевое расстояние, мм; [q] — допускаемая нагрузка на единицу длины контактной линии для менее прочного материала, Н/мм.

Значения [q] для некоторых материалов контактирующих пар (один ма­териал сталь или чугун) следующие:

[q], Н/мм

Фибра………..34-39

Резина………..10—30

Кожа………14,5-24,5

Дерево……….2,4-4,9

Проектировочный расчет.

Подставив в формулу (17) b=aψa и решив уравнение относительно а, получим формулу проектировочного расчета для определения межосевого расстояния фрикционной передачи из условия износостойкости:

Последовательность проектировочного расчета.

1. В зависимости от условий работы выбирают материал катков и по табл.2 принимают [σ]Н, Е или [q] для менее прочного материала.

2. По табл.1 задаются коэффициентом трения f, после чего принима­ют коэффициент ψa = 0,2÷0,4; Кс.

3. По формуле (16) или (18) рассчитывают межосевое расстояние.

4. Определяют геометрические размеры катков: D1 — диаметр ведущего катка [формула (7)], D2 — ведомого (8); b — ширина обода катков (9).

По формуле (6) уточняют фактическое межосевое расстояние а.

5. По формуле (14) определяют силу нажатия.

6. Передачу проверяют по окружной скорости v < vmax= (7÷10) м/с.

7. Проверочный расчет передачи на прочность проводят по формулам: (15) или (17). При этом следует иметь в виду, что допускаемая недогруз­ка передачи не более 10%, перегрузка — не более 5%.

Коническая фрикционная передача. Устройство и основные геометрические соотношения

Фрикционную передачу с пересекающимися валами и катками, рабо­чие поверхности которых конические, называют фрикционной конической пе­редачей. На рис. 9 показана фрикционная коническая передача с нерегу­лируемым передаточным числом. Ее устройство аналогично цилиндриче­ской фрикционной передаче. Прижимной каток конической передачи обычно меньший, так как при этом необходима меньшая сила нажатия. Угол Σ между осями валов (рис. 9) может быть различным. Как правило, межосевой угол передачи

Σ=δ1+δ2=90°, (19)


где δ1 — угол при вершине конуса ведущего катка; δ2 — угол при вершине конуса ведомого катка. Для нормальной работы передачи необходимо, что­бы общая вершина конусов лежала в точке пересечения геометрических осей валов. Коническая фрикционная передача может быть нереверсивной (чаще) и реверсивной. Ее применяют для передачи небольшой мощности (до 25 кВт).

Передаточное отношение без учета скольжения

Геометрические параметры конической фрикционной передачи (см. рис. 9).

Рис.9. Геометрические параметры конической фрикционной передачи

1. Внешнее конусное расстояние

Среднее конусное расстояние Rm=Re-0,5bт — индекс среднего сечения.

2. Внешний диаметр ведущего катка

3. Диаметр ведомого катка

4. Длина линии контакта

где ψR = 0,25 ÷ 0,3 — коэффициент длины линии контакта.

5. Ширина обода катка

6. Средний диаметр ведущего катка

7. Средний диаметр ведомого катка

отсюда

Подставив в формулу (20) значение , получим

Силы в передаче.

В конической фрикционной передаче действующие силы определяют по размерам средних сечений катков (см. рис.9).

Условие работоспособности для конической фрикционной передачи аналогичное ранее рассмотренному.

Силу нажатия катков Fn определяют по формуле

где Ft=2T/Dm.

Силу Fn можно разложить на осевую Fa2 и радиальную Fr2 составляю­щие (см. рис. 9).

Осевая сила ведущего катка

Fa1=Fnsinδ1, (28)

ведомого катка

Fa2=Fnsinδ2, (29)

Радиальные силы катков

Fr1=Fa2 Fr2=Fa1. (30)

Критерий работоспособности и принципы расчета конических фрикционных передач аналогичны рассмотренным ранее для цилиндрических передач, но основным расчетным параметрам следует считать средний диаметр Dm большего катка, т.к. в основном именно этот размер определяет габариты передачи.

