Este estudo combina software de análise numérica com metodologia de superfície de resposta (RSM) para explorar sistematicamente o método de projeto de otimização para placas de fricção de embreagens hidroviscosas.
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Artigo de investigação
Método de Projeto de Otimização Paramétrica para Placas de Fricção de Embreagens Hidroviscosas
Neste artigo
Resumo
Resumo
A embreagem hidroviscosa (HVC) opera com base na teoria da transmissão viscosa líquida, usando fluido viscoso como meio de trabalho para transmitir energia através da força de cisalhamento do filme de óleo entre as placas de fricção. A estrutura da ranhura nas placas de fricção afeta diretamente a capacidade de transmissão de torque e o aumento da temperatura induzida por cisalhamento do filme de óleo. Portanto, projetar estruturas de placas de fricção que equilibrem a transmissão de torque eficiente e o baixo aumento de temperatura é de grande importância. Para resolver esse problema, este estudo analisa o impacto da estrutura do sulco nas características do filme de óleo e identifica os principais fatores de influência. Posteriormente, um software de simulação foi usado para calcular o torque e o aumento de temperatura do filme de óleo sob diferentes estruturas de ranhura. Os parâmetros estruturais das placas de fricção foram então otimizados usando o projeto Box-Behnken da metodologia de superfície de resposta (RSM). Os resultados mostram que o design otimizado da placa de fricção, com uma profundidade de ranhura de 0,214 mm, um comprimento de arco de 5 mm, 16 ranhuras radiais em forma de arco e 5 ranhuras circunferenciais, pode reduzir significativamente a temperatura do filme de óleo, garantindo alta transmissão de torque. Essa abordagem de design fornece uma referência para o design otimizado de pares de fricção em embreagens hidroviscosas de vários tamanhos.
Introdução
Com o rápido desenvolvimento da produtividade social, um número crescente de grandes máquinas de carga pesada está sendo utilizado nos processos de construção e fabricação. Essas máquinas exigem regulação dinâmica de velocidade de alta potência, considerando também o baixo consumo de energia.
Nos últimos anos, um novo tipo de dispositivo de controle de velocidade foi proposto e usado em máquinas pesadas, especificamente a embreagem hidroviscosa. Este dispositivo integra tecnologias mecânicas, de controle eletrônico e hidráulicas, incorporando transmissão de cisalhamento de fluido e transmissão de atrito mec....
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Protocolo
NOTA: A rota técnica do esquema de projeto é mostrada na Figura 1, que inclui principalmente o estabelecimento do modelo, a análise de simulação e a otimização de parâmetros. O estabelecimento do modelo inclui duas categorias principais: modelos necessários para análise de fator único e modelos derivados do projeto experimental dado pela metodologia de superfície de resposta (RSM) após a determinação dos fatores de influência. O estabelecimento do modelo é concluído no SolidWorks, a análise de simulação é realizada no Fluent e a otimização de parâmetros é realizada no Design-Expert.
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Resultados
As etapas de modelagem e análise de simulação no esquema visam determinar quais parâmetros das ranhuras da placa de fricção afetam significativamente a temperatura do filme de óleo e o torque transmitido. Por meio da otimização de parâmetros de dados amostrados, as combinações de parâmetros que afetam o desempenho do filme de óleo são ajustadas, seguidas de modelagem e simulações repetidas para gerar dados, obtendo os parâmetros ideais para as ranhuras da placa de fricção por meio da otimização da superfície de resposta........
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Discussão
Este estudo propõe um método de projeto de otimização para a estrutura do sulco de óleo das placas de fricção da Embreagem Hidroviscosa. Especificamente, visa melhorar o desempenho do filme de óleo alterando parâmetros como número, arranjo e dimensões geométricas das ranhuras10. Uma combinação de simulações numéricas usando o software Fluent e a Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) é empregada para analisar e otimizar parâmetros como o número de sulcos radi.......
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Divulgações
Os autores declaram não ter interesses financeiros conflitantes ou outros conflitos de interesse.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pela Fundação de Pesquisa do Departamento de Educação da Província de Hunan da China (23A0620), o Fundo Conjunto Regional do Projeto da Fundação de Ciências Naturais da Província de Hunan da China (2025JJ70310), o Programa de Inovação em Práticas de Pós-Graduação da Universidade de Tecnologia de Jiangsu (XSJCX24_44).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Aldário | N/A | N/A | Material da liga |
| Ansys-Workbench | ANSYS | ANSYS 2023R1 | Método multifuncional de elementos finitos, software de programa de design de computador. |
| Especialista em design | Stat-Ease | Especialista em Design 13 | Uma ferramenta experimental de análise de dados |
| Óleo hidráulico nº 8 | N/A | N/A | Líquido |
| PC | N/A | N/A | Equipamento de informática |
| SOLIDWORKS | Dassault Systèmes | SolidWorks 2023 | Uma ferramenta de desenho de software de engenharia |
| Aço | N/A | N/A | Material da liga |
Referências
- Li, J. Application of liquid viscous soft start device in coal mine belt conveyor. Inverter World. 11, 118-123 (2018).
- Yan, C. Research and application of safety protection device for coal mine belt conveyor. Energy Energy Saving. 2....
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Reimpressões e permissões
