Фрикционная машина игрушка что это

Профессиональные радиоуправляемые модельки: все всерьез

Какими бы взрослыми мы ни были, ребенок в нас остается навсегда. Говорить за всех не стану, но лично мой «внутренний ребенок» не раз наводил меня на мысль о покупке игрушечной модельки автомобиля. Проходя мимо витрины с миниатюрными Фольксвагенами, ГАЗелями и Мерседесами, засевший внутри меня пятилетний шкет, начинает ныть, топать пяточками и постоянно повторять: «Купи, купи, купи!». Дело принимает совершенно катастрофический оборот, если попавшая в поле зрения моделька еще и радиоуправляемая.

А ведь модельки – это далеко не только детские игрушки. Это еще и спортивный инвентарь! Причем зачастую недешевый, сравнимый по цене с обычными автомобилями. Разберемся же в их классификации…

Шоссейные модели

Модели класса «Туринг»

Шоссейные модели не очень распространены среди любителей и больше подходят тем, кто серьезно занялся этим хобби. Из-за маленького клиренса эксплуатация этих машинок возможна только на ровном асфальте или на зальной трассе, покрытой ковром. Такие «игрушки» имеют классический кузов, обычно повторяющий форму полноразмерного аналога. Среди подобных машинок устраиваются различные соревнования, похожие на гонки класса «Туринг». Серьезные туринг-модели отличаются шасси с обилием настроек подвески. Зачастую на модели можно настроить больше параметров подвески, чем на настоящей машине.

Кузов на шоссейную модель можно поставить почти любой

Шасси шоссейной электро модели HPI Sprint 2

Пример: HPI Sprint 2.

Масштаб: 1/10.

Модели для езды боком

В одной из наших прошлых статей мы вскользь затрагивали этот класс. Чаще всего они опять-таки копируют реальные автомобили, выступающие в этой дисциплине. Но среди таких моделей существует разделение на два подкласса. Первый – дрифт-машинки, сделанные в виде классических корчей, таких как Nissan Silvia, Nissan Skyline, Toyota Altezza, BMW 3-series и так далее. Второй подкласс – раллийные модели. Как и в соревнованиях по дрифту, полноприводные болиды проходят повороты боком, а об общих чертах дрифта очень наглядно рассказал американский пилот Ken Block.

Пример: Tamiya TT-01d.

Раллийные модели

В России класс раллийных моделей развит крайне скудно – заводских машин, специально «заточенных» под ралли, на рынке не найти – чаще их переделывают из туринговых или, наоборот, внедорожных моделек. На тематических форумах можно встретить несколько владельцев. Раллийные машинки в общих чертах схожи с туринговыми, но соревнования с ними не проводятся. В отличие от туринга, на раллийных не используются ременные трансмиссии. Хотя конструкция подвески почти не отличается от обычных «шоссеек», за счет установки колес большего диаметра раллийные модели успешно передвигаются по грунтовым дорогам.

Пример: Tamiya xv-01.

Внедорожные модели

Эти также часто встречаются в руках любителей. Они способны гонять по песку, камням и любым другим поверхностям. Как и шоссейные модели, внедорожники выглядят словно уменьшенные точные копии реальных джипов. Внедорожники можно разделить на подклассы.

Багги

Багги – это наиболее спортивный класс внедорожников. Из-за относительно маленьких колес и низкого клиренса их эксплуатация вне трасс неудобна. Багги скорее скоростные внедорожники, чуть в большей степени «заточенные» под сложный рельеф по сравнению с раллийными легковушками.

Пример: HIMOTO Shootout.

Трофи-траки

Эти машинки предназначены для медленной езды по очень труднопроходимым участкам и преодоления серьезных препятствий. Модели для трофи часто оснащают вспомогательными агрегатами вроде лебедок и другого внедорожного оборудования. Внешне же они похожи на автомобили, участвующие в ралли «Париж – Дакар», Camel Trophy, и просто настоящие трофийные внедорожники. В среде любителей радиотрофи ценится не только проходимость, но и такой критерий, как «копийность», то есть похожесть на порототип.

Пример: Tamiya CC-01.

Триал-траки (Краулеры)

Такие машинки реже имеют реальные аналоги в автомобильном мире. Они предназначены для езды по трассам с серьезными препятствиями, карабканью по крутым поверхностям и преодолению серьезных каменистых участков. Их внешность схожа с отдельным классом реальных машин, называемых прототипами. Они напоминают вездеходы, которые создаются в единичных экземплярах для езды в экстремальных условиях.

Пример: Maverick Scout.

Монстр-траки

Монстр траки – самый универсальные машинки. Они одинаково хорошо чувствуют себя и на трассе, и на снежной целине. Для того чтобы погонять монстра, не нужно ничего, кроме собственно самой модельки. По своей сути монстры – это шасси схожее с багги. Мощные моторы, трансмиссия, простая и надежная подвеска на поперечных рычагах. Пружинные амортизаторы с гидравликой. Все в монстре нацелено на быструю езду, а большие колеса и солидный просвет позволяют ездить не только быстро, но и по любой поверхности.

Пример: Traxxas Summit 1/10.

Как они устроены?

Из названия следует, что управляются модели при помощи радиоволн. В самой машинке есть приемник сигнала, подключенный к регулятору хода и сервоприводам поворота колес. Все это питается от аккумуляторной батареи, присутствующей в любой модели. Ну а управляющий сигнал исходит от пульта радиоуправления. Все это кажется простым и очевидным, но попробуем копнуть глубже.

Двигатель

Классификаций подобных «игрушек» предостаточно. Начинается все с разделения на две основные группы по типу двигателя. Модели оснащаются либо электрическим моторчиком, либо настоящим двигателем внутреннего сгорания. Если машинка имеет ДВС, то регулятор хода заменяется на сервопривод, ответственный за поворот заслонки карбюратора, а также привод тормозов. В случае если модель с ДВС имеет задний ход, то в конструкцию включают еще одну сервомашинку, ответственную за переключение передач.