Сферы применения

Применение фрикционных передач для больших мощностей ограничено из-за высоких нагрузок на валы и присутствия скольжения между телами вращения. В этом случае катки изнашиваются быстрее, что приводит к их частичной или полной поломке. Фрикционные устройства не используются в механизмах, где не допускается большое количество ошибок в углах поворота фрикционных звеньев. В противном случае повышается количество недопустимых углов передач, приводя к появлению скольжений в зоне соприкосновения рабочих тел вращения.

В промышленности фрикционные передачи используются при изготовлении кузнечно-штамповочных машин и прессового оборудования, транспортировочных устройств, тяговых приборов с приводом и станков для обработки заготовок из металла. В машиностроительных отраслях чаще всего используются фрикционные радиаторы, объединенные с двигателями внутреннего сгорания или электронными моторами. Они позволяют бесступенчато регулировать скорость передачи силовых усилий между трансмиссией и приводом автомобиля или другого транспортного средства.

Передачи с неизменным передаточным числом применяются при производстве винтообразных прессов. В отраслях по изготовлению текстиля они используются в центрифугах для равномерного разгона и в силовых приводах для натягивания волокна и нитей. В деревообрабатывающем секторе фрикционные устройства регулируют мощность обрабатывающих устройств, учитывая породу дерева и структуру заготовки.

Типы фрикционных передач

Специалисты выделяют надлежащие классификация фрикционных устройств:

  1. По характеру изменения передаточного значения: нерегулируемые и регулируемые (фрикционные вариаторы). Передаточное число в нерегулируемых механизмах не изменяется. В регулируемых устройствах передаточное отношение постоянно меняется.
  2. По способу прижатия тел вращения: с переменной или неизменной мощью. В механизмах, где валы соприкасаются с переменной мощью применяются вспомогательные нажимные приспособления.
  3. По условиям функционирования механизмов: открытые и закрытые. Открытые передачи работают только при использовании смазочных материалов. Закрытые механизмы могут функционировать с сухой поверхностью.

В зависимости от местоположения валов эксперты выделяют 3 основных вида фрикционных передач:

  1. Цилиндрическая: механизм с параллельными осями валов. Ее плоскости выполнены в форме цилиндра. Используется для передачи маленькой мощности. Данный вид передач производится с гладкими, вогнутыми или выпуклыми поверхностями. При использовании цилиндрических кинематических пар со звеньями клиновой формы трение уменьшается на 50%.
  2. Коническая: механизм с пересекающимися осями валов. Оснащается дисками с конической поверхностью. Для ее функционирования не требуется прикладывать большую силу нажатия. Передачи этого типа могут быть как реверсивными, так и нереверсивными.
  1. Лобовая: механизм с лобовой поверхностью и перекрещивающимися осями валов. По причине интенсивного скольжения она содержит невысокий коэффициент полезного воздействия. Предоставляет возможность изменять направление движения и интенсивность вращения валов. Этот тип передачи применяется в маломощных устройствах.

Выделяют отдельную классификацию для вариаторов по числу потоков мощности:

  1. Однопоточные: одноконтактные лобовые или двухконтактные торовые вариаторы.
  2. Многопоточные: многорядные вариаторы с параллельным или последовательно-параллельным соединением контактных пар.
  3. Многопоточные замкнутые вариаторы.
  4. Многопоточные планетарные вариаторы.

Данная классификация условия работы фрикционных механизмов и может использоваться для разработки общих методов расчета отдельных групп передач.

Устройство фрикционов АКПП

Фрикционы АКПП что это? Данные устройства представляют собой металлические диски специальной конфигурации, которые оснащены мягкими пористыми накладками (графитовый слой). По способу изготовления и количеству накладок фрикционы разделяются на односторонние и двухсторонние диски. Односторонние диски устанавливаются на бюджетных автомобилях.Фрикционы АКПП, имеющие графитовые накладки с двух сторон, применяются автопроизводителями при сборке современных моделей.

Основные функции фрикционных дисков, оснащенных графитовыми накладками:

  • впитывание смазочной жидкости;
  • охлаждение металлических поверхностей рабочих узлов и деталей коробки;
  • повышение устойчивости против износа элементов сцепления;
  • продление общего срока службы механизма.

