径向环形槽摩擦片选取方法及系统

1.本发明属于液粘调速离合器技术领域，涉及一种径向环形槽摩擦片选取方法及系统。

背景技术：

2.液粘调速离合器是利用摩擦副间的油膜剪切力传递扭矩，并通过改变油膜厚度实现调速，具有调速灵敏度高，无级调速，启动冲击小，过载保护，同步传动，可靠性高等特点。液粘调速离合器被广泛应用在风机，水泵等机械设备。
3.液粘调速离合器的摩擦片上有着不同的沟槽形式，每种沟槽在摩擦片上的布置以及除去沟槽的面积比，深刻影响着摩擦片的摩滑特性以及调速性能。目前，关于液粘离合器摩擦片摩滑扭矩的计算只是考虑了去除沟槽后的面积与摩擦片总面积的比值，仅表现了槽宽大小对摩滑扭矩的影响，没能真正体现出对于液粘离合器不同沟槽形式(例如：方格槽型，径向槽型，圆弧径向槽型，螺旋槽型)的面积比的不同而对输出摩滑特性以及摩滑扭矩的影响，也就不能真正区别不同沟槽形式摩擦片的特点，无法准确检测摩擦片的调速性能，导致不能准确选取适宜的摩擦片。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种径向环形槽摩擦片选取方法及系统，更准确计算不同沟槽形式摩擦片的摩滑扭矩，利于选取调速性能优良的摩擦片。
5.为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种径向环形槽摩擦片选取方法，包括如下步骤：
6.采集多个摩擦片的结构参数；
7.在每个摩擦片的端面径向上，划分若干等间隔的圆环；
8.利用摩擦片的结构参数，计算对应摩擦片上每个圆环的面积比；
9.根据圆环的面积比，计算每个圆环的扭矩；
10.根据每个圆环的摩滑扭矩，计算整个摩擦片的转矩；
11.通过对不同沟槽形式摩滑特性以及摩滑扭矩的比较，判断摩擦片的调速性能，选取调速性能最好的摩擦片。
12.本基础方案的工作原理和有益效果在于：本发明在径向方向上等间隔圆环划分若干份，求解每份圆环上的面积比的方法，然后通过离散的面积比较为精确的求出整个径向环形槽的摩滑扭矩。通过分析不同沟槽形式的面积比对摩擦片的摩滑特性以及摩滑扭矩的影响，从而选出调速性能更加优良的沟槽形式摩擦片。准确选取所需的摩擦片，操作简单。
13.进一步，所述摩擦片的结构参数包括摩擦片的内径r1，摩擦片的外径r2，摩擦片油槽区对应的圆心角θ1，摩擦片凸台对应的圆心角θ2，摩擦片油槽区环形槽沿半径方向的厚度a，摩擦片凸台沿半径方向的厚度b。
14.获取所需的摩擦片参数，便于后续使用。
15.进一步，计算摩擦片上每个圆环的面积比的方法如下：
16.摩擦片划分为n个等间隔的圆环，故离散微元宽度为：
[0017][0018]
其中，r1为摩擦片的内径，r2为摩擦片的外径；
[0019]
在半径ri处取一微小圆环面积da
tu
＝riθ2dr，da
sun
＝ri(θ1+θ2)dr，θ1为摩擦片油槽区对应的圆心角，θ2为摩擦片凸台对应的圆心角；da
tu
指积分时，选取的微元圆环的凸台的面积，da
sun
指选取的微元圆环总面积；
[0020]
对于摩擦片的第i个圆环，有以下情况：
[0021]
当ri和ri+dr都满足∈[r1+mb,r1+m(b+a)]，m＝1,2,3...时，面积比为：
[0022]
s＝0
[0023]
其中，a为摩擦片油槽区环形槽沿半径方向的厚度，b为摩擦片凸台沿半径方向的厚度，m为正整数；
[0024]
当ri，ri+dr∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]，m＝0,1,2...时，面积比为：
[0025][0026]
临界处一：ri∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]
[0027]
但ri+dr∈[r1+m(b+a)+b,r1+(m+1)(b+a)]，m＝0,1,2...，面积比为：
[0028][0029]
其中，ri＝r1+i