Трансмиссия

Модели с «пламенным мотором» оснащаются коробками передач очень часто. Обычно такие трансмиссии имеют две-три ступени и переключаются автоматически. Сцепление на игрушечных машинках зачастую центробежное, представляющее из себя диск с закрепленными по дуге окружности колодками, которые пружинами притягиваются к центру диска. Сам диск закрепляется на коленчатом валу. При вращении колодки под действием центробежной силы растягивают пружины и прижимаются к ведомому барабану, который закреплен на ведомом валу КПП.

Модели с электрическим двигателем редко имеют КПП, так как электромоторы сами по себе имеют очень большой рабочий диапазон оборотов. Однако изредка встречаются и миниатюрные электромобили с вариативной трансмиссией. Обычно это модели грузовиков, способные перевозить относительно тяжелые грузы (несколько килограммов), либо большие джипы, которые могут забираться на очень крутые подъемы. В таких машинках трансмиссия нужна для включения режима «понижайки», чтобы повысить крутящий момент и облегчить жизнь моторчика при низких скоростях движения.

В остальном трансмиссия моделей является миниатюрной копией полноразмерных автомобильных приводов. У мини-джипов полный привод, межколесные дифференциалы и «раздатка». С двигателя до колес крутящий момент добирается через карданные валы, либо через ременную передачу (исключительно на зальных шоссейных моделях). Иногда, если модель имеет совсем маленькие размеры, привод может быть шестеренчатым.

Шасси

Шасси, как известно, несущая часть конструкции. Что интересно, для создания хороших шасси используются самые современные материалы, такие как карбон и графит, титан и даже легкие магниевые сплавы. В зависимости от типа модельки может использоваться один из наиболее подходящих типов.

Самый распространенный вид шасси – так называемая ванна. Внешне представляет собой контейнер с высокими бортами, внутрь которого устанавливаются радиоаппаратура, двигатель и трансмиссия, а сверху на него закрепляется уже кузов. Такой тип шасси отличается высокой жесткостью и используется в большинстве моделей всех классов. Но «ванна» считается вариантом для не очень дорогих шасси.

Профессиональные машинки обычно строятся на другом шасси, именуемом «дека». Оно представляет из себя плоскую пластину. Такая конструкция чем-то похожа на скейтборд, на который сверху устанавливаются все необходимые элементы. Применение такого шасси обусловлено необходимостью смещения центра тяжести вниз, чтобы модельки не переворачивались, проходя повороты на больших скоростях. Такой тип конструкции значительно легче. Шоссейные модели имеют минимальный клиренс и выглядят так, будто у них спилены пружины, именно из-за того, что центр тяжести должен быть смещен максимально вниз. На багги, кстати, тоже стараются сместить центр тяжести вниз.

Внедорожники и модельки для триала обычно используют шасси на продольных балках или на несущей раме подобно настоящим джипам. Такая конструкция имеет максимальную жесткость, что позволяет увеличить ход подвески и не опасаться, что при диагональном вывешивании шасси может согнуться и повредить внутренние механизмы.

Ходовая часть

Подвеска на «легковых» моделях чаще всего используется независимая, причем на самых дешевых применяются не масляные, а фрикционные амортизаторы, работающие за счет трения штока о стенки корпуса. Практически все, кто более-менее всерьез занимается радиомоделями, либо покупают машину сразу на масляных амортизаторах, либо меняют на них стоковые фрикционные. В моделях для трофи чаще прибегают к конструкции с зависимой подвеской на продольных рессорах.

Тормоза как отдельный элемент обычно встречаются лишь на моделях с бензиновыми двигателями. В электромоторных моделях роль тормоза отлично выполняется самим двигателем. Конструкция тормозной системы в «топливных» машинках похожа на реальную, с той лишь разницей, что устанавливается не в колесе, а на приводных валах и приводится в действие не гидравлически, а при помощи отдельных электрических сервоприводов. Тормозной диск устанавливается на ведомые валы, а суппорт с тормозными фрикционами приводится в действие по команде регулятора.

Колеса

Для каждого типа моделей существуют свой тип колес. Так, на машинки для дрифта ставят легкие пластиковые диски с жесткими гладкими покрышками. Это помогает существенно снизить вес, а также уменьшить трение колес о поверхность, что необходимо для постоянной пробуксовки.

Шоссейные модели часто оснащаются легкими колесами, но покрышки ставятся мягкие, имеющие внутри пенный наполнитель. Таким образом вес модельки не увеличивается, а сцепление существенно улучшается.

На внедорожники, модельки для трофи, ставят тяжелые металлические диски, что добавляет устойчивости, так как центр тяжести высокого кузова значительно опускается вниз. Покрышки используют средней жесткости и «зубастые». Это помогает колесам цепляться за грунт и сохранять постоянное хорошее сцепление с дорогой.

Источник

👫😍👍 Как работают фрикционные машинки Большие машины

Принцип работы

Фрикционные передачи состоят из 2 тел вращения: ведомого и ведущего катков, насаженных на валы. Передача вращательного движения производится посредством силы трения, появляющейся на площадках контакта рабочих тел под действием сил прижатия. Прижатие катков производится следующими способами:

Важно, чтобы выполнялось следующее условие: сила трения должна быть больше или равна окружной силе. Нарушение данного принципа приводит к возникновению упругого и геометрического скольжения в месте соприкосновения рабочих тел вращения. В результате снижается угловая скорость ведущего катка, что приводит к буксованию фрикционных передач.

Многочисленные виды фрикционных механизмов отличаются назначением, характером изменения передаточного значения и конструкцией. Наибольшее применение в промышленности из них нашли фрикционные вариаторы. Они изготавливаются в виде отдельных агрегатов для привода машин и характеризуются переменным передаточным отношением. Выделяют следующие разновидности фрикционных вариаторов:

Выбор определенного типа вариатора зависит от условий его работы: величины передаваемой мощности, требуемого диапазона регулирования, и минимальной частоты вращения валов. Эти характеристики указываются при изображении фрикционного механизма на кинематических схемах.

Видео

Эксплуатация АКПП с тормозной лентой

Тормозная лента изготавливается из множества эластичных полос. Материалом служит гибкий сплав металлов, который обладает достаточной прочностью на разрыв и механическое стирание. Для улучшения фиксации внутренняя часть покрывается фрикционным покрытием.

