制动器摩擦热效应分析

以现代摩擦理论为基础,依据试验结果定性地分析了制动器摩擦副摩擦热的产生扩散及对摩擦副性能的影响，不同对偶摩擦副其“热影响表面层”摩擦性能的变化以及＂热分解温度＂的重要意义。制动器在长时制动或重复制动工况下，摩擦温度不断升高,在摩擦材料浅表层积聚高的热量从而引起摩擦材料摩擦性能的变化。不同对偶摩擦副摩擦因数随温度的变化规律有所不同,但温升高于“热分解温度”后，摩擦因数均显著下降，因此了解摩擦材料热分解温度是制动器设计和运行的关键所在。     

蹄式制动器摩擦衬片挤压效应模型研究

通过分析蹄式制动器的工作原理,剖析制动器产生热衰退的根本原因,对制动过程中挤压效应对摩擦衬片性能的影响进行理论分析,建立反映制动器效力系数与温度和摩擦因数关系的挤压效应数学模型,并对摩擦衬片的表面膜厚进行模拟计算.结果表明:制动过程中的挤压效应是造成表面膜破裂的主要因素,进而导致破裂处摩擦衬片的磨损加剧;所构建的制动器摩擦副宏观模型,说明了挤压效应的存在,可以解释摩擦衬片由于热衰退而造成局部磨损凹凸不平的问题,并可预测在制动过程中热衰退造成的磨损量.     

不同环境介质下氧化铝陶瓷与耐蚀金属摩擦磨损行为

为优选海水淡化高压泵关键零部件耐磨性能材料,以Al_2O_3陶瓷与TC4钛合金、316不锈钢、2205双相不锈钢组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水3种环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量得到各摩擦副摩擦因数、磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析;采用正交试验法分析载荷、转速、环境介质对摩擦因数和磨损量的影响规律。结果表明:在相同的条件下,TC4钛合金与陶瓷配副摩擦因数较小,2205双相不锈钢与陶瓷配副磨损量较小;环境介质对摩擦因数影响较大,载荷对磨损量的影响较大;海水环境下2205双相不锈钢和316不锈钢磨痕较浅,磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的交互作用。     

有无电流条件下温度对碳/铜摩擦副摩擦磨损性能的影响

通过销-盘摩擦磨损试验,研究了碳/铜摩擦副在有无电流条件下的摩擦学性能。结果表明:试验过程中摩擦副温度不断地升高,且有电流时摩擦副温度比无电流时高,滑板材料的磨损量随着温度的升高而增大;当无电流通过时,摩擦因数随温度的升高先增大后减小,当有电流通过时,摩擦因数随温度的升高而减小。观察碳滑板磨损前后表面形貌发现:磨损表面随摩擦副温度的升高变得越来越光滑;当无电流通过时,磨粒磨损和黏着磨损是主要磨损类型,当有电流通过时,磨损类型以氧化磨损和电弧烧蚀为主。碳滑板材料磨损表面EDS分析发现,元素转移和氧化现象在磨损过程中时有发生。     

水润滑下316L不锈钢与聚醚醚酮摩擦磨损性能研究

为了寻找适合于水液压泵/马达的摩擦副材料,以316 L不锈钢与纯聚醚醚酮树脂、30%玻璃纤维增强PEEK(PEEKGF30)、30%碳纤维增强PEEK(PEEKCA30),PTFE和石墨及碳纤维填充PEEK(PEEKHPV)组成的摩擦副为研究对象,利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机测量摩擦副在水润滑下接触表面的摩擦因数和温度以及试样的磨损量,并通过激光共聚焦显微镜对试件表面磨损形貌进行分析。结果表明:316 L-PEEKHPV摩擦副的摩擦因数、摩擦温升、磨损量均小于其余3组摩擦副,适合作为水液压泵/马达的关键摩擦副材料。316 L不锈钢与PEEKGF30配对时,摩擦机制为涂抹和擦伤,磨损较为严重;与PEEKCA30配对时,摩擦机制为擦伤;与PEEKHPV配对时摩擦机制主要为划伤,磨损较为轻微。     

镍基Si3N4复合镀层的摩擦磨损特性

通过复合电镀法制备了N i-Si3N4和N i-P-Si3N4两种复合镀层,分别与热处理45#钢组成摩擦副,进行环-环摩擦磨损试验,测试了摩擦因数和磨损量,并观察了磨损表面形貌,探讨了摩擦副的摩擦磨损机理。结果表明,N i-P-Si3N4/45#钢摩擦副的摩擦因数较小,磨损量低,具有良好的减摩耐磨性能。镀层基体的性能明显影响复合镀层的摩擦磨损性能。磨料磨损是N i-Si3N4/45#钢摩擦副的主要磨损形式,导致45#钢的磨损量增大;N i-P-Si3N4镀层对Si3N4颗粒具有良好的把持力,避免了磨料磨损的产生,摩擦副处于稳定的边界润滑摩擦状态。     

