熱模鍛壓力機離合器制動器摩擦過熱的控制措施

田 明

（寶雞法士特齒輪有限責任公司，陜西 寶雞 722409）

在應用熱模鍛壓力機進行汽車零部件鍛造加工的過程中，離合器制動器所存在的主要問題就是由于摩擦過熱而影響使用壽命，而離合器制動器使用的壽命將會直接對熱模鍛壓力機的正常使用造成影響。因此，要想讓熱模鍛壓力機在汽車零部件鍛造加工之中得以正常應用，就應該將離合器制動器摩擦過熱的情況加以有效控制。這樣才能有效提升汽車零部件鍛造加工的工作效率與工作質量，同時也讓汽車零部件鍛造加工的安全性得以有效保障。

1 離合器制動器摩擦過熱的危害

首先，如果離合器制動器摩擦件的溫度超過摩擦材料所允許使用的溫度范圍，就會讓摩擦系數降低，這樣就會導致摩擦塊磨損程度的增加，讓設備維修的工作量以及維修的費用都顯著增加，同時也會對熱模鍛壓力機的生產效率造成一定程度的不利影響。其次，如果離合器制動器出現了摩擦過熱的情況，離合器制動器工作的溫度也會進一步升高，如果溫度超過了軸承所允許的極限，就會引起軸承的膨脹，消除正常的工作間隙，甚至會出現卡死的情況。同時，離合器制動器的摩擦過熱情況也會導致主動摩擦盤出現翹曲變形等的情況，進而導致摩擦表面的接觸不良情況發生，加劇摩擦件的磨損。最后，如果離合器制動器的溫度持續升高，還會對氣缸的密封等造成不利影響，進而嚴重影響到熱模鍛壓力機的工作性能。

2 離合器制動器摩擦過熱問題的控制措施

2.1 對新型的耐熱耐磨材料加以合理應用

在應用舊的耐磨材料時，只要摩擦過程之中產生的溫度達到了150℃以上，材料摩擦系數的穩定性就會越來越弱，并且會隨著溫度的升高而出現急劇降低的情況，在溫度達到了一定程度的時候，其穩定系數甚至可以降低到0.1以下[1]。同時，因為材料在特定情況下所能承受的最大壓力較低，所以為了傳遞必須的扭矩，在離合器制動器之中就一定要應用多盤摩擦這一機構來增加從動慣量，這樣也就更容易導致離合器制動器摩擦過熱的情況發生。

因此，為了讓離合器制動器摩擦過熱的情況得以有效控制，就應該采用新型的耐熱耐磨材料，這樣就可以在溫度較高的條件之下工作，材料在特定情況下所能承受的最大壓力也比較高，離合器制動器也可以采用單盤的結構進行工作，這樣就可以讓離合器制動器在工作過程中的摩擦過熱情況得到有效的避免。

2.2 讓離合器制動器的連鎖操縱系統工作可靠性得到提升

在離合器結合之前，制動器未能完全脫開，在制動器結合之前，離合器也是未能完全脫開，因此這樣的情況就必定會導致離合器制動器摩擦過熱的情況發生，甚至會造成電機超載的現象，嚴重的情況下甚至會導致相關人員的傷亡事故。所以，要想讓離合器制動器的摩擦過熱問題得以有效解決，就應該將離合器制動器在連鎖操縱系統工作之中的可靠性加以有效提升。通過這樣的方式，才可以有效消除離合器制動器摩擦過熱的情況，在保障鍛件加工過程中熱模鍛壓力機正常運行的基礎上，也可以進一步實現對工作安全性的有效保障。

2.3 合理選擇離合器的軸轉數來降低從動部件轉動的慣量

在離合器制動器進行結合的過程之中，幾乎所有摩擦表面的相對位移所消耗的摩擦功都實現了熱能的轉換，以下就是其轉換的公式：

在這個公式之中，A表示的是啟動以及制動過程之中所損耗的摩擦功，單位是kg·m；J表示的是折合到離合器軸從動作之中的轉動慣量，單位是kg·m2；w表示的是離合器軸旋轉角的速度，其公式是w=nπ/30，單位是弧度/s2；n表示的是離合器的軸在每分鐘時間的轉數。

