增強(qiáng)樹脂基無(wú)石棉閘瓦的摩擦性能分析

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料

無(wú)石棉酚醛樹脂基閘瓦:WSM-3中實(shí)洛陽(yáng)重型機(jī)械有限公司尺寸規(guī)格320mmx238mmx27mm該材料的基本物理力學(xué)性能參數(shù)見表1閘瓦的對(duì)偶材料:16M鋼鑄造成型盤式結(jié)構(gòu)表面粗糙度R<1.6um硬度為150~160咸陽(yáng)新益摩擦密封設(shè)備有限公司閘瓦及其對(duì)偶材料制成試樣的宏觀幾何尺寸誤差控制在0.2mm范圍內(nèi)。

1.2主要設(shè)備及儀器調(diào)壓變速摩擦試驗(yàn)機(jī):X-DMZ型陽(yáng)新益摩。

擦密封設(shè)備有限公司。

1. 3 原理

采用調(diào)壓變速摩擦試驗(yàn)機(jī)測(cè)試WSM-3 材料的對(duì)摩行為。測(cè)試原理如圖1所示轉(zhuǎn)數(shù)由裝在主軸附近的感應(yīng)式接近開關(guān)測(cè)出;正壓力由空氣壓縮機(jī)通過(guò)氣缸加載于兩個(gè)閘瓦試樣上;摩擦力通過(guò)安裝在摩擦架上與測(cè)力桿相連的拉力傳感器測(cè)出;閘瓦試樣的表面溫度由置于摩擦盤表面靠近閘瓦與摩擦盤接觸部位附近的熱電偶測(cè)出。

1.4實(shí)驗(yàn)工況參數(shù)的設(shè)定

采用調(diào)壓變速摩擦試驗(yàn)機(jī)按照J(rèn)B/T37211999測(cè)試閘瓦的摩擦性能。試驗(yàn)機(jī)的參數(shù)，總功率:20kw試樣中心與正壓力加載軸中心的距離150mm;測(cè)試最大摩擦力:2000;摩擦力測(cè)量精度:1 N ;測(cè)量誤差:5? ;正壓力測(cè)試范圍0.5~3.0 MPa ;測(cè)量精度:5 N ;控制誤差:15N;摩擦盤轉(zhuǎn)速范圍:100~2000 r/min 速度控制誤差:10r/min ;測(cè)試最高溫度:400C;摩擦盤溫度測(cè)量精度:1C控制誤差:5C;重復(fù)性誤差: 1%。

參考以下五個(gè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 5763-1998汽車用制動(dòng)器襯片、GB/T5764-1998 汽車用離合器面片GB/T 11834-2000工業(yè)機(jī)械用石棉摩擦片、QC/T227.1-1997摩托車和輕便摩托車制動(dòng)片摩擦性能試驗(yàn)方法、SY/T5023-1994 石油鉆機(jī)用剎車塊鐵路用合成制動(dòng)閘瓦等的符合性試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件設(shè)定主要設(shè)定參數(shù)包括名義接觸壓力滑動(dòng)速度和接觸面溫度控制參數(shù)受硬件精度限制。名義接觸壓力(P)范圍設(shè)定在0.6~1.6 MPa ;滑動(dòng)速度()范圍設(shè)定在2.5~20 m/s ;接觸面溫度()在100~350°C范圍內(nèi)可調(diào).

1.5實(shí)驗(yàn)步驟

(1)實(shí)驗(yàn)在標(biāo)稱接觸壓力為0.98 MPa速度為7.5m/s的條件下進(jìn)行;

(2)速度保持恒定名接觸壓力以0.98 MPa為中心其余分別為 0.6 ,0.8 1.0 ,1.21.41.6 MPa(3)名接觸壓力保持恒定。速度中心值取為7.5 m /s 其余分別為 2.5 5.0 ,7.5 ,10.0 125 15.017.5 20 m /s ;

(4)輸出摩擦力計(jì)算不同工況下的摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)匯總成表繪制曲線并分析;工參數(shù)的設(shè)定由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)完成.

