CN222010902U - 止推片及止推片摩擦系数测试台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械配件技术领域，公开了止推片及止推片摩擦系数测试台，止推片包括两个承载面；任意承载面包括平面段和至少一个凹陷段，凹陷段为弧面，凹陷段包括主体段以及位于主体段两端的过渡段，过渡段将主体段和平面段平滑相接。本实用新型由于止推片的承载面包括平面段和凹陷段，平面段用于承受载荷，凹陷段，顾名思义，低于平面段，凹陷段包括主体段和过渡段，通过过渡段，主体段的两端能够和平面段圆滑相接。凹陷段用来满足一定程度混合摩擦润滑的条件，可通过控制平面段和凹陷段的尺寸参数得到较小或最小的摩擦系数，降低粗糙接触压力，使其更接近于油膜润滑。凹陷段可以通过冲压成型，避免了额外加工成本。

Description

止推片及止推片摩擦系数测试台

技术领域

本实用新型涉及机械配件技术领域，具体涉及止推片及止推片摩擦系数测试台。

背景技术

部分混动控制策略中发动机和电机之间连接有离合器，当使用纯电驱动模式时，发动机轴向会受到离合器系统的推力或拉力，长时间(＞10min)持续处于离合状态。依赖飞溅润滑的发动机曲轴止推片的工作条件就会变得十分苛刻，在承载比压较大(1.5MPa左右)的情况下，行驶30000～50000km一侧的止推片容易发生早期磨损故障。

目前行业内通过采用强制润滑结构，通过额外的加工油道对止推片位置进行强制润滑，比如，在止推片表面设置凹字型的油槽，依赖曲轴表面飞溅的机油进入油槽润滑止推面，使接触面产生连续的油膜，变混合摩擦润滑方式为油膜润滑，但采用强制润滑需要布置新的油道，提升零件加工成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种止推片及止推片摩擦系数测试台，以解决止推片采用强制润滑加工成本增加的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种止推片，止推片包括两个承载面；任意承载面包括平面段和至少一个凹陷段，凹陷段为弧面，凹陷段包括主体段以及位于主体段两端的过渡段，过渡段将主体段和平面段平滑相接。

有益效果：由于止推片的承载面包括平面段和凹陷段，平面段用于承受载荷，凹陷段，顾名思义，低于平面段，凹陷段包括主体段和过渡段，通过过渡段，主体段的两端能够和平面段圆滑相接。凹陷段用来满足一定程度混合摩擦润滑的条件，可通过控制平面段和凹陷段的尺寸参数得到较小或最小的摩擦系数，降低粗糙接触压力，使其更接近于油膜润滑。凹陷段可以通过冲压成型，避免了额外加工成本。

在一个可选的实施方式中，过渡段的曲率半径为R₁，主体段的曲率半径为R₂，R₂＜R₁。

有益效果：主体段的曲率半径小于过渡段的曲率半径，使得凹陷段的中部凹陷深度最大，越靠近平面段，凹陷深度越小，最终与平面段平滑过渡。这样设置，凹陷段易于储油，且由于凹陷段和平面段之间通过过渡段平滑相接，使得凹陷段中的润滑油容易进入平面段，实现在止推片的整个承载面形成润滑油膜，提升止推片的寿命。

在一个可选的实施方式中，止推片为扇形结构，沿止推片的弧长延伸方向，平面段和凹陷段均设有多个，且平面段和凹陷段间错设置。

有益效果：止推片的平面段和凹陷段设置多个，且两者间错设置，即，沿止推片的弧长延伸方向，承载面设置多个凹陷段，能够储存更多的润滑油，将多个凹陷段和多个平面段间错设置，能够提升整个承载面的润滑效果。