多纤维增强汽车制动器摩擦材料的摩擦磨损特性研究

制备一种多纤维增强汽车制动器摩擦材料。为了解多纤维增强摩擦材料各组分在制动摩擦过程中所起的作用,采用XD-MS定速式摩擦试验机测定所制备的摩擦材料的摩擦磨损性能,通过扫描电镜观测在不同温度下磨损后的表面形貌。结果表明:摩擦材料的摩擦因数比较稳定且在高温时摩擦因数没有显著下降,磨损率也在规定范围内;摩擦材料在低温下主要是磨粒磨损,高温下树脂分解产生热磨损,同时伴随着磨粒磨损和疲劳磨损。     

ZrO2晶型对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦学性能的影响

采用粉末冶金加压烧结技术制备含单斜和立方2种晶型ZrO_2的铜基摩擦材料,研究在干摩擦及不同制动速度条件下,ZrO_2晶型对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦学性能的影响;用光学表面分析仪和扫描电子显微镜分别对试样磨损表面形貌及磨屑形貌进行观察,探究ZrO_2晶型对粉末冶金摩擦材料摩擦学性能的作用机制。结果表明:在相同条件下,含单斜相ZrO_2摩擦材料的摩擦因数及磨损量均高于含立方相ZrO_2的摩擦材料;随着制动速度的升高,2种材料的摩擦因数均降低,而含立方相ZrO_2材料摩擦因数降幅较小,同时两者的磨损量均呈现先上升后降低的趋势。随制动速度提升,含单斜相ZrO_2的摩擦材料主要磨损机制由黏着磨损与犁削磨损转变为剥层磨损;而含立方相ZrO_2的摩擦材料主要磨损机制由犁削磨损转变为犁削磨损与氧化磨损,最后转变为剥层磨损。     

不同环境介质下TC4钛合金与工程塑料摩擦磨损行为研究

为优选透平式能量回收一体机关键零部件耐磨材料,以TC4钛合金与共聚甲醛、均聚甲醛、PEEK及改性PEEK组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量获得各摩擦副的摩擦因数和磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析。结果表明:在干摩擦环境下共聚甲醛摩擦因数和磨损量最小,在纯水和海水环境下改性PEEK摩擦因数和磨损量最小;TC4钛合金与均聚甲醛、共聚甲醛、PEEK配副时磨损机制为黏着磨损,主要表现形式为涂抹和擦伤,TC4与改性PEEK配副时磨损较轻微,主要表现形式为轻微磨粒磨损。     

盘式制动摩擦片摩擦磨损特性的研究

进行了纤维增强合成摩擦片和现用合成摩擦片与QT450制动盘配副的制动摩擦试验,记录了制动过程中摩擦系数、磨损量与制动盘温度的变化情况,采用偏振光显微镜分析了磨损表面形貌.结果表明:纤维增强合成摩擦片的平均摩擦系数小于现用合成材料摩擦片,但摩擦系数稳定且耐磨性略高于现用合成材料摩擦片;在模拟制动工况下,纤维增强合成摩擦片比现用合成材料摩擦片所引起的制动盘温升略高;但都仍低于材料的热衰退温度。     

石墨—金属摩擦副的静摩擦系数

对三种石墨材料与金属Ｃｕ１７Ｎｉ２配对摩擦副的静摩擦系数进行了测试。,测定了不同温度,载荷,润滑方式下的静摩擦系数。试验发现：温度对静摩擦系数的影响较小;油润滑条件下的静摩擦系数最小。     

离合器摩擦副表面温度对摩擦因数的影响

通过对某型离合器摩擦副的摩擦学小样试验,研究了离合器在结合的滑动摩擦过程中,摩擦面温度对离合器摩擦材料摩擦因数的影响.采用扫描电子显微镜(SEM),分析了样件的摩擦表面形貌,探讨了产生影响的机制,并从摩擦因数角度探讨了微车离合器起步发抖和烧蚀的主要原因.微车离合器摩擦材料摩擦因数随着摩擦面温度先升高,然后趋于稳定,最后再降低,其稳定工作的温度区间为130～220℃;在摩擦面温度较低的工况下,摩擦因数较低,微车起步时,离合器传递的扭矩不足以克服道路阻力,引起微车起步发抖的现象;而在摩擦面温度过高的工况下,离合过程中,摩擦因数较低,传递扭矩效率低,导致离合器滑磨时间过长,引起烧蚀现象.     