2.結(jié)果與分析

2.1單參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)中探索的單參數(shù)曲線包括u-Pu-y-T曲線。過(guò)程是將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以精度0.002圓整列表并繪圖在此只列舉了u-P，-曲線。圖2是當(dāng)滑動(dòng)速度(v)設(shè)定7.5 m/s時(shí)不同接觸面溫度(T)下的u-P曲線。由圖2可知,=7.5 m/s時(shí)不同接觸壓力下的從隨T的上升的總體變化趨勢(shì)一致都是隨著T的升高而下降其中100,150200C的曲線特性相近250300350C的曲線特性相近;從區(qū)間性上分析當(dāng)T200C時(shí)，的增幅和增量大于T200C時(shí)的增幅和增量。

圖3是當(dāng)接觸壓力P=0.98 MPa時(shí)不同接觸面溫度T下隨的變化情況。由圖3可知P=0.98MPa時(shí)不同下的u隨T上升的總體變化趨勢(shì)較為一致都是隨著的增大而減小。從區(qū)間上觀察在u125m/s時(shí)6種溫度下的降幅和負(fù)增量相近在12.5 m/s時(shí)的降幅和負(fù)增量都減小,曲線趨于平緩并伴有小幅的振蕩由以上分析可知單參數(shù)曲線最大的優(yōu)點(diǎn)是采樣點(diǎn)在每條曲線上分布均勻不會(huì)出現(xiàn)在軸某個(gè)區(qū)域采樣點(diǎn)稀疏的情況,保證了摩擦曲線的可信性。

2.2雙數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探索的雙參數(shù)曲線包括u-(P·U-[1 /(P· v)],-(0/P),H-(P/v),H-(P·I),-(vI),U-(P/D)U-(T/P),-(/D)-(T/),在本文中只舉例了u-(P·v),-(v/P),-P/),u-[1 /(Pu)]，-(100P/D)-(100/Z)曲線分別見圖4~圖由圖4可知，-(P)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布較為均未出現(xiàn)明顯的采樣點(diǎn)稀疏區(qū)域，可信度較好各個(gè)控制溫度的u-(P·)雖然總體趨勢(shì)上呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，但這條性質(zhì)表現(xiàn)的并不突出連續(xù)性減弱;區(qū)間性和突變性表現(xiàn)特別強(qiáng)烈是現(xiàn)出明顯的分段性例如(P· ) E[1212.5] 區(qū)間時(shí),(P )微小的增量將引起u值的急劇下降;(P· )=12.5的左側(cè)，變化劇烈其右側(cè)曲線平滑，值波動(dòng)不大。圖5為不同接觸溫度下u-(/P)曲線。圖5與圖4性質(zhì)相近,僅在初始階段v/PE[2.55 4.69]時(shí)值隨/P的增大而增大在這一點(diǎn)上與圖6變化趨勢(shì)相反。

由圖6可知各條接觸面溫度下的u-(P/v)變化曲線隨(P/u)值的增大表現(xiàn)的區(qū)間性非常明顯(P/v)0.213時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布密集 集中了84個(gè)采樣點(diǎn)中的78個(gè)，且在區(qū)間[0.049 ,0.2131分布較均勻表現(xiàn)出的摩擦系數(shù)特性可信度較高;同u-(Pu)一樣，“從數(shù)據(jù)上呈現(xiàn)在狹小區(qū)間上的多極值性圖7為不同T下u-[1 /(P·)]變化曲線。由圖7可知,在[1/(P)] E[0.050,0.222]狹小區(qū)域集中了93%的數(shù)據(jù)點(diǎn)這個(gè)區(qū)間表現(xiàn)出的從的變化特征較單參數(shù)從變化曲線更可信,例如在[1/(P·)] E[0.05 ,0.08]時(shí)，隨[1 /(P )]增大呈現(xiàn)小幅增長(zhǎng)趨勢(shì)且以較高頻率小幅震蕩;1/(Pu)]E[0.082,0.083]時(shí)從增幅極大從圖形看變化率接近垂線;1 /(P)][0.095 ,0.102]時(shí)從降幅極大

圖8為v=7.5 m/s時(shí)u-(100P/D)變化曲線由圖8可知隨100P/T的增大從值雖有小幅震蕩但總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)曲線特別之處是在100P/T-0.4時(shí)，分別等于0.452 ,0.47 ,0.496值變化在該點(diǎn)呈現(xiàn)明顯多值性這對(duì)于參數(shù)組合研究方法來(lái)說(shuō)并不奇異，原因是材料在該點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料閘瓦試樣組分發(fā)生明顯的變化。

圖9為P=0.98 MPa時(shí)u-(100v/D)變化曲線由圖9可知,100/T5 時(shí)，分別等于0.49 ,0.4540.416 ,0.38 0.35多值特性更加明顯;100/T< 5時(shí)隨100v/T增大 振幅漸增大 ,100/T 5時(shí)隨100/T增大 振幅逐減小并趨于中值

