船用齿轮箱离合器接合过程动态分析_高荣

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1、第30卷第5期四川兵工学报2009年5月X船用齿轮箱离合器接合过程动态分析高荣(海军驻重庆舰船动力军事代表室,重庆400000)摘要:根据GW系列齿轮箱试验情况和GWC5259型齿轮箱试验报告,分析了离合器工作油压的变化规律,计算了离合器接合过程的摩擦力矩,讨论了在空车接排和换向时离合器的滑摩时间,可为船舶操纵系统和轴系设计提供参考,并为离合器热负荷计算提供依据.关键词:离合器;接合过程;船用齿轮箱中图分类号:U664文献标识码:A文章编号:1006-0707(2009)05-0089-02作为船舶主

2、动力后传动装置的GW系列齿轮箱,具有因此,对于图1a)的油压变化曲线,有传递扭矩、减速、离合换向等功能.为了使船舶操纵灵活、p=p0(0[t[t0)换向平稳,离合器接合时间一般在1.5~3.5s.在接合时间p=a(t-t0)2+p0(t0[t[T)(1)内,工作油压和摩擦力矩都是变化的,离合器的滑摩时间p=pe(t>T)[1]与离合器的结构参数、接排转速和轴系转动惯量有关.对于图1b)的油压变化曲线,有根据GW系列齿轮箱试验情况和GWC5259型齿轮箱试验报告,进一步对离合器接合过程的工作油压、摩擦力

3、矩的2p=at+p0(t[T)变化规律和滑摩进行定量分析,可为船舶操纵系统和轴系(2)p=pe(t>T)设计提供参考,并为离合器热负荷计算提供依据.式中,p为接排时的工作油压,p[pe;p0为接排前的工作油压,p0=(0.2~0.6)MPa;pe为额定工作油压,pe=1离合器工作油压变化规律2.0MPa;T为离合器接合时间,T=(1.5~3.5)s;t,t0为时间;a为系数,对于不同的齿轮箱,a的取值是不同的,它取GW系列船用齿轮箱离合器接合过程的工作油压随时决于p0、T、t0.在试验测得的油压曲线中

4、,p0、T、t0很容易间变化,其变化情况取决于二级压力调节伐增压活塞的位知道.置,而活塞位置又与进入增压油腔的油量有关.其变化规pe-p0律曲线通常有两种,可通过压力传感器和光线示波器测对于图1a)的曲线,有a=2;对于图1b)的曲(T-t0)出,如图1所示.pe-p0线,有a=2.T由于p0、T、t0都有一定的范围,所以a也有一定的范围.a越大,曲线越陡,油压升高得越快;a越小,曲线越平缓,油压升高得越慢.2离合器接合过程的摩擦力矩液压摩擦离合器的摩擦力矩可按下式计算Mf=ZLrm(Fp-p1)(3

5、)式中,Mf为离合器的动摩擦力矩,Z为摩擦面数,L为摩擦图1离合器接合过程工作油压随时间的变化规律副之间的动摩擦系数,rm为摩擦片平均半径,F为离合器变化规律也可以用数学式表示.在齿轮箱液压系统活塞的面积,p1为离合器压缩弹簧弹力.中,压力和流量的平方成正比,而流量又与时间成正比.因对于某一具体型号的齿轮箱,Z,L,rm,F,p1均已知,此,压力和时间的平方成正比,即因此公式(3)可以简写为2$PWtMf=a1p+b1(4)X收稿日期:2009-03-01作者简介:高荣(1973)),男,四川射洪人,

6、硕士研究生,主要从事舰船动力研究.90四川兵工学报其中,a1=ZLrmF,b1=-ZLrmp1.3)当t>T时把公式(1)、(2)代入公式(4),经整理,可得图1a)曲线ta1pe+b1X3=Qdt+c3(t>T)的摩擦力矩为TJHMf=a1p0+b1(0[t[t0)a1pe+b1X3=(t-T)+c3(t>T)2JHMf=A(t-t0)+B(t0T)113a1p0+b1图1b)曲线的摩擦力矩为X3=[A(T-t0)+B(T-t0)]+t0JH3J

7、H2Mf=At+B(t[T)(6)113a1p0+b1Mf=a1pe+b1(t>T)c3=JH[3A(T-t0)+B(T-t0)]+JHt0式中,A=a1a,B=a1p0+b1.所以由式(5)、式(6)可知,摩擦力矩与时间的平方成正比.a1pe+b1113X3=(t-T)+[A(T-t0)+JHJH33接排时离合器的滑摩时间a1p0+b1B(T-t0)]+t0(t>T)(10)JH对于空车接排和换向,离合器的滑摩时间是不同的.对于图1b)类型的接排曲线,将式(6)代入(7)得设离合器后端轴系和螺旋桨转

8、化到离合器的转动惯量为t2At+BX4=Qdt(0[tT)MfTJHX=QJdt(7)Ha1pe+b1X5=