闸瓦摩擦特性对制动器温度/应力的影响

为获得闸瓦摩擦特性在紧急制动过程中对制动器温度场/应力场的影响,针对超深矿井提升机制动系统,提出了紧急制动过程中制动器温度场/应力场的理论计算方法。并以此为基础,再运用有限元的方法建立了紧急制动过程中制动器的热-结构直接耦合模型,得到了闸瓦不同摩擦特性下紧急制动过程中制动副的温度场和应力场的大小与分布规律。     

矿用盘式制动器温度场仿真分析

为了研究不同设计结构对矿用盘式制动器在摩擦制动过程中温度场分布的影响,依照摩擦学和传热学的基本原理,对2种设计结构下的盘式制动器进行摩擦制动过程的瞬态热分析。首先建立热传导数学模型,以确定温度场仿真时热载荷的加载方式;然后运用Solid Works软件建立制动盘的三维模型,并对该三维模型进行温度场瞬态热分析。结果表明,在材料和体积相同的情况下,制动盘的表面积越大,制动过程中出现的最高温度越低。上述研究为矿用盘式制动器的结构改进及优化提供了理论依据。     

系统分析方法在湿式多片制动器设计中的应用

将工程车辆制动摩擦系统定义分解为环境、结构、行为和功能子系统，并介绍了系统分析方法在湿式多片制动器摩擦机理、社片压力分布规律、制动过程动态模拟和摩擦偶件非稳态温度场数值模拟等设计研究中的应用     

铰接式电动轮制动器连续制动温度场分析

针对铰接式电动轮制动器半径大、转速高的特点,通过对盘式制动器连续制动过程中的摩擦过程进行分析,并考虑了摩擦因数温度特性与对流换热的影响,利用有限元软件模拟了盘式制动器连续10次制动过程,得到了制动器摩擦表面温度场分布与温度在制动器厚度方向上的传递过程。     

带式输送机的盘式制动器瞬态温度场分析

针对带式输送机中盘式制动器因摩擦生热导致的制动性能降低问题,进行了摩擦副之间的瞬态温度场分析,并提出了制动盘的结构优化方案。基于COMSOL的热力耦合方法,对制动器的瞬态温度场进行了计算,得到了摩擦副的最高温度与径向温度分布。通过对带式输送机单次制动过程的100s模拟,得出了摩擦副的产热与散热特性。通过对制动盘轴向尺寸的优化,将制动器瞬时最高温度降低了35%。     

单轨吊制动系统热-结构耦合温度场分析

为获得闸块尺寸大小对制动器温度场的影响,针对单轨吊制动系统,提出了制动器制动过程中的温度场的理论计算方法,并以此为基础,再运用有限元仿真分析软件进行制动系统热-结构耦合温度场仿真分析,得到了同种制动工况下,闸片尺寸大小对温度场大小和分布的影响规律。     

矿车制动器热应力分布规律的研究

以某型矿用汽车制动器为研究对象,利用ABAQUS软件建立制动器模型,根据实际情况全面地模拟矿车制动过程,得出紧急制动工况下制动温度场和应力场的分布规律,并按模拟的制动过程分析了结论,为提高矿车制动器性能提供了依据,对于制动器的改进以及智能制动器温度传感器的布置等有指导意义。     

全封闭湿式多盘制动器温度场的有限元分析

建立了全封闭湿式多盘制动器摩擦元件的有限元分析模型,针对摩擦盘产生热-机失稳现象,应用ANSYS有限元分析软件对全封闭湿式多盘制动器初始接触压力和瞬态温度场进行了分析。有限元分析结果表明,湿式多盘制动器摩擦界面上的接触压力沿摩擦盘半径方向不均匀分布,导致了输入摩擦盘的热流密度分布不均匀;在制动过程中摩擦盘沿半径方向温度梯度过大,导致全封闭湿式多盘制动器对偶摩擦盘的破坏。为提高其使用寿命,在进行制动器结构设计和摩擦材料的选择时,应考虑由热引起的弹性变形对摩擦盘压力场和温度场分布的影响。     

皮带机用闸瓦片式制动器摩擦生热的温度场分析

闸瓦片式制动器利用摩擦力来实现制动效果,摩擦产生的热会降低制动性能。基于温度场数学模型,通过有限元分析软件进行模拟,仿真分析了制动器摩擦片的温度场。结果表明,与制动轮接触的摩擦片表面边缘位置高温集中;制动时间不变时,边缘最高温度随制动压力的增大而增大;制动压力不变时,边缘最高温度随制动时间的延长而增大。摩擦副温度随制动的进行而不断上升,摩擦系数随制动正压力的增大而减小。     

超深井提升机制动器紧急制动热-结构分析

以超深井提升机制动系统为研究对象,构建了制动系统的虚拟样机模型,获得了不同制动比压下闸盘转速随时间的变化关系;在此基础上,考虑盘形制动器材料参数的温度特性,构建了制动器三维瞬态热-结构耦合有限元计算模型,获得了紧急制动过程中制动器的温度场/应力场分布情况,揭示了超深井提升机紧急制动过程中制动器瞬态温度场/应力场的分布规律。     