3.三參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中研究的三參數(shù)曲線包括u-[T/(Pv)],U-[(V·D)/P],U-(P· D· D),U-[P/(· D)]u-[(P· v)/T],U-[/(P· D)]U-[(P· D)/V],-[1/(P ]。6種線然曲線形差異非常明顯但從分析方法上沒有區(qū)別在本文僅舉兩例分別見圖10和圖11。在數(shù)據(jù)點(diǎn)分布的區(qū)間性上三參數(shù)模型的數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻性小于單參數(shù)模型而高于雙參數(shù)模型數(shù)據(jù)較為可信。從曲線特性上來(lái)說(shuō)三參數(shù)曲線既不像單參數(shù)曲線那樣對(duì)摩擦系數(shù)變化的總體趨勢(shì)和連續(xù)性上具有較強(qiáng)的表現(xiàn)力,也不像雙參數(shù)曲線那有對(duì)區(qū)間性和連續(xù)性具有極強(qiáng)的表現(xiàn)力個(gè)于兩者之間。三參數(shù)曲線的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出頻率很大的振蕩振幅也較大。由圖10可知當(dāng)[T/(100P· v)]=0.408 時(shí),-0.512 達(dá)到峰值 ;當(dāng)T/(100P. )E[0.051,0.612] 區(qū)間時(shí)，以極大的振幅振蕩且頻率極小表現(xiàn)出明顯的區(qū)間振蕩性。

圖11為從-[(P·· D)/100]變化曲線。由圖11可知當(dāng)[(P·· D)/100]=2.45 時(shí)，處于峰值0.512后隨(P· 7)/100 增大有一個(gè)明顯的下滑隨后進(jìn)入振蕩期這種狀持續(xù)到(P· · 100=12.5 ;(P. 7)/ 100 E[12.5 44.1] 時(shí)，值有較大的振幅和較小的頻率變化;[(P /100] E[44.1,60.025] 時(shí)，隨[(P? Z)/100] 增大，從以平滑的形態(tài)下降。在所有考察的曲線中u-[(P·· D/100]曲線的區(qū)間性最為明顯呈現(xiàn)出顯著的分段曲線特征。

4.結(jié)論

(1)單參數(shù)實(shí)驗(yàn)方法適用于研究總體變化趨勢(shì)和變化的連續(xù)性其不能表現(xiàn)出區(qū)間性和突變性并對(duì)曲線變化的振蕩性的表現(xiàn)非常弱(2)雙參數(shù)實(shí)驗(yàn)方法由于對(duì)X的單位長(zhǎng)度的放縮變化常常呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)點(diǎn)分布的極不均勻性這就造成在采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)密集的地方其對(duì)摩擦系數(shù)變化的刻畫精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單參數(shù)實(shí)驗(yàn)辦法但數(shù)據(jù)點(diǎn)稀疏的地方由于數(shù)據(jù)點(diǎn)的不足只能在分析中舍棄，例如圖11共84個(gè)采樣點(diǎn)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)10組共840組,但當(dāng)1/(P·)E[0.222 ,0.408]時(shí)如此大的區(qū)域僅分布6個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)所有摩擦系數(shù)變化刻畫是研究范圍選定為1/(P·)E[0.0510.222 其余部分舍棄。三參數(shù)實(shí)驗(yàn)方法處理的某些曲線上也有類似情形。

(3)雙參數(shù)實(shí)驗(yàn)辦法適用于研究摩擦系數(shù)變化的區(qū)間性和突變性其曲線形態(tài)往往呈現(xiàn)出明顯的分段曲線特征;雙參數(shù)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)于曲線的總體變化趨勢(shì)和連續(xù)性刻畫上表現(xiàn)極差,但呈現(xiàn)出部分振蕩性。

(4)三參數(shù)實(shí)驗(yàn)方法適用于研究摩擦系數(shù)變化的振蕩性但在總體趨勢(shì)連續(xù)性區(qū)間性突變性四個(gè)方面在不同的曲線上有不同的表現(xiàn)變化情況復(fù)雜于單參數(shù)雙參數(shù)處理方法

準(zhǔn)準(zhǔn)醬礦山配件了解時(shí)間不定期更新，歡迎討論~關(guān)注我，不迷兔