在一个可选的实施方式中，平面段或凹陷段在承载面内对称分布。

有益效果：这样设置，一方面便于加工，另一方面，保证止推片整个承载面的润滑效果均匀。

在一个可选的实施方式中，平面段和凹陷段之间的边界线经过止推片的内缘的圆心，或，平面段与相邻的凹陷段的两条分界线平行。

有益效果：这样设置，能够保证平面段和凹陷段的一致性高，保证承载面的得到均匀的润滑效果。

在一个可选的实施方式中，沿止推片的径向，凹陷段的两侧分别贯穿止推片的内缘和止推片的外缘。

有益效果：这样设置，便于加工，同时，有利于润滑油的流动。

在一个可选的实施方式中，凹陷段通过冲压形成。

有益效果：通过采用冲压的加工方法，能够成型凹陷段，且加工成本低。

在一个可选的实施方式中，止推片的承载面设有耐磨层。

有益效果：通过在止推片的承载面设置耐磨层，能够提高止推片的耐磨能力，从而提高止推片承受长时间持续的大载荷的能力。

在一个可选的实施方式中，耐磨层包括合金层，或，耐磨层由喷涂固态润滑剂或喷砂形成。

有益效果：上述方式均能形成在承载面的耐磨层。

第二方面，本实用新型还提供了一种止推片摩擦系数测试台。如图3所示，止推片摩擦系数测试台包括机台、转动连接在机台上的转轴、设于机台上的轴向加载件和润滑油管。上述实施例提供的止推片设于转轴的旋转端面上。止推片的承载面和转轴的旋转端面抵接。轴向加载件能够向止推片施加轴向加载力。润滑油管可以向止推片通入润滑油。

有益效果：止推片摩擦系数测试台可以模拟不同直径转轴以及轴向力下的飞溅润滑，通过改变止推片中平面段的长度L₁、凹陷段的长度L₂、主体段的曲率半径R₂以及过渡段的曲率半径R₁，并测量不同轴力/转速下的摩擦扭矩，再根据接触面积得到摩擦系数。从而，可以通过试验得到需求边界(轴径/转速/止推力)下最合适的平面段的长度L₁、凹陷段的长度L₂、主体段的曲率半径R₂以及过渡段的曲率半径R₁，使L₁的值更大，即承载面积更大，同时使摩擦系数最小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种止推片的主视图；

图2为图1所示的止推片中沿X-X的剖视图；

图3为本实用新型实施例的一种止推片摩擦系数测试台的结构示意图；

图4为咬合止推力、L2/L1及摩擦系数的三维曲线图；

图5为四个测试例的转速和摩擦系数曲线图。

附图标记说明：

10、止推片；1、承载面；11、平面段；12、凹陷段；121、主体段；122、过渡段；20、止推片摩擦系数测试台；201、转轴；202、轴向加载件；203、润滑油管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前行业主要通过三种方法来提升止推片10的润滑效果，使止推片10能够承载长时间的持续载荷:

1、采用强制润滑结构，通过额外的加工油道对止推片10位置进行强制润滑，使接触面产生连续的油膜，变混合摩擦润滑方式为油膜润滑，但采用强制润滑需要布置新的油道，提升零件加工成本。这种解决方案除了需要额外的加工成本，有时还会因为现有结构的空间限制无法布置合适的强制润滑油路。

2、加大止推片10，使止推面承载面1积更大，承载比压更低，减小润滑摩擦润滑时的磨损量。但采用该方案需要较大的止推面，而曲轴通常不会预留更大的止推面。

3、变更止推片10材料或在表面增加耐磨工艺，比如采用耐久合金层/喷涂MoS2固态润滑剂/喷砂等。采用该方法依然会增加零件成本。

下面结合图1至图5，描述本实用新型的实施例。

根据本实用新型的实施例，第一方面，提供了一种止推片10，止推片10包括两个承载面1；任意承载面1包括平面段11和至少一个凹陷段12，凹陷段12为弧面，凹陷段12包括主体段121以及位于主体段121两端的过渡段122，过渡段122将主体段121和平面段11平滑相接。

本实施例的止推片10，由于止推片10的承载面1包括平面段11和凹陷段12，平面段11用于承受载荷，凹陷段12，顾名思义，低于平面段11，凹陷段12包括主体段121和过渡段122，通过过渡段122，主体段121的两端能够和平面段11圆滑相接。凹陷段12用来满足一定程度混合摩擦润滑的条件，可通过控制平面段11和凹陷段12的尺寸参数得到较小或最小的摩擦系数，降低粗糙接触压力，使其更接近于油膜润滑。凹陷段12可以通过冲压成型，避免了额外加工成本。

在一个实施例中，过渡段122的曲率半径为R₁，主体段121的曲率半径为R₂，R₂＜R₁。

主体段121的曲率半径小于过渡段122的曲率半径，使得凹陷段12的中部凹陷深度最大，越靠近平面段11，凹陷深度越小，最终与平面段11平滑过渡。这样设置，凹陷段12易于储油，且由于凹陷段12和平面段11之间通过过渡段122平滑相接，使得凹陷段12中的润滑油容易进入平面段11，实现在止推片10的整个承载面1形成润滑油膜，提升止推片10的寿命。

