电磁离合器的温度场及热应力有限元分析

电磁离合器作为应用广泛的自动化执行元件，其正常工作时摩擦片的温度均控制在许用范围内，但当遇到过载、连续打滑等极端工况时，它产生大量的热如不能及时散发会使得摩擦片抱死、烧结及线圈过热烧毁，致使电磁离合器不能正常工作。电磁离合器的摩擦片温度场的分析目前已做了大量研究，但对整个电磁离合器的温度场及热应力分布还没有人系统分析研究过，也没有建立一套完整的研究体系。本文首先从电磁离合器的分类、结构和动作特性出发，分析其热源，应用传热学的知识，建立电磁离合器温度场的热平衡方程及边界条件，其次根据电磁离合器工作原理及其热传递过程对温度场的复杂边界条件，进行了适当的简化，由此建立了一个与实际工况相吻合的数学模型。采用有限元分析和理论计算相结合的手段，对电磁离合器的电磁力、各面换热系数和摩擦片结合产生的摩擦热量进行了分析计算，系统地分析了电磁离合器电磁力、温度场及热应力的大小和分布情况。通过改变电磁离合器工况，对温度场的影响情况进行了比较、分析，得出了有益的结论。本文的研究将为电磁离合器的设计及完善奠定基础，是电磁离合器传动系统生存、设计等所必需的设计基础条件。因此，电磁离合器温度场及热应力分布研究为合理的结构设计和冷却系统布置提供指导，具有重要的理论价值和实践意义。