CN111120535B - 一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副 - Google Patents

一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副 Download PDF

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Abstract

本发明公开了摩擦构件领域或者离合器领域中的一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，包括相互摩擦的对偶片和摩擦片，对偶片和摩擦片同轴，对偶片与湿式离合器的缸套啮合，摩擦片安装于湿式离合器的动力输入轴上，摩擦片为环形结构，其外径边缘设有向内延伸且倾斜的油槽，摩擦片的环形中部区域设有若干油孔，油孔位于未开油槽的区域。本发明提高了摩擦副界面间的储油和润滑能力，油孔内油液汽化产生的高压有助于摩擦副的分离，摩擦片与对偶片界面之间的油液抗压作用提高摩擦副的承载能力，优化摩擦副界面的润滑和冷却，减少摩擦副分离过程中的碰撞和摩擦磨损。

Description

一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副
技术领域
本发明涉及摩擦构件领域或者离合器领域，具体的说，是涉及一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副。
背景技术
湿式摩擦副属于综合传动装置中最核心部件之一，其性能的优劣直接影响传动装置的传动效率、工作可靠性及使用寿命。湿式摩擦副在结合滑摩过程中，摩擦界面常处于边界摩擦或者干摩擦状态，温度瞬间升高，如得不到及时冷却，摩擦副就会发生烧蚀、胶合粘着等导致失效。粘着之后的摩擦副不能够立马分离，导致润滑油难以进入摩擦副间隙对其进行有效散热，从而产生恶性循环。即使在湿式摩擦副分离状态下，由于湿式摩擦副本身的浮动支持和接触界面的润滑缺失，使得摩擦界面经常出现摩擦磨损现象，严重影响湿式摩擦副的使用寿命。
就现在湿式多片摩擦副而言，摩擦副界面主要是通过润滑油的对流换热进行冷却，依靠摩擦副的惯性和润滑油压力进行分离，湿式摩擦副难以彻底分离。无论是湿式摩擦副结合过程还是分离过程，均存在严重的润滑冷却不充分现象，使得湿式摩擦副摩擦磨损严重。
因此，湿式摩擦副常常工作在高温、高压环境中，恶劣的工况条件使得湿式摩擦副摩擦界面经常发生粘着、胶合、烧蚀损坏等现象。研制具有高传动效率和高可靠性的湿式摩擦副成为现代传动技术的重要任务。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副。
本发明技术方案如下所述：
一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，包括相互摩擦的对偶片和摩擦片，所述对偶片和所述摩擦片同轴，其特征在于，
所述对偶片与湿式离合器的缸套啮合；
所述摩擦片安装于所述湿式离合器的动力输入轴上，所述摩擦片为环形结构，其外径边缘设有向内延伸且倾斜的油槽，所述摩擦片的环形中部区域设有若干油孔，所述油孔位于未开所述油槽的区域。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述油孔位于以所述摩擦片的环形中心为圆心的若干个圆周上。
根据上述方案的本发明，其特征在于，随着所述油孔的半径减小，所述油孔的分布圆周数量增多，且位于同一圆周上的所述油孔的数量增多。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述摩擦片的内径边缘设有内齿。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述油槽呈弧形设置。
进一步的，所述油槽包括油槽外圆和油槽内圆，在同一个所述油槽中，所述油槽外圆的圆心与所述油槽内圆的圆心重合。
进一步的，所述油槽的弧形圆心轨迹为以所述摩擦片的环形中心为圆心的圆形。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述油槽包括正油槽和逆油槽，所述正油槽与所述逆油槽相互交叉。
进一步的，在所有的所述油槽中，其中一个所述正油槽的内侧顶部与其中一个所述逆油槽的内侧顶部连通，使得所述正油槽与所述逆油槽一一对应。
进一步的，相邻两条所述正油槽或所述逆油槽之间的多个油孔构成油孔单元，所述油孔单元环形阵列分布形成整个油孔区域。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明提高了摩擦副界面间的储油和润滑能力，油孔内油液汽化产生的高压有助于摩擦副的分离，摩擦片与对偶片界面之间的油液抗压作用提高摩擦副的承载能力，优化摩擦副界面的润滑和冷却，减少摩擦副分离过程中的碰撞和摩擦磨损。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例一的尺寸标注图。
