Investigation of the Influence of Non-Flatness and Runout of Friction Discs on the Service Life of Machine Clutches
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-4-45-53Keywords:
friction disk, cyclic loading, residual stresses, friction forces, runout, non-flatnessAbstract
In the manufacture of discs, it is important not only to ensure their specified geometric accuracy and correct shape, but to maintain geometric parameters during operation. The method of testing disks on the IKS-T inertial test bench is described. The main units of the test bench and the loading parameters of the disks are indicated. Research has been carried out on the influence of the runout and non-flatness of friction discs on the service life of the clutches. Bench tests made it possible to determine the optimal runout range of discs up to 0.8 mm, which ensures an increase in the reliability of the clutches by 30 % due to a decrease in the wear of the friction discs. In addition, the test results show that with a decrease in non-flatness from 1.2 mm to 0.3 mm, the service life of the friction discs increases by 16 %, i.e. wear of discs in the running-in mode with distortions in geometry occurs more intensively than for discs with a flat surface. With an out-of-flatness value of 0.3 mm, the discs acquire improved elastic characteristics. It was possible to determine that increased values of disc wear are observed mainly along the outer diameter, due to the runout and higher sliding speed compared to the sliding speed on the inner diameter. Calculated dependences of the limiting number of loading cycles on the beating and non-flatness of discs are presented. It was found that when testing discs with the non-flatness less than 0.3 mm, disc wear appears with the formation of “poppet” disc shape. For the purpose of imparting the correct shape to the products with the exclusion of “poppet” discs, a dynamic straightening with combined loading is proposed. The resulting calculated dependencies will be used in the design of industrial universal installations for cyclic alternating bending of friction discs.References
Труханов В. М. Надежность в технике. М. : Спектр, 2017. 656 с. ISBN 978-5-4442-0121-3.
Едгоров Ж. Н., Тожибаев А. А. Оценка экономической эффективности, надежности и качества муфты сцепления автобуса ISUZU // Достижения науки и образования. 2020. № 3 (57). С. 9-10.
Крыхтин Ю. И., Карлов В. И., Червонцев С. Е. Оценка чистоты выключения и повышение надежности работы главного фрикциона с дисками трения, работающими в масле // Инженерный журнал с приложением. 2020. № 10 (283). С. 49-56. DOI: 10.14489/ hb.2020.10.pp.049-056.
Крыхтин Ю. И., Карлов В. И. Повышения долговечности и надежности работы в масле фрикционных устройств гидромеханической трансмиссии транспортной гусеничной машины // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2017 № 12 (207). С. 63-69.
Володько О. С., Быченин А. П., Черников О. Н. Влияние давления разрядки гидроаккумулятора на процесс переключения передач в коробках передач с гидроуправлением // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 3. С. 21-35. DOI: 10.12737/38765.
Wu J., Wang L., Li L., Shu Y., Yang L., Lei T. Sliding State Analysis of Fractal Rough Interface Based on the Finite Element Method. Materials, 2021, 14, рр. 1-13.
Akash P., Abhishek T., Tript A., Baskar P. Optimal design of clutch plate based on heat and structural parameters using CFD and FEA. International J. of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 2018, vol. 9, no. 5, pp. 717-724.
Влияние принудительного жидкостного охлаждения пар трения автотракторных фрикционных муфт на их тепловую нагруженность / К. И. Городецкий, В. М. Шарипов [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 1. С. 32-36. ISSN 0321-4443.
Антонюк В. Е. Динамическая стабилизация в производстве маложестких деталей. Минск : Беларуская навука, 2017. 191 с. ISBN 978-985-08-2174-4.
Антонюк В. Е., Анисимов В. А. Обоснование условий вращения диска при проектировании установок динамической стабилизации // Актуальные вопросы машиноведения. 2018. № 7. С. 251-255. ISSN 2306-3034.
Jaroszewicz J., Lukaszewicz K., Antonyuk V. Design of vibrostabilisation stand for reducing residual stresses in disk used in the construction of multi-plate clutches and brakes. Acta mecanika et automatica, 2019, vol. 13, no. 1, pp. 37-44.
Антонюк В. Е. Особенности конструкции и технологии изготовления фрикционных дисков гусеничных и колесных машин // Механика машин, механизмов и материалов. 2016. № 3 (36). С. 43-52.
Antonyuk V., Sandomirskij S., Jaroszewicz J. Testing the possibility of estimation of residual stress based on gradient of magnetic field. Przegląd Mechaniczny, 2017, no. 2, рр. 9-13 (in Polish).
Ghasri-Khouzani M., Pengb H., Roggec R., Attardod R., Ostiguyd P., Neidige J., Billof R., Hoelzleg D., Shankara M.R. Experimental measurement of residual stress and distortion in additively manufactured stainless steel components with various dimensions. Materials Science & Engineering, 2017, vol. 707, р. 689-700.
Бобровский А. В., Драчев О. И. Новая технология осевой горячей правки валов растяжением // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2019. № 9 (232). С. 11-15.
Зайдес С. А., Лэ Х. К. Оценка напряженного состояния цилиндрических деталей при поперечной правке // Технология металлов. 2019. № 2. С. 23-28. DOI: 10.31044/1684-2499-2019-2-0-23-28.
Зайдес С. А., Лэ Х. К. Оценка качества правки цилиндрических деталей поперечной обкаткой гладкими плитами // Вестник машиностроения. 2020. № 6. С. 72-76. DOI: 10.36652/0042-4633-2020-6-72-76.
Манило И. И. Повышение точностных показателей качества правки валов в АПК // Вестник Курганской ГСХА. 2018. № 4 (28). С. 63-67.
Świć A., Draczew A., Gola A. Method of achieving accuracy of thermo-mechanical treatment of low-rigidity shafts. Advances in Science and Technology Research J., 2016, no. 10, рp. 62-70.
Кропоткина Е. Ю. Технология правки нежестких деталей произвольной формы // Современные проблемы теории машин. 2016. № 4-2. С. 111-114.