Механизм сцепления состоит из пакета дисков. В зависимости от конструкции АКПП, используются наборы, состоящие из фрикционов в различных количествах.

Скольжение в фрикционной передаче

При работе фрикционной передачи неизбежно упругое скольжение, которое вызывается разностью скоростей поверхностных слоев ведущего и ведомого катков. Элементы поверхности ведущего катка подходят к зоне контакта сжатыми, а уходят от нее растянутыми.
У ведомого катка, наоборот – к зоне контакта элементы поверхности подходят растянутыми, а уходят от нее сжатыми.

Следовательно, в зоне контакта удлинение рабочей поверхности обода ведущего катка, соприкасающейся с укорачивающейся поверхностью обода ведомого катка приводит к упругому скольжению, которое всегда имеет место при работе фрикционной передачи.
В результате окружная скорость v2 точек обода ведомого катка несколько меньше окружной скорости точек обода v1 ведущего катка.

Для передач, работающих в масле скольжение связано, также, с наличием масляной пленки.

Скольжение в фрикционной передаче зависит от нагрузки. При перегрузке может наступить буксование, при этом ведущий каток скользит по ведомому, ведомый каток останавливается. Буксование приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей.

Материалы катков фрикционных передач

К материалам катков предъявляются следующие основные требования:

  • износостойкость и контактная прочность;
  • высокий коэффициент трения;
  • высокий модуль упругости, препятствующий появлению значительной деформации площадки контакта и увеличению потерь на трение.

Для фрикционных катков чаще всего применяют следующие сочетания материалов:

1. Закаленная сталь по закаленной стали. Для быстроходных закрытых силовых передач применяют стали марок 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ШХ15 и другие. Такие передачи имеют высокую износостойкость и КПД, малые габариты, но они требуют точного изготовления.

2. Фрикционные пластмассы (марок 16Л, 24А, КФ-3), текстолит, ретинакс по стали. Эти материалы применяют в малонагруженных открытых передачах. Катки из таких материалов имеют пониженную износостойкость, не требуют высокой точности изготовления.

3. Металлокерамика марки ФАБ-II по закаленной стали применяется в открытых силовых передачах.

4. Сочетание материалов чугун-чугун и чугун-сталь используется в передачах, работающих без смазки (всухую) или с недостаточной смазкой.

5. Применяются также катки, покрытые кожей или резиной. Эти материалы обеспечивают высокий коэффициент трения, но обладают малой контактной прочностью. Кроме того, коэффициент трения в таких материалах сильно зависит от влажности воздуха.

6. В малонагруженных и малоответственных фрикционных передачах иногда применяют катки с деревянным покрытием или изготовленные из дерева. Такой материал дешев и имеет достаточно высокий коэффициент трения.

Ниже представлена таблица значений коэффициента трения f для некоторых сочетаний материалов, используемых в фрикционных передачах.

Сталь по стали (в масле) ……………………………
……..0,04…0,05
Сталь по стали (всухую) …………………………….
……..0,13…0,18
Фрикционная пластмасса по стали……………
……..0,35…0,45
Текстолит, ретинакс по стали (всухую)…….
……..0,30…0,35
Металлокерамика по стали (всухую)………….
……..0,30…0,35
Сталь по бронзе (периодическое смазывание)
……..0,08…0,10

При конструировании фрикционных передач рекомендуется ведущий каток выполнять из менее твердого материала, чем ведомый, чтобы при случайном буксовании на последнем не образовывались лыски.

Применение фрикционных передач

Фрикционные передачи с постоянным передаточным числом используют преимущественно при небольших нагрузках – в приборах (спидометры, магнитофоны и т. п.), где требуется плавность и бесшумность работы.

На практике широко применяют реверсивные фрикционные передачи винтовых прессов. Принцип работы такой передачи представлен на рис. 2. При перемещении ведущего катка из положения А в положение Б ведомый каток начинает вращаться в обратную сторону (реверс).
Передачи колесо-рельс (для железнодорожного транспорта) и колесо-дорожное полотно (для самоходного транспорта) тоже относятся к фрикционным.

Фрикционные передачи с бесступенчатым регулированием передаточного числа – вариаторы – применяют, например, в металлорежущих, текстильных и других станках, в транспортных машинах, автомобилях и т. п.