在一个实施例中，止推片10为扇形结构，沿止推片10的弧长延伸方向，平面段11和凹陷段12均设有多个，且平面段11和凹陷段12间错设置。

止推片10的平面段11和凹陷段12设置多个，且两者间错设置，即，沿止推片10的弧长延伸方向，承载面1设置多个凹陷段12，能够储存更多的润滑油，将多个凹陷段12和多个平面段11间错设置，能够提升整个承载面1的润滑效果。

在一个实施例中，平面段11或凹陷段12在承载面1内对称分布。

具体的，以止推片10的扇形角为180°为例，止推片10的扇形角为90°的半径为轴线，止推片10的承载面1关于止推片10的轴对称设置，即位于轴两侧的平面段11、凹陷段12均对称设置，这样，一方面便于加工，另一方面，保证止推片10整个承载面1的润滑效果均匀。

在一个实施例中，平面段11和凹陷段12之间的边界线经过止推片10的内缘的圆心，或，平面段11与相邻的凹陷段12的两条分界线平行。

上述两种实施方式，均能保证平面段11和凹陷段12的一致性高，保证承载面1的得到均匀的润滑效果。

在一个实施例中，沿止推片10的径向，凹陷段12的两侧分别贯穿止推片10的内缘和止推片10的外缘。

这样设置，便于加工，同时，有利于润滑油的流动。

在一个实施例中，凹陷段12通过冲压形成。

通过采用冲压的加工方法，能够成型凹陷段12，且加工成本低。

在一个实施例中，止推片10的承载面1设有耐磨层。

通过在止推片10的承载面1设置耐磨层，能够提高止推片10的耐磨能力，从而提高止推片10承受长时间持续的大载荷的能力。

在一个实施例中，耐磨层包括合金层，或，耐磨层由喷涂固态润滑剂或喷砂形成。

具体的，耐磨层可以是合金层，也可以是通过喷涂固态润滑剂或喷砂形成，上述方式均能形成在承载面1的耐磨层。具体的，固态润滑剂包括MoS2。

进一步的，由于设置耐磨层成本会提高，因此，为了控制成本，可以仅在平面段11设置耐磨层。这样，由于平面段11是与轴端面直接接触的，在平面段11设置耐磨层能够提升平面段11的耐磨能力，同时，承载面1并非全部设置耐磨层，也能控制加工工艺的成本。

具体的，止推片10为扇形结构，沿止推片10的弧长延伸方向，平面段11的长度为L₁，凹陷段12的长度为L₂，可以通过止推片摩擦系数测试台20试验来确定止推片10中平面段11和凹陷段12的长度比例，即L₂和L₁的比值。

根据本的实施例，第二方面，还提供了一种止推片摩擦系数测试台20。如图3所示，止推片摩擦系数测试台20包括机台、转动连接在机台上的转轴201、设于机台上的轴向加载件202和润滑油管203。上述实施例提供的止推片10设于转轴201的旋转端面上。止推片10的承载面1和转轴201的旋转端面抵接。轴向加载件202能够向止推片10施加轴向加载力(也即图5中的咬合止推力)。润滑油管203可以向止推片10通入润滑油。

止推片摩擦系数测试台20可以模拟不同直径转轴201以及轴向力下的飞溅润滑，通过改变止推片10中平面段11的长度L₁、凹陷段12的长度L₂、主体段121的曲率半径R₂以及过渡段122的曲率半径R₁，并测量不同轴力/转速下的摩擦扭矩，再根据接触面积得到摩擦系数。如图4所示，在一个测试例中，旋转轴201直径为90mm，转速为1200rpm，不同的L₂/L₁的值，对应通过施加不同的咬合止推力时得到不同的摩擦系数。从图4可以看出，L₂/L₁的值在1至1.5的区间范围内，摩擦系数较小，当L₂/L₁的值约为1.2时，摩擦系数最小。

通过试验能够得到需求边界(轴径/转速/止推力)下最合适的平面段11的长度L₁、凹陷段12的长度L₂、主体段121的曲率半径R₂以及过渡段122的曲率半径R₁，使L₁的值更大，即承载面1积更大，同时使摩擦系数最小。

以某特定边界为案例，边界已确认了转轴201轴颈直径、机油压力、发动机转速和止推面的内外径等边界条件。

试验台最好可以满足相关边界条件，以保证试验台对不同边界的适用性。通过将不同预设计尺寸的止推片10样件搭载到试验台上完成试验，测量出摩擦系数，可以绘制出如图4和图5的关系曲线。