图3为图2中A部分的放大图。
图4为本发明实施例二的尺寸标注图。
图5为图4中B部分的放大图。
图6为本发明实施例三的尺寸标注图。
图7为图6中C部分的放大图。
在图中，11、正油槽；12、逆油槽；20、内齿；30、油孔；
311、第一圆周油孔；312、第二圆周油孔；313、第三圆周油孔；
321、第一圆周油孔；322、第二圆周油孔；323、第三圆周油孔；324、第四圆周油孔；325、第五圆周油孔；
331、第一圆周油孔；3321、第二圆周油孔A；3322、第二圆周油孔B；333、第三圆周油孔；3341、第四圆周油孔A；3342、第四圆周油孔B；335、第五圆周油孔。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，包括相互摩擦的对偶片和摩擦片，对偶片和摩擦片同轴设置。其中，对偶片与湿式离合器的缸套啮合，摩擦片安装于湿式离合器的动力输入轴上。
如图1至图7所示，摩擦片为环形结构，其内径为rin，摩擦片的外径为rout。优选的，摩擦片的内径边缘设有内齿20，用于与动力输出轴咬合连接；对偶片的外径边缘设有外齿，对偶片通过外齿与湿式离合器的缸套啮合。
在本实施例中，摩擦片的外径边缘设有向内延伸且倾斜的油槽，若干个油槽覆盖的区域形成环形区域。优选的，油槽呈弧形设置，且油槽的弧形圆心O2的轨迹为以摩擦片的环形中心O1为圆心、ra为半径的圆形。油槽包括油槽外圆和油槽内圆，在同一个油槽中，油槽外圆的圆心与油槽内圆的圆心重合（即圆心O2），使得油槽外圆的半径ra’’大于油槽内圆的半径ra’，油槽的弧度和宽度有参考圆的半径ra和油槽内圆的半径ra’、 油槽外圆的半径ra’’共同确定。
在本实施例中，油槽包括正油槽11和逆油槽12，正油槽11与逆油槽12相互交叉。具体的：在所有的油槽中，正油槽11的数量和逆油槽12的数量相等，且其中一个正油槽11的内侧顶部与其中一个逆油槽12的内侧顶部连通，使得正油槽11与逆油槽12一一对应。
摩擦片上设有若干油孔30，油孔30位于未开油槽的区域，且油孔30边缘与油槽的边缘之间设有间隔。油孔30的深度小于摩擦片的厚度，其为一端开口、一端封闭的形状。
当摩擦片与对偶片因界面高温发生粘着胶合时，封闭油孔30周围的摩擦片温度过高，油孔30内油液发生汽化、气压增大；当气体外溢时，可使摩擦片与对偶片间产生微小缝隙，有助于润滑油或者润滑油蒸发产生的油气渗入到摩擦副摩擦界面，增加了润滑油的润滑效果，减少摩擦副摩擦界面发生粘着胶合失效。同时，当湿式摩擦副处于分离状态时，油孔30内的润滑油产生动压效果，减少摩擦片与对偶片间的碰撞，降低分离过程中摩擦副间的摩擦磨损。
优选的，油孔30位于摩擦片的环形中部区域（中径区域）。由于摩擦片中径区域在摩擦副滑摩过程中温度最高，当摩擦片与对偶片压紧时，油孔30属于封闭空间，油孔30内压强增大，油孔30内高压气体在摩擦片与对偶片之间产生推力，增强了摩擦副的承载能力。
在本实施例中，油孔30位于以摩擦片的环形中心为圆心的若干个圆周上。随着油孔30的半径减小，油孔30的分布圆周数量增多，且位于同一圆周上的油孔30的数量增多。根据实际工程需要，可减小油孔30的直径，同时增加油孔30数量，配合油槽位置，设计更多的油孔30，以便增加承载力和增加润滑性能。
摩擦片的中径区域内设有至少三圈油孔30，且油孔30在该区域呈规律性分布。以相邻两条正油槽11或逆油槽12之间的多个油孔30构成油孔单元为基准，油孔单元环形阵列分布形成整个油孔区域。下列各个实施例均以相邻两条逆油槽12之间的油孔单元为基准进行说明。
实施例一
如图1至图3所示，在本实施例中，油孔分布于以摩擦片的环形中心O1为圆心、（r1、r2、r3）为半径的三个圆周上。
在摩擦片的中径区域中，相邻两条逆油槽12被多个正油槽11分隔形成内圈P1、中圈P2及外圈P3：在内圈P1内设有一个第一圆周油孔311；在中圈P2内设有两个第二圆周油孔312，且两个第二圆周油孔312间隔角度为θ1；在外圈P3内设有一个第三圆周油孔313。
在本实施例中，整个摩擦片上设有18条逆油槽12，油孔的半径为2mm，两个第二圆周油孔312间隔角度θ1为6°。
实施例二
如图4、图5所示，在本实施例中，油孔分布于以摩擦片的环形中心O1为圆心、（r1、r2、r3、r4、r5）为半径的五个圆周上。