Большинство фрикционных передач, применяемых в машиностроении, позволяют передавать мощность до 30 кВт при окружной скорости катков до 25 м/сек.

Эксплуатация АКПП с тормозной лентой

Тормозная лента изготавливается из множества эластичных полос. Материалом служит гибкий сплав металлов, который обладает достаточной прочностью на разрыв и механическое стирание. Для улучшения фиксации внутренняя часть покрывается фрикционным покрытием.

Внешний вид ленты, изготовленной из эластичных полос

В процессе эксплуатации происходит изнашивание полос металла и фрикционного покрытия, поэтому, через определенные промежутки времени может потребоваться замена ленты. Приобретать новую лучше в комплекте с натяжными болтами. Они могут устанавливаться как снаружи, так и внутри АКПП, в зависимости от конструктивных решений автопроизводителя.

При внутреннем размещении головка винта не подвергается загрязнению и разрушению от коррозии. Внешнее расположение хорошо тем, что регулировку натяжения можно проводить без снятия кожуха с коробки. Это позволяет экономить время, а в случае посещения автосервиса, и денежные средства.

Внешний вид регулировочного болта и шпильки с контр-гайкой

Принцип работы фрикционных дисков

При выключенной коробке в нейтральном режиме N диски сцепления не зажаты, находятся в свободном вращении. Прокладки дисков пропитаны смазочным материалом, давление на них пока не воздействует.

Порядок работы механизма сцепления:

  1. В момент перевода селектора АКПП в положение D, масляный насос создает давление в системе.
  2. Масло подается к заданному каналу гидроблока.
  3. Фрикционные диски плотно сжимаются между собой под воздействием давления трансмиссионной жидкости.
  4. Барабан входит в зацепление с солнечной шестерней.
  5. В работу включается соответствующая пара зубчатого зацепления.
  6. Заданный момент вращения передается на выходной вал АКПП и дальше на ходовую систему.

Скорость движение автомобиля зависит от установленного передаточного отношения. 

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.

Роль фрикционного тормоза

При подготовке фидерной или спиннинговой снасти особое внимание обращают на соответствие параметров: характеристик удилища, лески и катушки. Если поставить на слабое удилище излишне крепкую леску, оно может попросту сломаться.

Смотрим на разрывную нагрузку лески. Допустим, она равна 5 килограммов. Однако при поимке трофея весом в 5 кг он нагружает леску значительно сильнее, причем рывками, да еще и в заросли заплыть может. Это значит, что удилище испытывает сильнейшие нагрузки, что может привести к его поломке. Если же поставить на снасть леску с меньшей разрывной нагрузкой, мощная рыба ее попросту разорвет и бесследно исчезнет, глумливо взмахнув хвостом.

Теперь разбираемся, для чего же нужен фрикцион. Грубо говоря, этот механизм призван гасить рывки рыбы. При правильной регулировке он не наглухо тормозит сход лески, а дает ей некоторый допуск. Леска пружинисто сходит под воздействием рывков, что при правильной настройке фрикциона дает возможность подсекать и вываживать солидные экземпляры с использованием максимально деликатной оснастки.

Срабатывание правильно настроенного фрикциона сигнализирует о приближении уровня нагрузки к максимально допустимому значению (если механизм настроен «под максимум»). При снижении нагрузки стравливание лески прекращается, катушка работает в обычном режиме подмотки и стопора заднего хода.

Фрикционы для мультипликаторных катушек

Грамотная настройка фрикциона на мультипликаторе крайне важна, ведь эти катушки изначально заточены под трофейную ловлю, а значит – очень значительные нагрузки. Нужно учитывать, что они работают в единстве с иными тормозными системами, коих на хорошем мультипликаторе может насчитываться от четырех до шести.

Фрикционные тормоза для мультипликаторов куда более многообразны, но на поверку они оказываются реализацией одних и тех же принципов, просто под разными именами. Спасибо производителям за разнообразие!

В большинстве случаев, в основу конструкции положен набор тефлоновых (либо карбоновых) и стальных шайб с мягкими прокладками. При затягивании тормоза шайбы плотно зажимаются, давя на главную шестерню и стопоря леску – тут особого отличия с фрикционами «мясорубок» не наблюдается.

