高速电梯安全钳用碳/碳复合材料摩擦块的研制及应用
发布时间：2021-08-22 05:08
作为高速电梯的重要装置,为了保障电梯的安全运行,在电梯轿厢的两侧下部安装电梯安全钳,用以保障电梯在故障情况下超速下滑或坠落时,使电梯轿厢可以安全夹持在导轨上,以避免事故的发生。随着超高建筑的日益普及,高速重载电梯（运行速度通常为48m/s,甚至会达到12.5m/s;载重量可达16000kg）得到了更加广泛的应用。因此,其对安全装置的制动性能和服役寿命提出了更加严苛的要求。与此同时,传统的刹车制动材料（灰铸铁）在摩擦热作用下往往出现过度磨损,摩擦系数下降,因而不能满足当代高性能电梯的安全性要求。在众多制动材料（比如橡胶材料、金属材料、粉末冶金、陶瓷材料、碳/碳复合材料）中,碳/碳（C/C）复合材料以其优异的高比强度、高比模量、高温力学性能、较低的热膨胀系数、优异的摩擦磨损性能等,而受到世界各国科技工作者的重视和应用。但是有关碳/碳复合材料用作高速电梯安全钳制动材料的研究却鲜有报道。为此,本文用化学气相渗透工艺制备了进口/国产碳纤维、不同纤维编织结构、不同基体热解碳种类、不同纤维体积分数的C/C复合材料,并采用现代分析测试手段,对它们的力学性能、热物理性能、摩擦磨损性...
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
C/C复合材料制备工艺流程示意图
图 1-3 C/C 复合材料编织结构示意图：（a）针刺；（b）穿刺碳纤维不能直接拿来制备成 C/C 复合材料，必须按照一定方式织造成可以容纳碳基体的三维结构，即预制体。碳/碳复合材料的最终性能受编织体结构和纤维种类共同影响[30,31]。依据编织结构的不同，C/C 复合材料的预制体可大体分为：针刺结构、穿刺结构、三向正交结构、双向连续纤维结构与多向编织结构等。在不同预制体中，纤维取向、体积分数、孔隙率等因素均存在较大差异，而这些结构上的差异，又可在成品材料的机械性能上予以体现。故而，C/C 复合材料的制造流程和性能设计有着较大的空间和复杂性。图 1-3 给出了典型针刺和穿刺编织结构。针刺结构是将大量碳纤维沿网胎层或无纬布等连续纤维叠层方向刺入，从而使预制体具有紧密的三维结构，形成在 Z 向和XY 向均有一定强度的三维网状结构增强体。然而，该种结构 Z 向纤维较短。穿刺结构相较于针刺结构，在 Z 向有连续贯穿纤维，而制造成本较高。这两种结构均可有效地增强 C/C 复合材料在 Z 向的剪切强度，在耐高温承力构件的制造中得到了广泛应用。1.3.2 液相浸渍-碳化法
西安工程大学硕士学位论文 1.60g/cm3，否则会影响后续工艺对 C/C 复合材料体积密度的提升。高温石墨处理可消除热应力，稳定构件尺寸。3.3.1 化学气相沉积渗透工艺C/C 复合材料的制备是在热梯度化学气相渗透炉中进行的，所采用的沉积设示意图如图 2-1 所示。在制备 C/C 复合材料的过程中，由于渗透炉工作温度高1000℃）、时间长（300~1000 小时），因此对渗透炉的紫铜电极、钢制炉体冷却为重要。冷却一般采用循环冷却水。在工作之前，必须对渗透炉的气密性进行查，只有漏气率低于 50Pa/h，且在循环冷却水正常的情况下，方可开动设备。透炉沉积室内有可活动石墨电极，沉积时将多孔的碳纤维预制体置于两电极之并夹紧，并安装好可测温热电偶。气体从沉积室底部进入，顶部流出，并在流预制体表面时向其内部扩散。该工艺采用低电压、大电流的方式对预制体进行热。上电极
本文编号：3357063
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
C/C复合材料制备工艺流程示意图
图 1-3 C/C 复合材料编织结构示意图：（a）针刺；（b）穿刺碳纤维不能直接拿来制备成 C/C 复合材料，必须按照一定方式织造成可以容纳碳基体的三维结构，即预制体。碳/碳复合材料的最终性能受编织体结构和纤维种类共同影响[30,31]。依据编织结构的不同，C/C 复合材料的预制体可大体分为：针刺结构、穿刺结构、三向正交结构、双向连续纤维结构与多向编织结构等。在不同预制体中，纤维取向、体积分数、孔隙率等因素均存在较大差异，而这些结构上的差异，又可在成品材料的机械性能上予以体现。故而，C/C 复合材料的制造流程和性能设计有着较大的空间和复杂性。图 1-3 给出了典型针刺和穿刺编织结构。针刺结构是将大量碳纤维沿网胎层或无纬布等连续纤维叠层方向刺入，从而使预制体具有紧密的三维结构，形成在 Z 向和XY 向均有一定强度的三维网状结构增强体。然而，该种结构 Z 向纤维较短。穿刺结构相较于针刺结构，在 Z 向有连续贯穿纤维，而制造成本较高。这两种结构均可有效地增强 C/C 复合材料在 Z 向的剪切强度，在耐高温承力构件的制造中得到了广泛应用。1.3.2 液相浸渍-碳化法
西安工程大学硕士学位论文 1.60g/cm3，否则会影响后续工艺对 C/C 复合材料体积密度的提升。高温石墨处理可消除热应力，稳定构件尺寸。3.3.1 化学气相沉积渗透工艺C/C 复合材料的制备是在热梯度化学气相渗透炉中进行的，所采用的沉积设示意图如图 2-1 所示。在制备 C/C 复合材料的过程中，由于渗透炉工作温度高1000℃）、时间长（300~1000 小时），因此对渗透炉的紫铜电极、钢制炉体冷却为重要。冷却一般采用循环冷却水。在工作之前，必须对渗透炉的气密性进行查，只有漏气率低于 50Pa/h，且在循环冷却水正常的情况下，方可开动设备。透炉沉积室内有可活动石墨电极，沉积时将多孔的碳纤维预制体置于两电极之并夹紧，并安装好可测温热电偶。气体从沉积室底部进入，顶部流出，并在流预制体表面时向其内部扩散。该工艺采用低电压、大电流的方式对预制体进行热。上电极
本文编号：3357063
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