摩擦条件对制动闸片摩擦磨损性能的影响
发布时间：2020-08-02 05:49
【摘要】： 列车速度的提高,制动系统承受着巨大的负荷。在实际运行过程中,由于闸片与制动盘的制造误差、装配误差、使用中的不均匀磨损及外界环境的多变,会造成局部接触压力及温度高于标准值的情况,在这些恶劣摩擦条件下,材料所表现出的性能往往是决定产品性能的关键。因此,研究合适的高速列车用铜基粉末冶金闸片材料,并对其恶劣条件下摩擦磨损性能进行分析具有重大的意义。 采用粉末冶金技术制备铜基粉末冶金闸片材料,在定速摩擦实验机上进行性能测试,摩擦速度为200～3000r/min,摩擦压力变化范围为0.5～1.2MPa,湿环境为淋水量5.3ml/min(相当于200cm~2条件下25L/h,UIC标准)。实验研究在这些条件下材料的摩擦磨损性能变化规律,结果表明: 干摩擦条件下,在摩擦速度小于1500r/min条件下,随摩擦速度增加,摩擦系数降低,在更高的摩擦速度条件下,摩擦系数维持在一个稳定的数值。原因在于随转速增加,试样表面第三体致密性增加,起到稳定摩擦系数的作用。低速情况下磨损率随速度的增加显著提高,高速摩擦情况下,磨损率波动不明显;摩擦速度不同,制动压力对摩擦性能的影响程度不同,低速条件下,随制动压力变化,摩擦系数的波动程度大,高摩擦速度条件下,随制动压力增加,摩擦系数有所增加。过高的压力加速了硬质粒子破损,降低了对基体的支撑作用,增加了真实接触面积,从而增加了摩擦系数,并使材料表现出较高的磨损率。 湿摩擦条件下,水分对低速与低制动压力情况下的摩擦性能影响较大,水分的润滑和冲刷作用,降低了摩擦系数,增加了磨损量。在高摩擦速度与高制动压力情况下,由于高温蒸发和离心力作用减少了水分对表面的影响程度,相比于干摩擦条件,摩擦系数变化不明显。 摩擦顺序对摩擦摩磨损性能有影响,当摩擦顺序为低速到高速进行时,摩擦系数的波动程度及磨损率较之从高速到低速摩擦情况要大。原因在与高速条件下形成的致密第三体层具有稳定摩擦磨损性能的作用。
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH117.1
【图文】：
作为高速列车制动系统的主体及采用复合制动方式来实现;(2)保证高速制动时不滑动。这一点可以通过采用高性能的防滑装置、根据列制制动力的大小及采用非粘着制动方式来实现;(3)列车制动系统操纵灵活可靠，能满足列车自动控制的要求;(4)尽量减轻制动装置的重量。盘式制动摩擦制动的实质就是一个能量转换器，它是利用摩擦将运动的机器或机构的动部分转化成热能，并通过制动器与外界的热交换来散热。摩擦制动是利用摩擦动时接触表面所产生的摩擦阻力达到制动的目的l6]。盘形制动具有较高的制动率，功能转移能力大，这是踏面制动所无法比拟的;，盘形制动缓和了车轮的热负荷，从而大大提高了列车的运行品质和安全性。制动比踏面制动具有明显的优越性l7]，成为一种重要而有效的制动方式而被世泛采用。
粉末冶金零件的最终质量及使用质量密切相关。常温下，将成形前处理好的粉末送入模腔中，通过模冲用压力把粉末压实成具有预定形状和尺寸的压坯，并用压力将压坯脱出模具的工艺过程，称为模压成形。如图1.3所示，通常由装粉、压制、脱模3个工步组成。装粉时，金属粉末间存在大量孔隙，并在空气阻力下，产生“拱桥效应”。特别是对于窄长，异型的深模腔，拱桥效应尤为严重。压制时，金属粉末装填在模腔内，受压力作用后粉末孔隙之间空气逐步向外流出，粉末颗粒间相互啮合，在颗粒相互接触处产生弹性变形，随之发生塑性变形以及脆性断裂，颗粒间从点接触变为面接触。同时，与模腔壁接触的粉末在压力作用下与模壁产生摩擦，这种动摩擦力随压制压力增大而增加，并对模壁横向产生一定的压力，称之为侧压力。由于外摩擦力的影响