通过调整止推片10的L₁、L₂、R₁和R₂的尺寸重复进行试验，得到最合适的比压和摩擦系数关系图，从而确认最优的止推片10结构的设计。

通过试验设计混合摩擦润滑下的发动机曲轴止推片10，从而得到最小的摩擦系数。

这里提供四个测试例，分别为：传统的止推片10、本实用新型提供的止推片10、带耐磨层的传统止推片10以及带耐磨层的本实用新型的止推片10。传统的止推片10的摩擦系数为μ₁，本实用新型提供的止推片10的摩擦系数为μ₂，带耐磨层的传统止推片10的摩擦系数为μ₃，带耐磨层的本实用新型的止推片10的摩擦系数为μ₄。

通过上述测试方法对四个测试例进行测试并绘制得到图5的曲线图。其中，曲线a传统的止推片10，曲线b为本实用新型提供的止推片10，曲线c为带耐磨层的传统止推片10，曲线d为带耐磨层的本实用新型的止推片10。由图5可以看出，在转速小于600rpm的范围内，相同转速下，则，μ₁＞μ₂＞μ₃＞μ₄；在转速大于600rpm的范围内，仍是μ₁＞μ₂，μ₃＞μ₄。即，同样是未加耐磨层，本实用新型的止推片10的摩擦系数小于传统的止推片10的摩擦系数；同样是加了耐磨层，本实用新型的止推片10的摩擦系数小于传统的止推片10的摩擦系数，因此，本实用新型提供的止推片10的润滑效果更好。

根据本实用新型的实施例，第三方面，还提供了一种转轴润滑结构，包括转轴201以及以上技术方案中任一项所述的止推片10，止推片10设于转轴201上。

通过在转轴201上设置上述技术方案中的止推片10，能够保证长时间大载荷地运行，止推片10和轴端润滑效果好，降低粗糙接触压力，止推片10寿命更长久。同时，由于止推片10的凹陷段12可以通过冲压成型，避免了额外加工成本。

根据本实用新型的实施例，第四方面，还提供了一种工程车辆，包括以上技术方案中的转轴润滑结构。其中，工程车辆包括重卡、挂车、挖掘机、掘锚机、推土机、压路机和混凝土泵车。

由于本实施例的工程车辆包括上述的转轴润滑结构，具有与转轴润滑结构相同的技术效果，此处不再赘述。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种止推片，其特征在于，包括两个承载面(1)；任意所述承载面(1)包括平面段(11)和至少一个凹陷段(12)，所述凹陷段(12)为弧面，所述凹陷段(12)包括主体段(121)以及位于所述主体段(121)两端的过渡段(122)，所述过渡段(122)将所述主体段(121)和所述平面段(11)平滑相接。

2.根据权利要求1所述的止推片，其特征在于，所述过渡段(122)的曲率半径为R₁，所述主体段(121)的曲率半径为R₂，R₂＜R₁。

3.根据权利要求1或2所述的止推片，其特征在于，所述止推片(10)为扇形结构，沿所述止推片(10)的弧长延伸方向，所述平面段(11)和所述凹陷段(12)均设有多个，且所述平面段(11)和所述凹陷段(12)间错设置。

4.根据权利要求3所述的止推片，其特征在于，所述平面段(11)或所述凹陷段(12)在所述承载面(1)内对称分布。

5.根据权利要求3所述的止推片，其特征在于，所述平面段(11)和所述凹陷段(12)之间的边界线经过所述止推片(10)内缘的圆心，或，所述平面段(11)与相邻的所述凹陷段(12)的两条分界线平行。

6.根据权利要求1或2所述的止推片，其特征在于，沿所述止推片(10)的径向，所述凹陷段(12)的两侧分别贯穿所述止推片(10)的内缘和所述止推片(10)的外缘。

7.根据权利要求1或2所述的止推片，其特征在于，所述凹陷段(12)通过冲压形成。

8.根据权利要求1或2所述的止推片，其特征在于，所述止推片(10)的承载面(1)设有耐磨层。

9.根据权利要求8所述的止推片，其特征在于，所述耐磨层包括合金层，或，所述耐磨层由喷涂固态润滑剂或喷砂形成。

10.一种止推片摩擦系数测试台，其特征在于，包括：

机台；

转轴(201)，所述转轴(201)转动连接于所述机台；

权利要求1至8中任一项所述的止推片，所述止推片(10)设于所述转轴(201)的旋转端面上，所述止推片(10)的设有凹陷段(12)的承载面(1)和所述转轴(201)的旋转端面抵接；

轴向加载件(202)，所述轴向加载件(202)设于所述机台上，所述轴向加载件(202)适于向所述止推片(10)施加轴向加载力；

润滑油管(203)，所述润滑油管(203)适于向所述止推片(10)通入润滑油。