Внешний вид ленты, изготовленной из эластичных полос

В процессе эксплуатации происходит изнашивание полос металла и фрикционного покрытия, поэтому, через определенные промежутки времени может потребоваться замена ленты. Приобретать новую лучше в комплекте с натяжными болтами. Они могут устанавливаться как снаружи, так и внутри АКПП, в зависимости от конструктивных решений автопроизводителя.

При внутреннем размещении головка винта не подвергается загрязнению и разрушению от коррозии. Внешнее расположение хорошо тем, что регулировку натяжения можно проводить без снятия кожуха с коробки. Это позволяет экономить время, а в случае посещения автосервиса, и денежные средства.

Внешний вид регулировочного болта и шпильки с контр-гайкой

Сферы применения

Применение фрикционных передач для больших мощностей ограничено из-за высоких нагрузок на валы и присутствия скольжения между телами вращения. В этом случае катки изнашиваются быстрее, что приводит к их частичной или полной поломке. Фрикционные устройства не используются в механизмах, где не допускается большое количество ошибок в углах поворота фрикционных звеньев. В противном случае повышается количество недопустимых углов передач, приводя к появлению скольжений в зоне соприкосновения рабочих тел вращения.

В промышленности фрикционные передачи используются при изготовлении кузнечно-штамповочных машин и прессового оборудования, транспортировочных устройств, тяговых приборов с приводом и станков для обработки заготовок из металла. В машиностроительных отраслях чаще всего используются фрикционные радиаторы, объединенные с двигателями внутреннего сгорания или электронными моторами. Они позволяют бесступенчато регулировать скорость передачи силовых усилий между трансмиссией и приводом автомобиля или другого транспортного средства.

Передачи с неизменным передаточным числом применяются при производстве винтообразных прессов. В отраслях по изготовлению текстиля они используются в центрифугах для равномерного разгона и в силовых приводах для натягивания волокна и нитей. В деревообрабатывающем секторе фрикционные устройства регулируют мощность обрабатывающих устройств, учитывая породу дерева и структуру заготовки.

Характер и причины отказов фрикционных передач

Главным параметром фрикционных устройств, определяющим их износоустойчивость, считается контактная прочность, оцениваемая по напряжениям смятия плоскости в месте соприкосновения катков. Выделяет следующие виды разрушения механизмов для преобразования движений:

Выделяют следующие факторы отказов фрикционных передач:

Для предотвращения отказа фрикционных устройств нужно рассчитать контактную прочность прибора. Катки обязаны быть изготовленными из жестких материалов, выдерживающих высочайшее контактное усилие. Предотвратить заедание плоскостей возможно с поддержкой противозадирных масел. Они увеличивают коэффициент трения в 1,5 раза.

Источник

фрикционный

Смотреть что такое «фрикционный» в других словарях:

ФРИКЦИОННЫЙ — ФРИКЦИОННЫЙ, фрикционная, фрикционное (от лат. frictio тренне) (тех.). Действующий посредством трения. Фрикционный пресс. Фрикционное сцепление. Фрикционная муфта. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ФРИКЦИОННЫЙ — действующей под влиянием трения, трущийся. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. фрикционный (лат. frictio трение) тех. действующий под влиянием трения, трущийся, относящийся к трению; ф.… … Словарь иностранных слов русского языка

фрикционный — трущийся Словарь русских синонимов. фрикционный прил., кол во синонимов: 2 • трущийся (23) • … Словарь синонимов

фрикционный — ая, ое. спец. Отн. к фрикциону; действующий с помощью фрикциона. БАС 1. Фрикционные полосы, фрикционная вуаль. Сахаров 140. Трансмиссионные тормоза работают и сейчас, в основном на большегрузных автомобилях, но вместо них ставят фрикционные… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

Фрикционный — прил. 1. соотн. с сущ. фрикцион, связанный с ним 2. Свойственный фрикциону, характерный для него. 3. Действующий под влиянием трения; трущийся. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

фрикционный — фрикционный, фрикционная, фрикционное, фрикционные, фрикционного, фрикционной, фрикционного, фрикционных, фрикционному, фрикционной, фрикционному, фрикционным, фрикционный, фрикционную, фрикционное, фрикционные, фрикционного, фрикционную,… … Формы слов

фрикционный — фрикци онный … Русский орфографический словарь

фрикционный — … Орфографический словарь русского языка

фрикционный — ая, ое Техн. Действующий посредством сил трения; использующий силы трения. Ф. тормоз … Энциклопедический словарь

фрикционный — ая, ое; техн. Действующий посредством сил трения; использующий силы трения. Фрикцио/нный тормоз … Словарь многих выражений

Фрикционный пресс — (винтовой фрикционный пресс[1]) разновидность вертикального винтового пресса, в которой используется фрикционная передача вращения от электропривода шпинделю (винта) ползуна … Википедия

Источник

Фрикционная передача: что это такое, из чего состоит, ее основные достоинства и недостатки — схема, классификация и виды сборки с фото

Фрикционные передачи

Описание

Машинка «Пикап Bigfoot» выполнена из пластика, оснащена фрикционным механизмом — это механизм, при котором машинки самостоятельно движутся при давлении и создании определенной силы трения — скольжения, под углом, посредством фрикционных муфт, т.е.достаточно просто нажать на нее и машинка быстро поедет вперед. Ваш малыш обязательно оценит такой подарок по достоинству и с удовольствием пополнит свой «автопарк»!

Характеристики:

Из чего сделана игрушка (состав): пластмасса.

Размер упаковки: 16.8 х 6 х 25 см.

Размер игрушки: 13 см.

Достоинства фрикционных передач

К достоинствам фрикционных передач можно отнести следующие их качества:

Недостатки фрикционных передач

Недостатки фрикционных передач обусловлены особенностями их конструкции:

Геометрические параметры, кинематические и силовые соотношения во фрикционных передачах

Основные геометрические параметры фрикционной передачи:

D ₁ и D ₂ — диаметры ведущего и ведомого катков;

а — межосевое расстояние;

Приравнивая правые части равенств, по­лучим или . Отсюда

где u — передаточное число.

Передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи с учетом скольжения (для практических расчетов)

КПД фрикционных передач зависит от следующих потерь:

— связанных с использованием катков, имеющих формы, не позволяю­щие им перекатываться один по другому без проскальзывания; это отчетливо видно, например, в передаче с клиновыми катками (см. рис.2.2) и лобовой передаче (см. рис.2.11);

— проскальзывания, обусловленного масляной пленкой на рабочих по­верхностях и т. д.;

— трения качения, вызванного деформацией поверхностей катков в зоне контакта;

КПД фрикционной передачи определяют по формуле

где Σψ — сумма относительных потерь.

Для закрытых фрикционных передач η = 0,88 – 0,93, для открытых η = 0,68 – 0,86.

Цилиндрическая фрикционная передача. Устройство, основные геометрические и силовые соотношения

Фрикционную передачу с параллельными осями валов и с рабочими по­верхностями цилиндрической формы называют цилиндрической. Простейшая фрикционная передача с гладкими катками и постоянным передаточным числом показана на рис.5.

В некоторых случаях применяется цилиндрическая фрикционная передача с катками клинчатой формы (см. рис.2).

В передачах с клинчатыми катками при данной силе F_r прижатия одно­го катка к другому нормальные силы между рабочими поверхностями, a следовательно, и силы трения значительно больше, чем в передачах с гладкими катками (тем большие, чем меньше угол клина).

Это позволяет снизить в передачах с клинчатыми катками силу F_r в 2-3 раза.

Число клиновых выступов для катков принимают равным z = 3 ÷ 5 (рис.7). При z > 5 условие равномерного прилегания всех рабочих по­верхностей таких катков ухудшается.

Геометрические параметры передачи (см. рис. 5).

Диаметр ведущего катка

Диаметр ведомого катка

Рабочая ширина обода катка

где ψ _a = 0,2 ÷ 0,4 — коэффициент ширины обода катка по межосевому рас­стоянию.

Для компенсации неточности монтажа на практике ширину малого катка (см. рис.9) принимают, мм :

Для обеспечения работоспособности фрикционных передач необходи­мо прижать катки (см. рис.5) силой нажатия F_r таким образом, чтобы со­блюдалось условие (1), т. е.

где F_f — максимальная сила трения; F_t — передаваемая окружная сила; f — коэффициент трения (выбирается по табл.1). Отсюда сила нажатия F_r>F_t/f или

где K _c — коэффициент запаса сцепления; вводится для предупреждения пробуксовки от перегрузок в период пуска передачи (для силовых передач K _c = 1,25 ÷ 1,5; для передач приборов K _c = 3 ÷ 5).

По схеме, показанной на рис.5,

Подставив формулу (13) в формулу (12), определим силу нажатия

Большие силы прижатия катков создают значительные радиальные нагрузки на опоры валов и вызывают появление больших контактных напряжений на рабочих поверхностях катков, что делает силовые фрикционные передачи громоздкими, а их нагрузочную способность сравнительно невысокой.

Решение. 1. Окружная сила.

Прижимная сила. Для закрытой передачи (при работе в масляной ванне) f =0,05. По формуле (12) прижимная сила при коэффициенте запаса сцепления К =1,4

В данном примере прижимная сила F _r больше окружной силы F _t в 28 раз. Большое значение прижимной силы является существенным недостатком фрикционных передач.

Расчет на прочность цилиндрической фрикционной передачи

Проверочный расчет передач с металлическими катками.

Критерием работоспособности фрикционных передач является износостойкость рабочих поверхностей тел качения. В процессе работы на поверхности тел качения возникают циклические изменяющиеся контактные напряжения (см. рис. 6, а), которые вызывают усталостное изнашивание поверхностей катков. Подставив в формулу (4) формулу Герца (5) для определения наибольших контактных напря­жений и выполнив некоторые преобразования, получим формулу прове­рочного расчета

где а — межосевое расстояние, мм; Е_пр — приведенный модуль упругости, МПа; f — коэффициент трения (см. табл. 1); Т ₁ — момент на ведущем валу, Нмм ; К_с — коэффициент запаса сцепления; и ≥ 1 — передаточное число; b — рабочая ширина обода катка, мм; [ σ ] _H — допускаемое контактное напряжение для менее прочного материала, МПа (табл. 2).

Таблица 1. Значения коэффициента трения скольжения для различных материалов

Материал контактирующей пары

Сталь по стали или по чугуну

(со смазочным материалом)

Таблица 2. Допускаемые контактные напряжения, модуль упругости для катков из различных материалов

Закаленная сталь (при хорошем смазывании)

Серый чугун марок от СЧ 10 до СЧЗО

Подставив выражение (9) в формулу (15) и выполнив некоторые преобразования, получим формулу проекти­ровочного расчета для определения межосевого расстояния фрикционной передачи из условия контактной прочности:

где ψ _a — коэффициент ширины обода катка по межосевому расстоянию,

Проверочный расчет передач с неметаллическими катками (тексто­лит, фибра, резина и т. п.).

Для этих передач основным критерием рабо­тоспособности является износостойкость. Материал не подчиняется зако­ну Гука.

Нормальная нагрузка на единицу длины контактных линий

где T ₁ — момент на ведущем катке, Нмм ; К_с— коэффициент запаса сцеп­ления (см. табл.1); u ≥ 1 — передаточное число; b — ширина обода мень­шего катка, мм; f — коэффициент трения (см. табл. 1); а — межосевое расстояние, мм; [ q ] — допускаемая нагрузка на единицу длины контактной линии для менее прочного материала, Н/мм.

Значения [ q ] для некоторых материалов контактирующих пар (один ма­териал сталь или чугун) следующие:

Подставив в формулу (17) b = a ∙ ψ _a и решив уравнение относительно а, получим формулу проектировочного расчета для определения межосевого расстояния фрикционной передачи из условия износостойкости:

Последовательность проектировочного расчета.

1. В зависимости от условий работы выбирают материал катков и по табл.2 принимают [ σ ] _Н, Е или [ q ] для менее прочного материала.

3. По формуле (16) или (18) рассчитывают межосевое расстояние.

