1=BookmanOldStyle1.西安。1业学院机械程系。陕西西安7100322.刖安父讪尺7润滑,1!与轴承研,所,陕西两安7Hft擦系数随滑动速度的,大而降低,磨损率随滑动速度的增加而,大;随着芳纶含量的增加,复合材料摩擦系数略有增加,而磨损率明显下降;芳给纤维在摩擦过程中起到了提高摩擦系数稳定性和降低磨损的作用。
芳论纤维是种人造乃族酿胺,机纤维具较高的强度中等的弹性模试,密度小耐热高温下尺寸稳定性好并耐磨。芳纶纤维在非复合形式下具有罚韧性,没碳纤维与玻璃纤维所呈现的脆性适于制作高温高负荷下工作的摩擦材料因此*有希望取代石棉而作为下代摩擦材料的增强材料2.用于摩拽村料的乃纶纤维主耍包1长,13范围内的短纤维和长度在25范围内的架粕纤维。芳论纤维增弛摩檫村料具有较高的摩擦系数,其耐磨性优于石棉摩擦材料,特别是高温下具有和半金属摩擦材料相近的耐磨性3.10等46研究了芳仑增强摩擦材料的摩擦学特性,但对其在模拟制动工况1速度和玉力在较大范围内变化时的摩擦学性能的系统研究很少。本文作者就此进行研究,并针对芳给纤维含量对摩擦学特性的影响及其在摩擦材料中的作用进行探讨。
1试验部分1.1试验材料采用杜邦公司卞产的浆粕芳纶纤维。
1.2试验方法采用销,式摩擦磨损试验机,用热电偶直接贴紧摩擦盘来测量试验过程中摩擦盘面的平均温度,净,系数由试验所测宇灌力与所加载荷确定,以摩擦系数的算术平均值为平均摩擦系数,用感量国家自然科学基金资助项目5943703.
1999096收到初稿,2000447收到修改稿,系人马保吉。
马保吉男,35岁,博士,副教授,目前主要从事摩擦学及制动摩擦材料的研究。
除试样装夹造成的试验误差,对每试验条件下的试样在压力1.43添,1和转动速度1 0001.下磨合5,使摩擦副面接触面积达9贽以上。在每次试验后用4刚玉砂布及金相砂纸处理摩擦盘面使之保持光洁,并用洁净软布揩净,每次试验前保持试盘面的温度低于50 1.3试验工况试验所用盘式制动器典型的名义工作压力约为1.003,重负载的奔车的名义工作压力则可达约250肘,37.本研究主要针对轿车和客车,设定压力在1.00250河!之间,试验压力分别取1.43河,和2 10河,3.制动初速度分别为3014150也。以典型的桑塔纳轿车轮毂和轮胎尺寸为例,在以上制动速度下,制动盘与摩擦片之间的相对滑动速度分别采用1.75,32.98 4.08,18和6.42,18.根据试验机变速箱主轴的转速,分别,试验违度为1.63,1 2试验结果2.1摩擦特性两种试样+同压力下均摩擦系数7随滑动速度的变化1.可以看出51250试样在压力为1.43,3的情况下,平均摩擦系数随滑动速度的增加而减小;在压力为2.10,速度大于40,17,1随滑动速度的柄大几乎士线性1咸小。
但在低速时速度小于或等于40,17,摩擦系数较低,且随滑动速度的增大而,大。同时还可以看出,除低速下以外,卡力较大时的甲均摩擦系数较压力较小时高。10250试样的平均摩擦系数随滑动速度的变化特征与以取250坫本相1!在较低压力时摩擦系数随泔动,度的,大而减小;在较高压力时摩擦系数在低速下随速度的增大而增大,当速度超过40,17时,又随速皮的把加而减小。但0 1250试样的摩擦系数在整个速度和压力变化范围内的变化幅度低尸,试样。
2.2磨损特征讨户制动摩擦材料。由厂制动时初速度不尽相1.所施加的接触压力也随实际怙况而改变。通常用能试磨损率来评价制动材料耐磨忭能的优劣,该指标在定程度上反映了制动材料的使用寿命。单位随滑动速度的变化关系曲线摩擦力所做功。在盘销式摩擦磨损试验中=邮上角。,为平均摩撺系数4,为名义接触面积,为滑动距离。
磨损率於随滑动速度变化的情况。由可知,5和试柞的1都随滑动违度的增人而增大,在低违小于或等于400,时,磨损率随速度的增大变化较小,在中高速情况下,随速度的,大磨损率增大很快,在中现为直线的斜率,大。在相同滑动速度下,5的私随压力的,大而减小,而10的1随压力的增大而增大,并且随着速度的,大磨损率在不同压力下差值有进步扩大的趋势。以上结果明15和试样在低速下的耐磨性较好,随着速度能猜视3!60呢316也0咖,趾18.,晶通6黑真适笕,揠,围。但0摩擦材料的磨损性能对压力较敏感。
3讨论3.3!千维含量对摩擦学性能的影响方面1.纤维含看较的10材料的摩擦系数比1纤维含量低的5材料摩擦系数高,并随滑动速度的增加,摩擦系数的差异逐渐,大;另方面随着1纤维含量的,加,摩擦系数在试验速度范围内的稳定性,加。在压力较210肘,3时,2种不同1纤维含量的摩擦材料的摩擦系数基本相同,1纤维含量较高的摩擦材料的摩擦系数较为稳定。
量较高的摩擦材料的耐磨性明显改善,并且这种改善效果随滑动速度的提尚而更为明显。81.纤居含量为览的摩擦材料的磨损率变化范围为7,icr2.50104阳8爪叫而伐纤维含量为1脱的摩擦材料的磨损率变化的范围仅为0.Iff4 3.2摩擦面温度对摩擦学特性的影响出,在2种压力条件下,平均摩擦系数随平均摩擦温度的上升而减小,明该摩擦副的摩擦性能存在热衰退现象,但其*低摩擦系数32仍处于合理使用水平。在相同的平均面温度下,压力较高时的平均摩撩系数较玉力低,的甲均净擦系数高。说明该摩掠副具有承受较高负荷的能力。4出了在不同压力下摩擦面平均温度与能量磨损率的对应关系。可,能量磨损率随摩擦面温度的升而增大,当温度超过某数伉时,磨损率迅违增加。其原因在于温度升高使材料软化,塑性流动加剧,磨损率相应,大;当温度超过摩擦材料中的有机相的热分解温度时,有机相发生热分解,结果使得摩擦材料的耐磨性急剧变差。
4结论速度,大而降低,磨损率随滑动速度,加而增大。
程中起到了提高摩擦系数稳定性和降低磨损的作用,随着纤维含量的增加,摩擦系数略有增大,而磨损率明显降低;而在压力2.103下,1山1纤维含量对摩擦系数和磨损率的影响较小。
平均摩撩系数随摩撺面平均温度的。升而减小,摩擦副存在着热衰退现象。磨损率随温度的升高而,人。且1温度超过定值时。磨损率迅速增加。
1刘旭军,李同生,杨生荣,等。芳纶纤维织物摩擦磨损性能的研宄