摩擦摆中的摩擦激励特性研究

介绍一种摩擦摆实验装置,建立摩擦摆稳定摆动状态下系统的运动微分方程,计算并讨论摩擦副间相对角速度和相对角加速度对摩擦摆自激振动稳定性的影响。结果表明:与相对加速度有关的交变摩擦力是系统自激振动的主要原因,因此有效控制工程实践中各种摩擦自激振动的途径在于,力求使摩擦副间摩擦力既不随相对速度变化,更不随相对加速度波动。     

弹性接触摩擦副的载流摩擦行为*

为了获得弹性接触摩擦副的载流摩擦行为规律,在自制试验机上以丝板副为对象,进行不同丝径下的往复滑动载流摩擦实验,用三维形貌仪和SEM对磨痕形貌进行分析。结果表明:随着丝径的增加,载荷保持率与接触电阻呈现下降趋势,磨损体积呈现上升趋势,磨损高度呈增加趋势,磨损形式为黏着磨损、磨粒磨损和电弧烧蚀;弹性接触载流摩擦副早期失效的主要形式是瞬断,其原因是运行中非均匀磨损、磨屑堆积、弹性器件变形等因素导致弹性器件弹跳和扭转,进而使摩擦副短暂分离;为提高摩擦副寿命,保证合理的实际接触载荷,应减小试样高度方向磨损量,控制载荷保持率,同时提高摩擦副运行的平顺性,减少弹性器件弹跳。     

微型汽车离合器摩擦副摩擦因数的研究

论述了影响摩擦因数的因素;设计了一套研究工作载荷和滑动速度对微型汽车离合器摩擦副的摩擦因数影响规律的试验,得出微型汽车离合器摩擦副的摩擦因数随工作载荷的增加和滑动速度的增加均减小,并逐渐趋于稳定的结论。     

制动摩擦材料摩擦性能的模糊综合评价

针对国标GB 5763-1998和定速摩擦测试仪测定制动摩擦材料在不同温度下的升温、降温摩擦因数和磨损率数据,应用模糊综合评价原理,提出了定量评价制动摩擦材料摩擦性能的方法,包括摩擦稳定性(摩擦因数与摩擦温度的关系)、综合磨损率(磨损率与摩擦温度的关系)和总摩擦性能评价.以一种低金属制动摩擦材料的摩擦性能评价为实例,验证了该方法的可行性.     

多绳摩擦提升机树脂基摩擦衬垫的摩擦学行为

采用CFT往复摩擦磨损试验机研究多绳摩擦提升机树脂基摩擦衬垫在干摩擦条件及不同载荷和滑动速度下摩擦因数的变化规律,采用扫描电镜(SEM)对摩擦衬垫试样的磨损形貌进行观察分析。试验结果表明：不同树脂基摩擦衬垫摩擦因数变化规律具有一致性,即摩擦因数随载荷与滑动速度的增加而减小;由于摩擦衬垫的成分不同,其摩擦因数的主要影响因素不同;磨损形式也由于材料的不同出现黏着磨损、疲劳磨损以及热磨损;载荷对摩擦衬垫磨损的影响比滑动速度更显著。     

磨料对陶瓷摩擦材料摩擦性能的影响

研究了3种不同硬度的磨料(碳化硅、氧化铝、硅酸锆)及其含量对陶瓷摩擦材料摩擦性能的影响.磨料在摩擦材料中的主要作用是改变摩擦和磨损机制,从无磨料时的粘合摩擦磨损机制转变为磨料存在的磨粒摩擦磨损机制.磨料的硬度越大,磨粒摩擦效应越大,提高摩擦因数的效果越好,但磨损率也越大,对摩擦盘的破坏也越严重.实验结果表明,磨料含量对摩擦因数的影响存在一个临界值,约为0.056(体积分数).磨料含量低于临界值,对摩擦因数的提高作用非常明显,而高于临界值,对提高摩擦因数的作用减弱.     

摩擦圆辊直径与摩擦包角对板成形摩擦系数测量的影响

基于Duncan方法设计了一种板料成形摩擦系数测试装置,用以考察摩擦圆辊的直径和摩擦包角对摩擦系数计算的影响。正交试验分析表明:随着摩擦圆辊直径和摩擦包角的增大,由板料弯曲和包角边界造成的摩擦系数计算干扰效应将逐级减小,进而计算摩擦系数也逐步减小,并且最终趋向真实摩擦系数。基于最终试验分析结果,得出包角在90°,圆辊直径在30 mm左右时,测得的摩擦系数可以忽略弯曲效应和包角边界效应,能反映真实摩擦状态,可以用于后续的金属板料成形有限元模拟。