4. Определяют геометрические размеры катков: D ₁ — диаметр ведущего катка [формула (7)], D ₂ — ведомого (8); b — ширина обода катков (9).

По формуле (6) уточняют фактическое межосевое расстояние а.

5. По формуле (14) определяют силу нажатия.

7. Проверочный расчет передачи на прочность проводят по формулам: (15) или (17). При этом следует иметь в виду, что допускаемая недогруз­ка передачи не более 10%, перегрузка — не более 5%.

Коническая фрикционная передача. Устройство и основные геометрические соотношения

Фрикционную передачу с пересекающимися валами и катками, рабо­чие поверхности которых конические, называют фрикционной конической пе­редачей. На рис. 9 показана фрикционная коническая передача с нерегу­лируемым передаточным числом. Ее устройство аналогично цилиндриче­ской фрикционной передаче. Прижимной каток конической передачи обычно меньший, так как при этом необходима меньшая сила нажатия. Угол Σ между осями валов (рис. 9) может быть различным. Как правило, межосевой угол передачи

где δ ₁ — угол при вершине конуса ведущего катка; δ ₂ — угол при вершине конуса ведомого катка. Для нормальной работы передачи необходимо, что­бы общая вершина конусов лежала в точке пересечения геометрических осей валов. Коническая фрикционная передача может быть нереверсивной (чаще) и реверсивной. Ее применяют для передачи небольшой мощности (до 25 кВт).

Передаточное отношение без учета скольжения

Геометрические параметры конической фрикционной передачи (см. рис. 9).

Рис.9. Геометрические параметры конической фрикционной передачи

1. Внешнее конусное расстояние

2. Внешний диаметр ведущего катка

3. Диаметр ведомого катка

4. Длина линии контакта

где ψ _R = 0,25 ÷ 0,3 — коэффициент длины линии контакта.

5. Ширина обода катка

6. Средний диаметр ведущего катка

7. Средний диаметр ведомого катка

отсюда

Подставив в формулу (20) значение , получим

В конической фрикционной передаче действующие силы определяют по размерам средних сечений катков (см. рис.9).

Условие работоспособности для конической фрикционной передачи аналогичное ранее рассмотренному.

Силу нажатия катков F_n определяют по формуле

Силу F_n можно разложить на осевую F_{a 2} и радиальную F_{r 2} составляю­щие (см. рис. 9).

Осевая сила ведущего катка

Радиальные силы катков

Критерий работоспособности и принципы расчета конических фрикционных передач аналогичны рассмотренным ранее для цилиндрических передач, но основным расчетным параметрам следует считать средний диаметр D_m большего катка, т.к. в основном именно этот размер определяет габариты передачи.

Сферы применения

Применение фрикционных передач для больших мощностей ограничено из-за высоких нагрузок на валы и присутствия скольжения между телами вращения. В этом случае катки изнашиваются быстрее, что приводит к их частичной или полной поломке. Фрикционные устройства не используются в механизмах, где не допускается большое количество ошибок в углах поворота фрикционных звеньев. В противном случае повышается количество недопустимых углов передач, приводя к появлению скольжений в зоне соприкосновения рабочих тел вращения.

В промышленности фрикционные передачи используются при изготовлении кузнечно-штамповочных машин и прессового оборудования, транспортировочных устройств, тяговых приборов с приводом и станков для обработки заготовок из металла. В машиностроительных отраслях чаще всего используются фрикционные радиаторы, объединенные с двигателями внутреннего сгорания или электронными моторами. Они позволяют бесступенчато регулировать скорость передачи силовых усилий между трансмиссией и приводом автомобиля или другого транспортного средства.

Передачи с неизменным передаточным числом применяются при производстве винтообразных прессов. В отраслях по изготовлению текстиля они используются в центрифугах для равномерного разгона и в силовых приводах для натягивания волокна и нитей. В деревообрабатывающем секторе фрикционные устройства регулируют мощность обрабатывающих устройств, учитывая породу дерева и структуру заготовки.

Типы фрикционных передач

Специалисты выделяют надлежащие классификация фрикционных устройств:

В зависимости от местоположения валов эксперты выделяют 3 основных вида фрикционных передач:

Выделяют отдельную классификацию для вариаторов по числу потоков мощности:

Данная классификация условия работы фрикционных механизмов и может использоваться для разработки общих методов расчета отдельных групп передач.

Устройство фрикционов АКПП

Фрикционы АКПП что это? Данные устройства представляют собой металлические диски специальной конфигурации, которые оснащены мягкими пористыми накладками (графитовый слой). По способу изготовления и количеству накладок фрикционы разделяются на односторонние и двухсторонние диски. Односторонние диски устанавливаются на бюджетных автомобилях.Фрикционы АКПП, имеющие графитовые накладки с двух сторон, применяются автопроизводителями при сборке современных моделей.

Основные функции фрикционных дисков, оснащенных графитовыми накладками:

Механизм сцепления состоит из пакета дисков. В зависимости от конструкции АКПП, используются наборы, состоящие из фрикционов в различных количествах.

Скольжение в фрикционной передаче

При работе фрикционной передачи неизбежно упругое скольжение, которое вызывается разностью скоростей поверхностных слоев ведущего и ведомого катков. Элементы поверхности ведущего катка подходят к зоне контакта сжатыми, а уходят от нее растянутыми.
У ведомого катка, наоборот – к зоне контакта элементы поверхности подходят растянутыми, а уходят от нее сжатыми.

Следовательно, в зоне контакта удлинение рабочей поверхности обода ведущего катка, соприкасающейся с укорачивающейся поверхностью обода ведомого катка приводит к упругому скольжению, которое всегда имеет место при работе фрикционной передачи.
В результате окружная скорость v₂ точек обода ведомого катка несколько меньше окружной скорости точек обода v₁ ведущего катка.

Для передач, работающих в масле скольжение связано, также, с наличием масляной пленки.

Скольжение в фрикционной передаче зависит от нагрузки. При перегрузке может наступить буксование, при этом ведущий каток скользит по ведомому, ведомый каток останавливается. Буксование приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей.

