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摘要
文章采用热传导理论,结合工程热力学方法,对由铜基粉末冶金摩擦片和22MnB5特种钢对偶片组成的300 kW级盾构刀盘驱动无级变速离合器摩擦副间的热负荷场进行了理论计算,得到了摩擦副表面产生的温度场T(r)分布、在钢对偶片表面产生的周向热应力σ_θ和径向热应力σr分布。仿真结果表明:T(r)、σ_θ、σr沿径向分布均具有明显的非均匀性;比σr大一个数量级的σ_θ才是钢对偶片会否产生变形的决定性因素。分析得到:理论上,当转速差△ω低于1.37πrad/s时,摩擦副将进入临界滑摩工况;反复或长时间工作于临界滑摩工况下,粉末冶金摩擦片摩擦材料层将因T(r)而产生烧焦破损,钢对偶片将因σ_θ而沿轴向产生浅碟状塑性翘曲变形。实验验证了粉末冶金摩擦片、钢对偶片烧损失效机理和形式,并给出了盾构刀盘驱动无级变速离合器设计和操作时应遵从的临界滑摩工况量化定义指标的推荐值。
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