從上面的公式之中可以發現，為了讓離合器制動器的摩擦發熱得以有效減少，就應該將從動作轉動慣量以及離合器的軸轉數盡可能予以減少。在每分鐘的時間段之內，離合器的軸轉數減少，就會使得離合器、飛輪以及離合器軸的零件尺寸變大，所以，如果在傳動系統合理的布置方面進行考慮，不能將n的值減少太多。就現有的離合器來看，其軸轉數大多在每分鐘300轉到600轉之間。因此，為了有效避免離合器軸轉速太大對于離合器產生的不利影響，建議應該將離合器的軸轉速控制在每分鐘350轉以下。離合器的軸轉速應該使得飛輪的線速度控制在允許速度以下，對于鑄鐵飛輪而言，其允許的線速度應該在每秒鐘20m～25m以下，對于鑄鋼飛輪而言，其允許的線速度應該在每秒鐘30m以下。

當前，要想讓離合器制動器的摩擦過熱情況得以有效消除，主要的方法就是將從動轉數的慣量J予以降低。轉動的慣量和零件重量以及零件直徑的平方之間有著正比的關系，從動件直徑又受到傳遞扭矩限制作用，所以不能縮小太多，因此一定要將從動件數量予以減少，這樣才能有效減少總轉動的慣量。在離合器的軸上，從動件轉動的慣量通常是總轉動慣量的50%～80%，由此可見，如果減少離合器的軸上的從動作數量，就可以有效解決離合器制動器的摩擦過熱問題。

通過這樣的方式，就可以讓從動慣量得以最大限度的降低，進而使得離合器制動器摩擦過熱的問題得以有效解決。

2.4 讓離合器制動器散熱的條件得以改變

在應用熱模鍛壓力機進行鍛造加工的過程之中，制動器工作環境的溫度要比離合器工作環境的溫度較高。因為離合器有著比較大的尺寸，所以離合器也就有著比較高的熱容量，因此在摩擦副脫開的情況之下，主動盤依然處在旋轉的狀態之中，因此離合器就有著比較好的散熱情況，這就使得離合器在穩定工作的狀態下產生的溫度比較低。因此在進行設計的過程中，我們可以將制動器散熱的面積予以增加。

就制動器而言，如果想要使制動角與設計的要求做到有效符合，就要進行一定制動力矩的設置，對于制動力矩，其大小主要應該根據平均摩擦半徑、摩擦系數以及正壓力進行決定。如果摩擦副材料一定，并且在穩定工作的過程中，其溫度可以處在一個穩定的范圍之內時，我們就可以將摩擦系數看做是一個常數。正如我們所了解的，在制動力矩保持一定的時候，平均的摩擦半徑和正壓力之間有著反比關系。

在慣量較小的單盤摩擦離合器之中，制動器在穩定工作狀態之下的溫度高低可以應用摩擦盤溫度升高的系數KP來表示，以下就是其公式：

在這個公式之中，Ab表示的是一次制動力做功，單位是kg·m；C表示每分鐘內制動的次數，通常情況下是滑塊連續行駛次數的50%～60%；F表示的是摩擦盤有效的環形面積，單位是cm2；其公式為在這個公式之中，l表示的是摩擦塊在摩擦盤之上的徑向尺寸，單位是厘米。

為了讓制動器在穩定工作的狀態之下可以將溫度控制在一定的范圍之內，應該對慣量較小的單盤摩擦離合器的溫升系數在允許的范圍之內盡量減小，因此KP的值不應該在7kgm/cm2min以上。為了讓摩擦的表面不因為瞬時溫度太高而導致冒煙現象的發生，應該有效控制一次制動情況下的溫升系數，通常情況下，應該將KPJC控制在1kgm/cm2min以下。通過這樣的方式，就可以讓離合器控制器摩擦過熱的情況得以有效解決，進一步保障離合器控制器的使用壽命，這對于鍛造加工過程之中熱模鍛壓力機的正常運行將會起到有效的保障作用，進而讓汽車零部件鍛造加工的工作效率以及工作質量得以良好保障的同時也實現工作安全性的進一步提升。

3 結束語

綜上所述，隨著當今經濟與科學技術的不斷發展，汽車零部件鍛造加工在機械方面以及技術水平方面也都在不斷提升。作為汽車零部件鍛造加工過程之中重要的機械設備，熱模鍛壓力機的離合器制動器摩擦過熱問題一直都是影響熱模鍛壓力機正常工作的一個主要因素。所以，要想保障壓力機在汽車零部件鍛造加工之中得以良好穩定運行，就應該采用有效的方法來解決離合器制動器摩擦過熱的問題，這樣才能進一步保障離合器制動器的使用壽命，讓熱模鍛壓力機在鍛造加工之中實現自身作用與優勢的充分發揮，進一步提升鍛造加工的工作效率與工作質量，并保障鍛造加工工作的安全。