Материалы катков фрикционных передач

К материалам катков предъявляются следующие основные требования:

Для фрикционных катков чаще всего применяют следующие сочетания материалов:

1. Закаленная сталь по закаленной стали. Для быстроходных закрытых силовых передач применяют стали марок 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ШХ15 и другие. Такие передачи имеют высокую износостойкость и КПД, малые габариты, но они требуют точного изготовления.

2. Фрикционные пластмассы (марок 16Л, 24А, КФ-3), текстолит, ретинакс по стали. Эти материалы применяют в малонагруженных открытых передачах. Катки из таких материалов имеют пониженную износостойкость, не требуют высокой точности изготовления.

3. Металлокерамика марки ФАБ-II по закаленной стали применяется в открытых силовых передачах.

4. Сочетание материалов чугун-чугун и чугун-сталь используется в передачах, работающих без смазки (всухую) или с недостаточной смазкой.

5. Применяются также катки, покрытые кожей или резиной. Эти материалы обеспечивают высокий коэффициент трения, но обладают малой контактной прочностью. Кроме того, коэффициент трения в таких материалах сильно зависит от влажности воздуха.

6. В малонагруженных и малоответственных фрикционных передачах иногда применяют катки с деревянным покрытием или изготовленные из дерева. Такой материал дешев и имеет достаточно высокий коэффициент трения.

Ниже представлена таблица значений коэффициента трения f для некоторых сочетаний материалов, используемых в фрикционных передачах.

При конструировании фрикционных передач рекомендуется ведущий каток выполнять из менее твердого материала, чем ведомый, чтобы при случайном буксовании на последнем не образовывались лыски.

Применение фрикционных передач

Фрикционные передачи с бесступенчатым регулированием передаточного числа – вариаторы – применяют, например, в металлорежущих, текстильных и других станках, в транспортных машинах, автомобилях и т. п.

Большинство фрикционных передач, применяемых в машиностроении, позволяют передавать мощность до 30 кВт при окружной скорости катков до 25 м/сек.

Эксплуатация АКПП с тормозной лентой

Тормозная лента изготавливается из множества эластичных полос. Материалом служит гибкий сплав металлов, который обладает достаточной прочностью на разрыв и механическое стирание. Для улучшения фиксации внутренняя часть покрывается фрикционным покрытием.

Внешний вид ленты, изготовленной из эластичных полос

В процессе эксплуатации происходит изнашивание полос металла и фрикционного покрытия, поэтому, через определенные промежутки времени может потребоваться замена ленты. Приобретать новую лучше в комплекте с натяжными болтами. Они могут устанавливаться как снаружи, так и внутри АКПП, в зависимости от конструктивных решений автопроизводителя.

При внутреннем размещении головка винта не подвергается загрязнению и разрушению от коррозии. Внешнее расположение хорошо тем, что регулировку натяжения можно проводить без снятия кожуха с коробки. Это позволяет экономить время, а в случае посещения автосервиса, и денежные средства.

Внешний вид регулировочного болта и шпильки с контр-гайкой

Принцип работы фрикционных дисков

При выключенной коробке в нейтральном режиме N диски сцепления не зажаты, находятся в свободном вращении. Прокладки дисков пропитаны смазочным материалом, давление на них пока не воздействует.

Порядок работы механизма сцепления:

Скорость движение автомобиля зависит от установленного передаточного отношения.

Эксплуатационный срок фрикционных дисков

Игнорирование рекомендованных сроков смены жидкости приводит к ускоренному старению масла, потере полезных свойств присадок, быстрому истиранию, прогоранию фрикционных накладок.

Роль фрикционного тормоза

При подготовке фидерной или спиннинговой снасти особое внимание обращают на соответствие параметров: характеристик удилища, лески и катушки. Если поставить на слабое удилище излишне крепкую леску, оно может попросту сломаться.

Смотрим на разрывную нагрузку лески. Допустим, она равна 5 килограммов. Однако при поимке трофея весом в 5 кг он нагружает леску значительно сильнее, причем рывками, да еще и в заросли заплыть может. Это значит, что удилище испытывает сильнейшие нагрузки, что может привести к его поломке. Если же поставить на снасть леску с меньшей разрывной нагрузкой, мощная рыба ее попросту разорвет и бесследно исчезнет, глумливо взмахнув хвостом.

Теперь разбираемся, для чего же нужен фрикцион. Грубо говоря, этот механизм призван гасить рывки рыбы. При правильной регулировке он не наглухо тормозит сход лески, а дает ей некоторый допуск. Леска пружинисто сходит под воздействием рывков, что при правильной настройке фрикциона дает возможность подсекать и вываживать солидные экземпляры с использованием максимально деликатной оснастки.

Срабатывание правильно настроенного фрикциона сигнализирует о приближении уровня нагрузки к максимально допустимому значению (если механизм настроен «под максимум»). При снижении нагрузки стравливание лески прекращается, катушка работает в обычном режиме подмотки и стопора заднего хода.

Фрикционы для мультипликаторных катушек

Фрикционные тормоза для мультипликаторов куда более многообразны, но на поверку они оказываются реализацией одних и тех же принципов, просто под разными именами. Спасибо производителям за разнообразие!

В большинстве случаев, в основу конструкции положен набор тефлоновых (либо карбоновых) и стальных шайб с мягкими прокладками. При затягивании тормоза шайбы плотно зажимаются, давя на главную шестерню и стопоря леску – тут особого отличия с фрикционами «мясорубок» не наблюдается.

Немного о байтраннере

2. Фрикционные пластмассы (марок 16Л, 24А, КФ-3), текстолит, ретинакс по стали. Эти материалы применяют в малонагруженных открытых передачах. Катки из таких материалов имеют пониженную износостойкость, не требуют высокой точности изготовления.

3. Металлокерамика марки ФАБ-II по закаленной стали применяется в открытых силовых передачах.

4. Сочетание материалов чугун-чугун и чугун-сталь используется в передачах, работающих без смазки (всухую) или с недостаточной смазкой.

5. Применяются также катки, покрытые кожей или резиной. Эти материалы обеспечивают высокий коэффициент трения, но обладают малой контактной прочностью. Кроме того, коэффициент трения в таких материалах сильно зависит от влажности воздуха.