·
δr，i＝1,2,3...,n；
[0030]
临界处二：ri∈[r1+mb,r1+m(b+a)]，m＝1,2,3...，
[0031]
但ri+dr∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]，面积比为：
[0032][0033]
若求摩擦片的第i个圆环的面积比，则
[0034]
面积比为：
[0035][0036]
通过将液粘离合器摩擦片划分n份个圆环，求解出每个圆环的面积比，后续使用面积比，可获取更准确的摩滑扭矩。
[0037]
进一步，根据圆环的面积比，计算圆环的扭矩的方法如下：
[0038]
未开槽的摩擦片的混合阶段的摩滑扭矩为：
[0039]
t＝t(λ,μ,p,f,t)
[0040]
其中，p为油膜压力，f为摩擦系数，λ为油膜厚度，t为温度，μ为润滑油粘度；
[0041]
径向环形槽的第i个圆环的扭矩ti为：
[0042]
ti＝sit(λ,μ,p,f,t)
[0043]
其中，si为第i个圆环的面积比。
[0044]
利用每个圆环的面积比求出摩滑扭矩，操作简单，利于使用。
[0045]
进一步，计算整个摩擦片的转矩的方法如下：
[0046]
将摩擦片上所有圆环的扭矩相加，得到整个摩擦片的摩滑扭矩t：
[0047][0048]
其中，n为圆环的个数，ti为第i个圆环的转矩。
[0049]
将摩擦片上所有圆环的扭矩进行叠加，更加准确地求出整个摩擦片的摩滑扭矩。
[0050]
本发明还提供一种径向环形槽摩擦片选取系统，包括参数采集模块、人机交互模块和处理模块，所述参数采集模块，用于采集摩擦片的结构参数，所述人机交互模块用于接收参数采集模块采集的多个摩擦片的结构参数，人机交互模块的输出端与处理模块连接，所述处理模块执行本发明所述方法，进行摩擦片选取。
[0051]
该系统利用各模块，实现对多个摩擦片的准确性能检测，利于选取摩擦片。
附图说明
[0052]
图1是本发明径向环形槽摩擦片选取方法的流程示意图；
[0053]
图2是本发明径向环形槽摩擦片选取方法的摩擦片的结构示意图。
具体实施方式
[0054]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0055]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0056]
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0057]
本发明公开了一种径向环形槽摩擦片选取方法，通过对摩擦片离散划分，在更小的面积区域体现出不同沟槽形式的特征，进而求出离散面积比对摩擦片的摩滑扭矩的影
响，有利于选出对于液粘离合器调速性能更加优良的沟槽形式摩擦片。如图1所示，径向环形槽摩擦片选取方法包括如下步骤：
[0058]
采集多个摩擦片的结构参数；如图2所示，摩擦片的结构参数包括摩擦片的内径r1，摩擦片的外径r2，摩擦片油槽区对应的圆心角θ1，摩擦片凸台对应的圆心角θ2，摩擦片油槽区环形槽沿半径方向的厚度a，摩擦片凸台沿半径方向的厚度b。
[0059]
在每个摩擦片的端面径向上(即摩擦片内径和外径之间区域)，划分若干等间隔的圆环；
[0060]
利用摩擦片的结构参数，计算对应摩擦片上每个圆环的面积比；
[0061]
根据圆环的面积比，计算每个圆环的扭矩；
[0062]
根据每个圆环的摩滑扭矩，计算整个摩擦片的转矩；
[0063]
通过对不同沟槽形式摩滑特性以及摩滑扭矩的比较，判断摩擦片的调速性能，选取调速性能最好的摩擦片。
[0064]
本发明的一种优选方案中，计算摩擦片上每个圆环的面积比的方法如下：
[0065]
摩擦片划分为n个等间隔的圆环，故离散微元宽度为：
[0066][0067]
其中，r1为摩擦片的内径，r2为摩擦片的外径；
[0068]
在半径ri处取一微小圆环面积da
tu