在摩擦片的中径区域中，相邻两条逆油槽12被多个正油槽11分隔形成内圈P1、中圈P2及外圈P3：在内圈P1内设有两个第一圆周油孔321，且两个第一圆周孔311间隔角度为θ2；在中圈P2内设有一个第二圆周油孔322、三个第三圆周油孔323以及一个第四圆周油孔324，两个第三圆周油孔323间隔角度为θ2；在外圈P3内设有两个个第五圆周油孔325，且两个第五圆周油孔325的间隔角度为θ2。
在本实施例中，整个摩擦片上设有18条逆油槽12，油孔的半径为1mm，两个第一圆周孔321间隔角度=两个第三圆周油孔323间隔角度=两个第五圆周油孔325的间隔角度=3°。
实施例三
如图6、图7所示，在本实施例中，油孔分布于以摩擦片的环形中心O1为圆心、（r1、r2、r3、r4、r5）为半径的五个圆周上。
在摩擦片的中径区域中，相邻两条逆油槽12被多个正油槽11分隔形成内圈P1、中圈P2及外圈P3：在内圈P1内设有两个第一圆周油孔331和一个第二圆周油孔A3321，两个第一圆周油孔331间隔角度为θ3；在中圈P2内设有三个第二圆周油孔B3322、六个第三圆周油孔333以及三个第四圆周油孔A3341，相邻两个第二圆周油孔B3322的间隔角度、相邻两个第三圆周油孔333的间隔角度、相邻两个第四圆周油孔A3341的间隔角度均为θ3；在外圈P3内设有一个第四圆周油孔B3342、两个第五圆周油孔335，且两个第五圆周油孔335的间隔角度为θ3。
在本实施例中，整个摩擦片上设有18条逆油槽12，油孔的半径为1mm，两个第一圆周孔331间隔角度=相邻两个第二圆周油孔B3322的间隔角度=相邻两个第三圆周油孔333的间隔角度==相邻两个第四圆周油孔A3341的间隔角度=3°。
本发明具有以下优势：
1、本发明采用摩擦片表面摩擦层上开油槽和油孔的方式进行联合润滑冷却，相比于现有的仅在摩擦片表面开油槽的方式，增加了摩擦片表面储存润滑油的功能。当摩擦片与钢片相对滑磨，摩擦副界面温度升高时，油孔内的润滑油发生汽化，油孔内气压增大，对摩擦副对偶片产生推力，增加了摩擦副的承载能力。
2、本发明中油孔主要分布于摩擦片中经区域，此区域在摩擦副滑摩过程中温度最高，当摩擦片与对偶片压紧时，油孔属于封闭环境，油孔内由高温产生的气压在摩擦界面间产生推力，减少了由摩擦副间压力太大而产生粘着胶合现象发生的可能性。
3、油孔内气压产生的摩擦副间的推力，有助于摩擦片与对偶片间的分离。
4、当湿式摩擦副处于分离状态时，摩擦片表面的油孔内的油液可产生动压效果，减少摩擦片与对偶片间的碰撞，降低摩擦副的磨损。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，包括相互摩擦的对偶片和摩擦片，所述对偶片和所述摩擦片同轴，其特征在于，
所述对偶片与湿式离合器的缸套啮合；
所述摩擦片安装于所述湿式离合器的动力输入轴上，所述摩擦片为环形结构，其外径边缘设有向内延伸且倾斜的油槽，所述摩擦片的环形中部区域设有若干油孔，所述油孔位于未开所述油槽的区域，所述油孔位于以所述摩擦片的环形中心为圆心的若干个圆周上。
2.根据权利要求1所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，随着所述油孔的半径减小，所述油孔的分布圆周数量增多，且位于同一圆周上的所述油孔的数量增多。
3.根据权利要求1所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，所述摩擦片的内径边缘设有内齿。
4.根据权利要求1所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，所述油槽呈弧形设置。
5.根据权利要求4所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，所述油槽包括油槽外圆和油槽内圆，在同一个所述油槽中，所述油槽外圆的圆心与所述油槽内圆的圆心重合。
6.根据权利要求4所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，所述油槽的弧形圆心轨迹为以所述摩擦片的环形中心为圆心的圆形。
7.根据权利要求1所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，所述油槽包括正油槽和逆油槽，所述正油槽与所述逆油槽相互交叉。
8.根据权利要求7所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，在所有的所述油槽中，其中一个所述正油槽的内侧顶部与其中一个所述逆油槽的内侧顶部连通，使得所述正油槽与所述逆油槽一一对应。
9.根据权利要求7所述的可提高润滑能力和加快分离的湿式摩擦副，其特征在于，相邻两条所述正油槽或所述逆油槽之间的多个油孔构成油孔单元，所述油孔单元环形阵列分布形成整个油孔区域。
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