Однако в роли регулятора на мультипликаторах, как правило, выступает либо крыльчатая «звездочка», либо специальный рычаг (либо то и другое вместе). Фрикционы с рычагом дают более быструю настройку, которую можно регулировать в процессе вываживания очень крупных трофеев. Они используются преимущественно в троллинге.

Немного о байтраннере

Байтраннер – это механизм, устанавливающийся на силовых катушках-мясорубках с комбинированным фрикционом. Это очень полезная штука для всех видов рыбалки, где предполагается добыча крупного трофея, но ловля ведется пассивно.

Байтраннер актуален для пассивного фидера, русской донки, троллинга, дорожки и так далее – там, где удилища устанавливаются в стойки, а не находятся в руках рыболова. Особенно жалуют катушки с байтраннером карпятники: их ловля требует многочасового ожидания, зато уж трофеи так трофеи.

Механизм включения байтраннера имеет рычажок, расположенный на корпусе катушки. Он работает следующим образом:

  • Включением байтраннера мы активируем задний фрикцион, затянутый свободно, устанавливаем удилище на подставке и спокойно занимаемся своими делами.
  • В это время клюет крупный экземпляр, и слабо затянутый фрикцион отпускает леску. Если б не было байтраннера, трофей бы просто утащил удилище в водоем.
  • Вы слышите сигнализатор, подбегаете, делаете один оборот рукояти, тем самым передавая управление переднему фрикциону, настроенному на вываживание.

Байтраннер серьезно увеличивает не только стоимость, но и вес катушки, поэтому для ловли в заброс он без надобности.

Регулировка фрикциона на безынерционке

Прежде чем активно пользоваться фрикционом на рыбалке, необходимо правильно его настроить. Существует неисчислимое множество подходов к настройке этого механизма. Одни рыболовы затягивают его максимально крепко, дабы обеспечить эффективную подсечку, что оправдано, например при ловле судака с его твердым небом. Другие отпускают фрикцион свободно, чтобы гарантировать сверхдальний заброс и гарантированно застраховать снасть от поломок в случае зацепа. Все это – дело вкуса и опыта, нарабатывающегося годами.

Мы же остановимся на классическом варианте, предполагающем регулировку этого механизма в зависимости от разрывной нагрузки лески (под максимум). Для оптимально точной настройки потребуется груз массой порядка 70-80% от разрывной нагрузки лески. Устанавливать фрикцион на максимально допустимое значение крайне не рекомендуется!

Итак:

  • Снаряжаем спиннинг. Снасть должна быть приведена в полную боевую готовность и оснащена приманкой с крючком.
  • Затягиваем фрикцион и отпускаем на один щелчок. Этим мы уже дали минимальную, но недостаточную свободу механизму.
  • Цепляем крючок к лежащему на земле грузу. Лучше, если груз будет располагаться на расстоянии нескольких метров, но некоторые рыболовы просто выполняют подъем груза по вертикали.
  • Выполняем импровизированную подсечку и вываживание «трофея», постепенно ослабляя фрикцион. Груз должен оставаться на месте, сдвигать его на себя не нужно.
  • Как только фрикцион сработал на сброс лески (вы услышали трещотку), можно поставить себе мысленную «пятерку» и отправляться на рыбалку.

В таких условиях фрикцион настраивают редко: обычно сия процедура производится уже на рыбалке. Крючок просто цепляют за дерево, отходят на несколько метров и тянут удилище в сторону, под углом 45-90o с леской, либо осуществляют подмотку. Как только изгиб удилища достигнет близких к критическим значений, фрикцион потихоньку отпускают до трещотки.
Фрикционы на мультах, предназначенных для ловли в заброс, настраивают аналогичным образом. В качестве регулятора выступает крыльчатая звездочка. Многие рыболовы поступают проще: затягивают фрикцион до максимума, а затем отпускают его на пару щелчков. В случае необходимости можно всегда отпустить фрикцион в процессе вываживания, повернув звездочку на себя.