＝riθ2dr，da
sun
＝ri(θ1+θ2)dr，θ1为摩擦片油槽区对应的圆心角，θ2为摩擦片凸台对应的圆心角；da
tu
指积分时，选取的微元圆环的凸台的面积，da
sun
指选取的微元圆环总面积；
[0069]
对于摩擦片的第i个圆环，有以下情况：
[0070]
当ri和ri+dr均满足∈[r1+mb,r1+m(b+a)]，m＝1,2,3...时，面积比为：
[0071]
s＝0
[0072]
其中，a为摩擦片油槽区环形槽沿半径方向的厚度，b为摩擦片凸台沿半径方向的厚度；m为正整数，根据ri的大小来取值，m的取值保证ri在区间[r1+mb,r1+m(b+a)]内，并且m有唯一的值与ri对应；
[0073]
当ri和ri+dr均满足∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]，m＝0,1,2...时，面积比为：
[0074][0075]
临界处(指在划分摩擦副时，所划分的微元圆环恰好一部分处在凸台的位置，另一部分处在沟槽的位置)一：ri∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]
[0076]
但ri+dr∈[r1+m(b+a)+b,r1+(m+1)(b+a)]，m＝0,1,2...，面积比为：
[0077][0078]
其中，ri＝r1+i
·
δr，i＝1,2,3...,n；
[0079]
临界处二：ri∈[r1+mb,r1+m(b+a)]，m＝1,2,3...，
[0080]
但ri+dr∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]，面积比为：
[0081][0082]
若求摩擦片的第i个圆环的面积比，则
[0083]
面积比为：
[0084][0085]
本发明的一种优选方案中，根据圆环的面积比，计算圆环的扭矩的方法如下：
[0086]
在混合摩滑阶段，摩擦副油槽的深度远大于摩擦副油膜的厚度，摩擦副油槽区较非油槽区有较小的油膜承载力和油膜转矩。同时随着膜厚比的减小，油膜对混合摩擦特性的影响逐渐减小。因此，在混合摩擦阶段，忽略油槽区流体及油槽形状对摩擦副摩擦特性，承载力和摩擦转矩的影响。没有进行开槽的摩擦片的混合阶段的摩滑扭矩受很多诸多因素的影响：油膜压力p，摩擦系数f，油膜厚度λ，温度t，润滑油粘度μ等等，未开槽的摩擦片的混合阶段的摩滑扭矩为：
[0087]
t＝t(λ,μ,p,f,t)
[0088]
其中，p为油膜压力，f为摩擦系数，λ为油膜厚度，t为温度，μ为润滑油粘度；
[0089]
径向环形槽的第i个圆环的扭矩ti为：
[0090]
ti＝sit(λ,μ,p,f,t)
[0091]
其中，si为第i个圆环的面积比。
[0092]
本发明的一种优选方案中，计算整个摩擦片的转矩的方法如下：
[0093]
将摩擦片上所有圆环的扭矩相加，得到整个摩擦片的摩滑扭矩t：
[0094][0095]
其中，n为圆环的个数，ti为第i个圆环的转矩。
[0096]
将摩擦片上所有圆环的扭矩进行叠加，更加准确地求出整个摩擦片的摩滑扭矩。
[0097]
本发明还提供一种径向环形槽摩擦片选取系统，包括参数采集模块、人机交互模块和处理模块，所述参数采集模块，用于采集摩擦片的结构参数，人机交互模块用于接收参数采集模块采集的多个摩擦片的结构参数，人机交互模块的输出端与处理模块连接，所述处理模块执行本发明所述方法，进行摩擦片选取。该系统利用各模块，实现对多个摩擦片的准确性能检测，利于选取摩擦片。
[0098]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何