6. В малонагруженных и малоответственных фрикционных передачах иногда применяют катки с деревянным покрытием или изготовленные из дерева. Такой материал дешев и имеет достаточно высокий коэффициент трения.

Ниже представлена таблица значений коэффициента трения f для некоторых сочетаний материалов, используемых в фрикционных передачах.

При конструировании фрикционных передач рекомендуется ведущий каток выполнять из менее твердого материала, чем ведомый, чтобы при случайном буксовании на последнем не образовывались лыски.

Применение фрикционных передач

Фрикционные передачи с бесступенчатым регулированием передаточного числа – вариаторы – применяют, например, в металлорежущих, текстильных и других станках, в транспортных машинах, автомобилях и т. п.

Большинство фрикционных передач, применяемых в машиностроении, позволяют передавать мощность до 30 кВт при окружной скорости катков до 25 м/сек.

Эксплуатация АКПП с тормозной лентой

Тормозная лента изготавливается из множества эластичных полос. Материалом служит гибкий сплав металлов, который обладает достаточной прочностью на разрыв и механическое стирание. Для улучшения фиксации внутренняя часть покрывается фрикционным покрытием.

Внешний вид ленты, изготовленной из эластичных полос

В процессе эксплуатации происходит изнашивание полос металла и фрикционного покрытия, поэтому, через определенные промежутки времени может потребоваться замена ленты. Приобретать новую лучше в комплекте с натяжными болтами. Они могут устанавливаться как снаружи, так и внутри АКПП, в зависимости от конструктивных решений автопроизводителя.

При внутреннем размещении головка винта не подвергается загрязнению и разрушению от коррозии. Внешнее расположение хорошо тем, что регулировку натяжения можно проводить без снятия кожуха с коробки. Это позволяет экономить время, а в случае посещения автосервиса, и денежные средства.

Внешний вид регулировочного болта и шпильки с контр-гайкой

Принцип работы фрикционных дисков

При выключенной коробке в нейтральном режиме N диски сцепления не зажаты, находятся в свободном вращении. Прокладки дисков пропитаны смазочным материалом, давление на них пока не воздействует.

Порядок работы механизма сцепления:

Скорость движение автомобиля зависит от установленного передаточного отношения.

Эксплуатационный срок фрикционных дисков

Игнорирование рекомендованных сроков смены жидкости приводит к ускоренному старению масла, потере полезных свойств присадок, быстрому истиранию, прогоранию фрикционных накладок.

Роль фрикционного тормоза

При подготовке фидерной или спиннинговой снасти особое внимание обращают на соответствие параметров: характеристик удилища, лески и катушки. Если поставить на слабое удилище излишне крепкую леску, оно может попросту сломаться.

Смотрим на разрывную нагрузку лески. Допустим, она равна 5 килограммов. Однако при поимке трофея весом в 5 кг он нагружает леску значительно сильнее, причем рывками, да еще и в заросли заплыть может. Это значит, что удилище испытывает сильнейшие нагрузки, что может привести к его поломке. Если же поставить на снасть леску с меньшей разрывной нагрузкой, мощная рыба ее попросту разорвет и бесследно исчезнет, глумливо взмахнув хвостом.

Теперь разбираемся, для чего же нужен фрикцион. Грубо говоря, этот механизм призван гасить рывки рыбы. При правильной регулировке он не наглухо тормозит сход лески, а дает ей некоторый допуск. Леска пружинисто сходит под воздействием рывков, что при правильной настройке фрикциона дает возможность подсекать и вываживать солидные экземпляры с использованием максимально деликатной оснастки.

Срабатывание правильно настроенного фрикциона сигнализирует о приближении уровня нагрузки к максимально допустимому значению (если механизм настроен «под максимум»). При снижении нагрузки стравливание лески прекращается, катушка работает в обычном режиме подмотки и стопора заднего хода.

Фрикционы для мультипликаторных катушек

Фрикционные тормоза для мультипликаторов куда более многообразны, но на поверку они оказываются реализацией одних и тех же принципов, просто под разными именами. Спасибо производителям за разнообразие!

В большинстве случаев, в основу конструкции положен набор тефлоновых (либо карбоновых) и стальных шайб с мягкими прокладками. При затягивании тормоза шайбы плотно зажимаются, давя на главную шестерню и стопоря леску – тут особого отличия с фрикционами «мясорубок» не наблюдается.

Немного о байтраннере

Байтраннер – это механизм, устанавливающийся на силовых катушках-мясорубках с комбинированным фрикционом. Это очень полезная штука для всех видов рыбалки, где предполагается добыча крупного трофея, но ловля ведется пассивно.

Байтраннер актуален для пассивного фидера, русской донки, троллинга, дорожки и так далее – там, где удилища устанавливаются в стойки, а не находятся в руках рыболова. Особенно жалуют катушки с байтраннером карпятники: их ловля требует многочасового ожидания, зато уж трофеи так трофеи.

Механизм включения байтраннера имеет рычажок, расположенный на корпусе катушки. Он работает следующим образом:

Байтраннер серьезно увеличивает не только стоимость, но и вес катушки, поэтому для ловли в заброс он без надобности.

Регулировка фрикциона на безынерционке

Прежде чем активно пользоваться фрикционом на рыбалке, необходимо правильно его настроить. Существует неисчислимое множество подходов к настройке этого механизма. Одни рыболовы затягивают его максимально крепко, дабы обеспечить эффективную подсечку, что оправдано, например при ловле судака с его твердым небом. Другие отпускают фрикцион свободно, чтобы гарантировать сверхдальний заброс и гарантированно застраховать снасть от поломок в случае зацепа. Все это – дело вкуса и опыта, нарабатывающегося годами.

Мы же остановимся на классическом варианте, предполагающем регулировку этого механизма в зависимости от разрывной нагрузки лески (под максимум). Для оптимально точной настройки потребуется груз массой порядка 70-80% от разрывной нагрузки лески. Устанавливать фрикцион на максимально допустимое значение крайне не рекомендуется!