列车制动闸片性能的研究，必须考虑材料中的组份与第三体的关系。研究表明，要使摩擦表面在高温、高速、高摩擦系数的摩擦条件下，保证有低的磨损率，必须在摩擦表面形成一层稳定连续的第三体组织(图2.3)。该组织应与基体有良好的粘着性，这一方面保护了基体组织，降低了基体的磨损，另一方面稳定了摩擦系数。图2.3高摩擦速度下形成的致密第三体 Fig.2.3MierograPhofcomPactthirdbodyunderhighsPeed第三体组织的厚度、形态随摩擦条件的不同而变化。在摩擦过程中，它通过两种运动来消耗制动能:一种是粉末集合体的挤压压合一分解松散过程，另一种是粉末颗粒的破碎过程。在这种循环过程中，新颗粒的形成和粉体脱离摩擦面这两个过程使第三体组织处于一个平衡状态。颗粒的充分粉碎和减少粉体脱离摩擦面是高性能摩擦材料的必备条件，否则，缺少第三体保护的摩擦表面将面临着强烈的磨损和摩擦系数的波动。对于铜基粒子强化材料，它的第三体组织是一个多种成分、多种粒度的粉末混合体，其性能随其成份、粒度和摩擦条件的改变而改变。因此，可以根据摩擦条件通过调整材
本文编号：2778242
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH117.1
【图文】：
作为高速列车制动系统的主体及采用复合制动方式来实现;(2)保证高速制动时不滑动。这一点可以通过采用高性能的防滑装置、根据列制制动力的大小及采用非粘着制动方式来实现;(3)列车制动系统操纵灵活可靠，能满足列车自动控制的要求;(4)尽量减轻制动装置的重量。盘式制动摩擦制动的实质就是一个能量转换器，它是利用摩擦将运动的机器或机构的动部分转化成热能，并通过制动器与外界的热交换来散热。摩擦制动是利用摩擦动时接触表面所产生的摩擦阻力达到制动的目的l6]。盘形制动具有较高的制动率，功能转移能力大，这是踏面制动所无法比拟的;，盘形制动缓和了车轮的热负荷，从而大大提高了列车的运行品质和安全性。制动比踏面制动具有明显的优越性l7]，成为一种重要而有效的制动方式而被世泛采用。
粉末冶金零件的最终质量及使用质量密切相关。常温下，将成形前处理好的粉末送入模腔中，通过模冲用压力把粉末压实成具有预定形状和尺寸的压坯，并用压力将压坯脱出模具的工艺过程，称为模压成形。如图1.3所示，通常由装粉、压制、脱模3个工步组成。装粉时，金属粉末间存在大量孔隙，并在空气阻力下，产生“拱桥效应”。特别是对于窄长，异型的深模腔，拱桥效应尤为严重。压制时，金属粉末装填在模腔内，受压力作用后粉末孔隙之间空气逐步向外流出，粉末颗粒间相互啮合，在颗粒相互接触处产生弹性变形，随之发生塑性变形以及脆性断裂，颗粒间从点接触变为面接触。同时，与模腔壁接触的粉末在压力作用下与模壁产生摩擦，这种动摩擦力随压制压力增大而增加，并对模壁横向产生一定的压力，称之为侧压力。由于外摩擦力的影响
列车制动闸片性能的研究，必须考虑材料中的组份与第三体的关系。研究表明，要使摩擦表面在高温、高速、高摩擦系数的摩擦条件下，保证有低的磨损率，必须在摩擦表面形成一层稳定连续的第三体组织(图2.3)。该组织应与基体有良好的粘着性，这一方面保护了基体组织，降低了基体的磨损，另一方面稳定了摩擦系数。图2.3高摩擦速度下形成的致密第三体 Fig.2.3MierograPhofcomPactthirdbodyunderhighsPeed第三体组织的厚度、形态随摩擦条件的不同而变化。在摩擦过程中，它通过两种运动来消耗制动能:一种是粉末集合体的挤压压合一分解松散过程，另一种是粉末颗粒的破碎过程。在这种循环过程中，新颗粒的形成和粉体脱离摩擦面这两个过程使第三体组织处于一个平衡状态。颗粒的充分粉碎和减少粉体脱离摩擦面是高性能摩擦材料的必备条件，否则，缺少第三体保护的摩擦表面将面临着强烈的磨损和摩擦系数的波动。对于铜基粒子强化材料，它的第三体组织是一个多种成分、多种粒度的粉末混合体，其性能随其成份、粒度和摩擦条件的改变而改变。因此，可以根据摩擦条件通过调整材
【引证文献】
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1 邢记龙;吴斌;李兵;曲波;王铁山;;复合材料摩擦因数计算方法初探[J];非金属矿;2012年03期
相关硕士学位论文 前1条
1 杨洋;制动盘材料表面第三体的研究[D];北京交通大学;2012年
本文编号：2778242
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