的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0099]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种径向环形槽摩擦片选取方法，其特征在于，包括如下步骤：采集多个摩擦片的结构参数；在每个摩擦片的端面径向上，划分若干等间隔的圆环；利用摩擦片的结构参数，计算对应摩擦片上每个圆环的面积比；根据圆环的面积比，计算每个圆环的扭矩；根据每个圆环的摩滑扭矩，计算整个摩擦片的转矩；通过对不同沟槽形式摩滑特性以及摩滑扭矩的比较，判断摩擦片的调速性能，选取调速性能最好的摩擦片。2.如权利要求1所述的径向环形槽摩擦片选取方法，其特征在于，所述摩擦片的结构参数包括摩擦片的内径r1，摩擦片的外径r2，摩擦片油槽区对应的圆心角θ1，摩擦片凸台对应的圆心角θ2，摩擦片油槽区环形槽沿半径方向的厚度a，摩擦片凸台沿半径方向的厚度b。3.如权利要求1所述的径向环形槽摩擦片选取方法，其特征在于，计算摩擦片上每个圆环的面积比的方法如下：摩擦片划分为n个等间隔的圆环，故离散微元宽度为：其中，r1为摩擦片的内径，r2为摩擦片的外径；在半径r
i
处取一微小圆环面积da
tu
＝r
i
θ2dr，da
sun
＝r
i
(θ1+θ2)dr，θ1为摩擦片油槽区对应的圆心角，θ2为摩擦片凸台对应的圆心角；da
tu
指积分时，选取的微元圆环的凸台的面积，da
sun
指选取的微元圆环总面积；对于摩擦片的第i个圆环，有以下情况：当r
i
和r
i
+dr都满足∈[r1+mb,r1+m(b+a)]，m＝1,2,3...时，面积比为：s＝0其中，a为摩擦片油槽区环形槽沿半径方向的厚度，b为摩擦片凸台沿半径方向的厚度，m为正整数；当r
i
和r
i
+dr都满足∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]，m＝0,1,2...时，面积比为：临界处一：r
i
∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]但r
i
+dr∈[r1+m(b+a)+b,r1+(m+1)(b+a)]，m＝0,1,2...，面积比为：其中，r
i
＝r1+i
·
δr，i＝1,2,3...,n；临界处二：r
i
∈[r1+mb,r1+m(b+a)]，m＝1,2,3...，但r
i
+dr∈[r1+m(b+a),r1+m(b+a)+b]，面积比为：
若求摩擦片的第i个圆环的面积比，则面积比为：4.如权利要求1所述的径向环形槽摩擦片选取方法，其特征在于，根据圆环的面积比，计算圆环的扭矩的方法如下：未开槽的摩擦片的混合阶段的摩滑扭矩为：t＝t(λ,μ,p,f,t)其中，p为油膜压力，f为摩擦系数，λ为油膜厚度，t为温度，μ为润滑油粘度；径向环形槽的第i个圆环的扭矩t
i
为：t
i
＝s
i
t(λ,μ,p,f,t)其中，s
i
为第i个圆环的面积比。5.如权利要求1所述的径向环形槽摩擦片选取方法，其特征在于，计算整个摩擦片的转矩的方法如下：将摩擦片上所有圆环的扭矩相加，得到整个摩擦片的摩滑扭矩t：其中，n为圆环的个数，t
i
为第i个圆环的转矩。6.一种径向环形槽摩擦片选取系统，其特征在于，包括参数采集模块、人机交互模块和处理模块，所述参数采集模块，用于采集摩擦片的结构参数，所述人机交互模块用于接收参数采集模块采集的多个摩擦片的结构参数，人机交互模块的输出端与处理模块连接，所述处理模块执行权利要求1-5之一所述方法，进行摩擦片选取。

技术总结

本发明属于液粘调速离合器技术领域，具体公开了一种径向环形槽摩擦片选取方法及系统，该方法采集多个摩擦片的结构参数；在每个摩擦片的端面径向上，划分若干等间隔的圆环；利用摩擦片的结构参数，计算对应摩擦片上每个圆环的面积比；根据圆环的面积比，计算每个圆环的扭矩；根据每个圆环的摩滑扭矩，计算整个摩擦片的转矩，通过对不同沟槽形式摩滑特性以及摩滑扭矩的比较，判断摩擦片的调速性能，选取调速性能最好的摩擦片。采用本技术方案，准确计算不同沟槽形式摩擦片的摩滑扭矩，利于选取摩擦片。擦片。擦片。