Итак:

В таких условиях фрикцион настраивают редко: обычно сия процедура производится уже на рыбалке. Крючок просто цепляют за дерево, отходят на несколько метров и тянут удилище в сторону, под углом 45-90 o с леской, либо осуществляют подмотку. Как только изгиб удилища достигнет близких к критическим значений, фрикцион потихоньку отпускают до трещотки.
Фрикционы на мультах, предназначенных для ловли в заброс, настраивают аналогичным образом. В качестве регулятора выступает крыльчатая звездочка. Многие рыболовы поступают проще: затягивают фрикцион до максимума, а затем отпускают его на пару щелчков. В случае необходимости можно всегда отпустить фрикцион в процессе вываживания, повернув звездочку на себя.

Сложные и мощные мультипликаторы для троллинга настраиваются несколько иначе, причем всегда на полностью свободной шпуле (отпущенном рычаге). Регулятор подкручивают, устанавливая оптимальные нагрузки как в рабочем (промежуточном) положении рычага, так и на максимально затянутом фрикционе.

Причины быстрого износа фрикционных дисков

Производители современных автомобилей заливают в картер коробки АКПП трансмиссионное масло высокого качества. С появлением «необслуживаемых» авто многие владельцы вообще не заботятся о замене смазочного материала.

Это справедливо для автомобилей, эксплуатируемых в щадящих условиях европейских дорог и умеренного климата:

Причины выхода из строя фрикционных дисков:

Большое влияние на длительность ресурса дисков сцепления оказывает уровень смазочной жидкости в АКПП. При недостаточном количестве масла АТФ возникают аналогичные ситуации, описанные выше.

Часто причиной поломки фрикционов является проникновение охлаждающей жидкости (антифриза, тосола, воды) в смазочную систему АКПП, которая быстро разрушает мягкий пористый материал накладок.

Совет: Разрушения фрикционных дисков связаны с низким качеством трансмиссионной жидкостиATF. Своевременная замена масла в коробке автомат – единственный способ сохранить стабильность работы и увеличить эксплуатационный срок фрикционных накладок. Регламентом предусмотрена полная замена масла в автоматической коробке передач после пробега, равного 60 000 км.

Виды разрушений механизмов

Факторы отказов

Фрикционная передача, схема которой предполагает простоту и надежность, все-таки выходит из строя. Виной поломки может быть:

Чтобы предотвратить отказы, следует правильно рассчитать контактную прочность и использовать тот механизм, у которого она на достаточном уровне, а также применять подходящие противозадирные масла.

Предлагаем закрепить впечатление и посмотреть фото фрикционных передач и ролики, показывающие их устройство и работу. Лучшие из них устанавливаются в станки ижевского производителя «Сармат» – в мощное, удобное в пользовании и надежное оборудование, помогающее решать самые ответственные задачи.

Факторы отказов

Фрикционная передача, схема которой предполагает простоту и надежность, все-таки выходит из строя. Виной поломки может быть:

Чтобы предотвратить отказы, следует правильно рассчитать контактную прочность и использовать тот механизм, у которого она на достаточном уровне, а также применять подходящие противозадирные масла.

Предлагаем закрепить впечатление и посмотреть фото фрикционных передач и ролики, показывающие их устройство и работу. Лучшие из них устанавливаются в станки ижевского производителя «Сармат» – в мощное, удобное в пользовании и надежное оборудование, помогающее решать самые ответственные задачи.

Основные признаки неисправности фрикционов

В процессе эксплуатации автомобиля часто возникают тревожные симптомы, по которым определяются дефекты отдельных узлов и деталей. При поломке и износе фрикционных дисков появляются следующие признаки:

При возникновении одного или нескольких симптомов рекомендуется проверить работу механизма сцепления. В современных автомобилях проверка фрикционов осуществляется при подключении к бортовому компьютеру через специальные диагностические разъемы.

Рекомендации по конструированию фрикционных передач

1. Ведущий каток изготавливают из менее твердого материала, чем ведомый, чтобы при буксовании на рабочей поверхности ведомого катка не образовались задиры.

2. Ширину обода b ₁ малого катка выполняют на 5 – 10 мм больше расчетной величины b ₂ с целью компенсации возможного осевого смещения катков из-за неточности сборки. Предельный размер b ₂ ≤ D_min , так как трудно обеспечить равномерное прилегание катков на большой ширине обода.

3. Прижимное устройство катков может создавать постоянную силу с помощью пружины, силы тяжести конструкции и др.

4. Для уменьшения буксования при пуске в цилиндрических фрикционных передачах нажимным выполняют ведомый каток.

В многоступенчатых приводах фрикционную передачу целесообразно применять на быстроходных ступенях.

Характер и причины отказов фрикционных передач

Главным параметром фрикционных устройств, определяющим их износоустойчивость, считается контактная прочность, оцениваемая по напряжениям смятия плоскости в месте соприкосновения катков. Выделяет следующие виды разрушения механизмов для преобразования движений:

Выделяют следующие факторы отказов фрикционных передач:

Для предотвращения отказа фрикционных устройств нужно рассчитать контактную прочность прибора. Катки обязаны быть изготовленными из жестких материалов, выдерживающих высочайшее контактное усилие. Предотвратить заедание плоскостей возможно с поддержкой противозадирных масел. Они увеличивают коэффициент трения в 1,5 раза.

Замена фрикционов АКПП

Фрикционные накладки начинают разрушаться при температуре трансмиссионного масла ATFвыше 140°С. При длительном превышении допустимого температурного диапазона мягкие фрикционы горят и осыпаются. Если толщина фрикционных дисков меньше установленных параметров, необходима срочная замена на новый пакет. Длительное использование истонченных прогоревших прокладок приводит к преждевременному выходу из строя рабочих узлов и деталей АКПП.

Замена фрикционов осуществляется в подготовленном помещении, очищенном от грязи, пыли. В ремкомплект, кроме фрикционных дисков, входят:

Известно, что пакеты фрикционов стоят сравнительно недорого, однако, повышенная трудоемкость данного мероприятия приводит к увеличению стоимости ремонтных работ.

Совет: При выборе новых комплектов фрикционных дисков необходимо отдавать предпочтение оригинальным запчастям или изделиям от проверенных производителей. Лучше всего использовать продукцию фирм, рекомендованных самим автопроизводителем.

Источник