Сложные и мощные мультипликаторы для троллинга настраиваются несколько иначе, причем всегда на полностью свободной шпуле (отпущенном рычаге). Регулятор подкручивают, устанавливая оптимальные нагрузки как в рабочем (промежуточном) положении рычага, так и на максимально затянутом фрикционе.

Причины быстрого износа фрикционных дисков

Производители современных автомобилей заливают в картер коробки АКПП трансмиссионное масло высокого качества. С появлением «необслуживаемых» авто многие владельцы вообще не заботятся о замене смазочного материала.

Это справедливо для автомобилей, эксплуатируемых в щадящих условиях европейских дорог и умеренного климата:

  1. Машины не подвергаются экстремальным нагрузкам, температура и давление в АКПП находятся в оптимальных пределах.
  2. Трансмиссионное масло при этом сохраняет технические характеристики и полезные качества в течение длительного периода.
  3. Фрикционные диски не разрушаются и не нуждаются в замене.
  4. При работе АКПП в наших условиях, рабочие элементы коробки испытывают повышенные нагрузки. Замечено, что после пройденного пути в 60 000 км, масло утрачивает необходимые свойства почти на 50%. Основная причина поломок фрикционных дисков сцепления состоит в низком качестве смазочного вещества в коробке автомат.

Причины выхода из строя фрикционных дисков:

  • длительная пробуксовка автомобиля;
  • динамичная езда, резкое ускорение машины;
  • подгорание масла;
  • металлические включения в виде стружки, пыли и прочих элементов износа;
  • засорение масляного фильтра;
  • каналов гидроблока;
  • масляного насоса;
  • снижение давления, воздействующего на диски;
  • скольжение, пробуксовка, прогорание, износ накладок фрикционов.

Большое влияние на длительность ресурса дисков сцепления оказывает уровень смазочной жидкости в АКПП. При недостаточном количестве масла АТФ возникают аналогичные ситуации, описанные выше.

Грязное масло является причиной выхода из строя радиатора системы охлаждения. Смазка задерживается в рабочем отсеке АКПП, не охлаждается, ее консистенция повышается, что губительно для фрикционных дисков и коробки автомат в целом.

Часто причиной поломки фрикционов является проникновение охлаждающей жидкости (антифриза, тосола, воды) в смазочную систему АКПП, которая быстро разрушает мягкий пористый материал накладок.

Совет: Разрушения фрикционных дисков связаны с низким качеством трансмиссионной жидкостиATF. Своевременная замена масла в коробке автомат – единственный способ сохранить стабильность работы и увеличить эксплуатационный срок фрикционных накладок. Регламентом предусмотрена полная замена масла в автоматической коробке передач после пробега, равного 60 000 км.

Виды разрушений механизмов

  • усталостные – проявляются с течением времени, под действием постоянных и чрезмерных нагрузок;
  • абразивные – возникают в результате случайного попадания твердых частиц в СОЖ, способны обернуться серьезными повреждениями катков;
  • коррозийные – наблюдаются либо при негативном влиянии агрессивной химической среды, либо при окислении в силу очень высоких или низких температур, либо при пластических деформациях колес;
  • износ звеньев – характерен для механизмов, работающих всухую, при буксовании поверхностей
  • задир плоскостей – актуален для быстроходных систем, появляется при разрыве масляной пленки, при интенсивной эксплуатации.

Факторы отказов

Фрикционная передача, схема которой предполагает простоту и надежность, все-таки выходит из строя. Виной поломки может быть:

  • Выкрашивание – характерно для закрытых моделей, функционирующих без СОЖ. Сила прижима концентрирует напряжение в зоне контакта звеньев, на которых появляются трещинки, со временем перерастающие в сколы и раковины.
  • Диспергирование – наблюдается в условиях умеренных температур, при работе на граничной смазке.
  • Пластическая деформация (смятие) – возникает в результате слишком малой прочности соприкасающихся поверхностей, представляет собой полосы на ранее гладких и блестящих дисках.
  • Заедание – проявляется на быстром ходу, при разрыве масляной пленки из-за чрезмерных нагрузок. Зона контакта нагревается, частицы двух валов сцепляются на молекулярном уровне, свариваются между собой, нарушают исходную конструкцию, что существенно ухудшает динамику движения и способствует появлению борозд на ровных плоскостях.
  • Изнашивание из-за упругого скольжения, действующего в месте соприкосновения колес; это оборачивается слишком большим трением, падением КПД и серьезными поломками.