下运带式输送机液压调速软制动器特性分析及试验研究

根据煤矿下运带式输送机的特性,研究了一种能够解决下运带式输送机安全制动的液压调速软制动器,分析了该制动系统的特性和工作机理,设计了该制动系统的动态测试试验系统,进行了下运带式输送机在正常制动、超速保护制动、低速制动、突然停电制动及频繁制动等工况下的模拟试验。由试验结果可知,基于恒减速、高压力、无摩擦副的液压调速软制动器既实现了下运带式输送机的无摩擦安全制动,也可保持制动过程中制动减速度的基本恒定,降低了制动过程对输送机的冲击力,提高了设备的使用寿命;同时,液压调速软制动器在非制动工况下的近似零阻尼回路,极大地降低了系统在非制动工况下的发热量,确保液压调速软制动器的可靠应用。     

湿式制动器的制动过程和摩擦温度场的研究

根据制动试验台的试验数据给出了湿式制动器制动过程的力学描述，建立了力矩方程、运动方程和功率方程。通过对制动过程的分析提出了摩擦片热传导的物理模型并根据模型建立了求解摩擦温度场的微分方程。摩擦片的损坏主要是由表面温度的最大值过高引起的。计算结果表明，表面温度不仅与材料的热物理性能参数有关，而且与制动器的结构和制动过程有关。增加摩擦片的厚度可以加大热容量，降低表面温度的最大值。而增加摩擦片片数，即增加实际接触面积对降低表面温度的最大值作用更明显。延长制动时间不能降低表面温度的最大值。因此，制动器设计中应尽可能增加摩擦片接触面积，选择合理的摩擦片厚度。本文的结论也适用于湿式离合器。     

带式输送机盘式制动器温升分析

基于三维循环对称有限元模型,提出了带式输送机盘式制动器制动过程中温度场计算方法。讨论边界条件和各种相关参数的确定方法,以及输送机制动过程热流载荷的计算方法。仿真结果表明:在制动开始阶段,制动盘迅速升温,高温区集中在制动盘摩擦面表层。仿真结果与实验数据相符。     

基体共混改性对树脂基摩阻材料摩擦磨损性能的影响

研究了树脂基摩阻材料的基体共混改性对树脂基摩阻材料/喷射沉积铝基复合材料摩擦副在干摩擦状态下摩擦磨损性能的影响, 着重探讨了腰果壳油改性酚醛树脂与丁腈橡胶(NBR)的比例对摩擦副的影响, 在此基础上制备出了用于1∶1台架制动试验的树脂基闸片。结果表明: 对于铝基复合材料, 树脂基摩阻材料腰果壳油改性酚醛树脂与丁腈橡胶的最佳比例为1∶1, 同时, 1∶1台架试验结果表明所制备的树脂基摩阻材料可以很好地适用于铝基复合材料制动盘, 满足200 km/h高速列车的制动要求。     

矿用带式输送机盘式制动器瞬时温度场仿真分析与实验研究

根据盘式制动器的结构、工作原理以及带式输送机的运行理论,在传热学和摩擦学的理论基础上,建立了制动盘热传递的数学模型,以确定热载荷的加载方式。借助ANSYS仿真工具对制动盘进行了热载荷的加载,得到整个制动过程中制动盘的瞬时温度场分布情况。搭建实验台,利用相同的理论与方法对制动盘瞬时温度场进行了仿真和实验测试研究,最终通过实验结果验证了所使用的有限元仿真分析方法的正确性和可行性。为煤矿用带式输送机制动器的设计和结构优化提供了理论依据。     

斜巷防跑车装置吸能器设计研究

设计了可进行二级制动的吸能器装置。该吸能器装置由摩擦式吸能器与弹簧式吸能器组成,矿车发生跑车后,首先是摩擦式吸能器实施制动,当摩擦式制动一定距离后,弹簧式吸能器实施制动,确保矿车在规定的制动距离能被阻止。该吸能器装置具有可靠性高、成本低等优点。     

Research on temperature rise of hoisting machine disk brake

A mathematical model and finite element model for analysis of temperature rise of the hoisting machine brake system was constructed, limit conditions were defined, and the law of temperature rise of brake shoes during emergent brake course was analyzed and calculated by using finite element software. By analyzing the calculation results, the law of temperature change of surface of brake disk and shoes during the braking process was found. The law of brake shoes surface temperature distribution and the law of temperature change along with thickness of brake shoes at brake time 0.5 s, 1.0 s and 1.5 s was analyzed. A hoisting machine emergent braking test was carried out. Finally, the author concluded that velocity rebound in the process of hoisting machine emergent brake is due to decreased friction coefficient caused by the temperature rise of the brake shoes surface.     

制动摩擦系统的研究与设计

针对制动摩擦系统的特点,分析了制动器摩擦学设计的研究内容。主要包括无石棉摩擦材料及对偶材质的选用,对偶表面形貌对制动摩擦性能的影响,提出了有利于摩擦热散出、转换的制动器结构设计,并指出今后制动器基础研究的发展方向。     

制动器摩擦材料的热衰退现象研究

大型提升机上使用的石棉制动摩擦材料与大多数汽车制动摩擦材料一样同属于热固性高聚物材料，其摩擦性能的热特性直接影响到制动装置的可靠性和经济性。因此，国内外都十分重视对这类材料的摩擦磨损性能研究。研究结果时有报道，但由于影响因素较多，且摩擦性能不是材料的固有特性，而是在一定使用条件下的物理和化学性能的综合表现。因此，它随模拟的试验条件不同而变化。有时可以认为摩擦是一个动态随机过程，即使在同一台试验机上。