Чтобы предотвратить отказы, следует правильно рассчитать контактную прочность и использовать тот механизм, у которого она на достаточном уровне, а также применять подходящие противозадирные масла.

Предлагаем закрепить впечатление и посмотреть фото фрикционных передач и ролики, показывающие их устройство и работу. Лучшие из них устанавливаются в станки ижевского производителя «Сармат» – в мощное, удобное в пользовании и надежное оборудование, помогающее решать самые ответственные задачи.

Основные признаки неисправности фрикционов

В процессе эксплуатации автомобиля часто возникают тревожные симптомы, по которым определяются дефекты отдельных узлов и деталей. При поломке и износе фрикционных дисков появляются следующие признаки:

  1. Трансмиссионное масло приобретает темный оттенок и характерный запах гари.
  2. Снижение уровня смазочного материала в картере АКПП (ниже минимальной отметки на замерном щупе или контрольной пробке).
  3. Машина продолжает движение при переводе селектора АКПП в нейтральный режим N.
  4. Затруднения при переключении передач.
  5. Отказ режима заднего хода.
  6. При переходе на другую скорость машина дергается и пинается.
  7. Возникновение характерного металлического шума на холостых оборотах.
  8. Автомобиль движется только при непрогретом масле в АКПП, пока оно густое и вязкое (на холодную). Горячее масло обладает меньшей вязкостью, толкатель не может полноценно сжать изношенные диски.

При возникновении одного или нескольких симптомов рекомендуется проверить работу механизма сцепления. В современных автомобилях проверка фрикционов осуществляется при подключении к бортовому компьютеру через специальные диагностические разъемы.

Рекомендации по конструированию фрикционных передач

1. Ведущий каток изготавливают из менее твердого материала, чем ведомый, чтобы при буксовании на рабочей поверхности ведомого катка не образовались задиры.

2. Ширину обода b1 малого катка выполняют на 5 10 мм больше расчетной величины b2 с целью компенсации возможного осевого смещения катков из-за неточности сборки. Предельный размер b2 Dmin, так как трудно обеспечить равномерное прилегание катков на большой ширине обода.

3. Прижимное устройство катков может создавать постоянную силу с помощью пружины, силы тяжести конструкции и др.

4. Для уменьшения буксования при пуске в цилиндрических фрикционных передачах нажимным выполняют ведомый каток.

В многоступенчатых приводах фрикционную передачу целесообразно применять на быстроходных ступенях.

Характер и причины отказов фрикционных передач

Главным параметром фрикционных устройств, определяющим их износоустойчивость, считается контактная прочность, оцениваемая по напряжениям смятия плоскости в месте соприкосновения катков. Выделяет следующие виды разрушения механизмов для преобразования движений:

  1. Усталостное разрушение. Оно появляется в механизмах, обработанных смазочными материалами.
  2. Износ звеньев кинематической пары. Свойственен для передач высушенной поверхностью. Возникает при буксовании рабочих поверхностей, что обусловлено несоблюдением главного условия работоспособности.
  3. Абразивный износ: происходит при загрязнении смазочных материалов твердыми частицами.
  4. Коррозийный износ: возникает при химическом воздействии или окислении материалов рабочих поверхностей катков. Окисление происходит в условиях высоких температур, при недостаточной смазке. Интенсивное окисление может произойти при низких температурах и пластических деформациях рабочих тел вращения.
  5. Задир плоскости, обусловленный разрывом смазочной пленки. Появляется в быстроходных системах при высоких нагрузках.

Выделяют следующие факторы отказов фрикционных передач:

  1. Выкрашивание: свойственно для закрытых видов передачи, работающих с высушенной поверхностью. Прижимная сила повышает напряжение на контактных поверхностях фрикционных звеньев. В итоге сего влияния образуются трещинки маленьких объемов. Они заполняются смазочными материалами, что приводит к частичному или полному выкрашиванию части и появлению раковин на поверхностях катков.
  2. Заедание: свойственно для передач с быстрым ходом. Из-за сильных нагрузок происходит разрыв смазочной пленки. В месте соприкосновения мгновенно повышается температурный режим, что приводит к молекулярному сцеплению частиц металла в месте соприкосновения поверхностей катков. После длительного воздействия высоких температур происходит сварка железных механизмов и нарушение конструкции валов. Приварившиеся части задирают плоскости катков в направленности скольжения. На рабочей поверхности образуются крупные борозды.
  3. Диспергирование: возникает на отдельных участках поверхности трения, характерно для катков, работающих на граничной смазке при умеренных температурах. Разрушение поверхностного слоя происходит без разрыва масляной пленки.
  4. Смятие (пластические деформирование): проявляется в виде блестящих полос на конических дисках. Обусловлено большими силами прижатия и недостаточной прочности рабочих поверхностей передачи.
  5. Изнашивание: обусловлено воздействием упругого скольжения, возникшего в зоне соприкосновения рабочих тел. Из-за повышенного трения детали постепенно изнашиваются, понижается показатель КПД и появляется непостоянство передаточного числа.

Для предотвращения отказа фрикционных устройств нужно рассчитать контактную прочность прибора. Катки обязаны быть изготовленными из жестких материалов, выдерживающих высочайшее контактное усилие. Предотвратить заедание плоскостей возможно с поддержкой противозадирных масел. Они увеличивают коэффициент трения в 1,5 раза.

Замена фрикционов АКПП

Фрикционные накладки начинают разрушаться при температуре трансмиссионного масла ATFвыше 140°С. При длительном превышении допустимого температурного диапазона мягкие фрикционы горят и осыпаются. Если толщина фрикционных дисков меньше установленных параметров, необходима срочная замена на новый пакет. Длительное использование истонченных прогоревших прокладок приводит к преждевременному выходу из строя рабочих узлов и деталей АКПП.

Замена фрикционов бывает полная либо частичная. Каждая передача имеет свой пакет фрикционов. При износе дисков можно поменять изношенные элементы или полностью сменить весь комплект. Работы по замене фрикционов проводятся после демонтажа трансмиссии. Данная операция очень трудоемкая. Для ее выполнения необходимы профессиональные навыки, специальные приспособления, подъемное оборудование. В условиях гаража не рекомендуется проводить замену фрикционов АКПП своими руками. На базе специализированных сервисных компаний квалифицированные специалисты выполняют следующие работы:
  • определяют степень износа дисков;
  • производят замену фрикционных пакетов;
  • восстанавливают функции механизма сцепления.

Замена фрикционов осуществляется в подготовленном помещении, очищенном от грязи, пыли. В ремкомплект, кроме фрикционных дисков, входят:

  • новые фильтрующие элементы;
  • сальники;
  • уплотнители;
  • прокладки.

Известно, что пакеты фрикционов стоят сравнительно недорого, однако, повышенная трудоемкость данного мероприятия приводит к увеличению стоимости ремонтных работ.

Совет: При выборе новых комплектов фрикционных дисков необходимо отдавать предпочтение оригинальным запчастям или изделиям от проверенных производителей. Лучше всего использовать продукцию фирм, рекомендованных самим автопроизводителем.

Источники


  • http://k-a-t.ru/detali_mashin/18-dm_frikcion/index.shtml
  • https://Drofa-media.ru/catalog/igrushki/mashinki/friktsionnaya-mashinka-pikap-bigfoot/
  • https://pro-avtosalon.info/info/frikcionnaja-mashinka-chto-jeto/
  • http://www.detalmach.ru/lect9.htm
  • https://stankiexpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/zapchasti/frikcionnaya-peredacha.html
  • https://motoran.ru/remont-akpp/friktsionnye-diski-akpp
  • https://7gear.ru/tuning/remont-akpp-svoimi-rukami.html
  • https://rybalkavreke.ru/chto-takoe-frikcion-na-katushke/
  • https://stanokcnc.ru/articles/friktsionnaya-peredacha-chto-eto-takoe-ee-dostoinstva-i-nedostatki-skhema-i-klassifikatsiya/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт автомобиля, решение проблем с авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: