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  • http://www.jiangmenludengchechuzu.com/ 金湾云梯车出租,斗门云梯车出租,清远云梯车出租   怎么分析基于磁场的制动压力冗余加载式摩擦-涡流协同制动影响机理?
    新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2020-11-084    文字:【】【】【


              金湾云梯车出租,斗门云梯车出租,清远云梯车出租   怎么分析基于磁场的制动压力冗余加载式摩擦-涡流协同制动影响机理?        随着科技的发展,制动器的使用场合和工作环境逐渐复杂多变,工况的影响可能会导致摩擦界面原本微弱的物理作用和化学反应对制动性能的影响更明显,因此对于摩擦界面的研究非常有必要。本文设计研制的协同制动器在复合制动时会涉及到摩擦与涡流制动的协同效应,但其发生在摩擦接触界面上,难以通过宏观手段进行观察研究。因此本文利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)两种现代测试方法,在制动结束后对制动副摩擦磨损表面所留下的特征进行微观分析,结合前面试验得到的规律,对比研究几种制动模式中导磁摩擦片的表面形貌、构成组分和比例的不同,揭示基于界面摩擦与涡流耦合效应的机-电-液复合制动机理。由于每做一次形貌分析,摩擦片就被切割破坏掉。因此制作多个摩擦片在试验后进行多次微观分析试验,选取典型有特点的部分进行展示与分析。



              摩擦磨损表面微观形貌分析   本文首先采用扫描电子显微镜(SEM)对比分析液压摩擦制动、液压-磁力-涡流复合制动和液压-涡流复合制动三种模式下制动摩擦副摩擦磨损表面微观形貌的区别,分别得到励磁线圈电流分别为0A 和7.5A 下的800 和1600 倍摩擦表面微观形貌照片。在常规的液压摩擦制动模式下(即无磁场条件下),摩擦片表面非常粗糙,磨屑较为粗大,可以清楚的观察到摩擦表面具有较多的杂乱孤岛状或鱼鳞状粘附物及其脱落的凹坑,以及少部分划痕,平整光滑的表面几乎不存在,还可以看到一些裂开松动的大块磨屑。以粘着磨损与磨粒磨损为主,摩擦表面微凸体的粘着摩擦以及与磨粒间的啮合起主要作用,因此制动力矩稳定性较差,波动较大。



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               在液压-磁力-涡流复合制动模式下,摩擦表面具有较多划痕和山脊状犁沟,同时有一些大块和小块磨屑存在并堆积在这些沟壑中,这是因为:磁力使得压力增加,促进摩擦片表层松弛脱落,大量磨屑被摩擦界面上磁场吸附捕获,较大压力可以更好地将磨屑压入凹坑中。此外还可以看到,摩擦片表面的凹坑和沟壑相对于液压摩擦制动模式数量减少,并且深度变浅。这是因为在制动摩擦过程中,金属制动盘和有机摩擦片的表面会形成由多种磨屑堆积并反复研磨而成的摩擦层:一方面,摩擦材料上会形成软硬磨屑;另一方面,制动盘上也会出现类似铁磨屑的金属磨屑,它会在摩擦磨损作用下逐渐到摩擦面上与软硬磨屑等共同构成摩擦层。因此,部分凹坑被磨屑填平压实形成薄摩擦层,使得摩擦表面比无磁场作用下更加平整,制动过程的波动减小。在液压-涡流复合制动模式下,摩擦片表面的光滑平坦程度明显进一步增加,沟壑与凹坑的数量进一步减少且深度变浅,摩擦磨损表面被密集且均匀的摩擦层大面积覆盖,大块磨屑消失不见,只剩下一些微小的磨屑在摩擦表面无规律的散布着。这是因为:虽然与液压-磁力-涡流复合制动模式的线圈电流大小相同,但由于通电方向的差异,液压-涡流复合制动模式下在摩擦界面上形成的磁通密度更大,会将数量更多的磨屑吸附于摩擦表面,磨屑经不断研磨逐渐细化,进一步填敷并压实更多的凹坑和犁沟,进而在摩擦表面形成范围和厚度更大的摩擦层,同时摩擦层的形成速度也变得更快。而由磨屑组成的摩擦层成为了摩擦副之间的“第三体”,它可以起到隔离作用并很好地阻止制动盘和摩擦片的直接接触,从而导致摩擦片和制动盘这两者的实际接触面积将会大大减少,但是致密的摩擦层分别与摩擦片、制动盘之间仍然具有一定的接触面积,这导致了摩擦系数降低较少,因此磁场对摩擦制动力矩的影响较小,而复合制动过程中磁力和涡流等其它因素使得总力矩仍然增加。当摩擦层出现后的制动摩擦副变成了由制动盘、“第三体”和摩擦片三者构成,并且在制动盘和摩擦片之间会出现“三体磨损”机制。“第三体”的磨粒磨损作用十分微弱,因此犁削摩擦会减弱;细小磨屑减少了粘着的可能,因此粘着磨损也减弱。此外,可以看到相比,颜色变暗了许多,除试验时光源变化等客观原因外,还有一个原因可能是磁场促进了导磁摩擦表面的氧化,在表面形成黑色氧化膜,因此此时的主要磨损形式为三体磨损和氧化磨损。因此综上分析,磁场实现了严重磨损到轻微磨损的转变。


         
              经过上述分析,同样的,摩擦-涡流复合制动模式下制动过程更加稳定的原因可以由以下四点解释: 1)“第三体”摩擦层的进一步形成使得摩擦表面更加光滑平整,因此制动过程更加平稳;   2)此时A0 变为摩擦层分别与摩擦片、制动盘之间的接触面积,接触面积的增加使得磁场吸力也增加,有利于使摩擦副的贴合更加紧密并且使它们间的作用力更加趋于平稳匀称; 3)磁感应强度的增加不但可以使摩擦表面吸附铁磁性磨屑,同时也会夹杂着其他颗粒状磨屑,形状细微的硬磨屑颗粒在正压力与剪切力作用下能够镶嵌到摩擦材料的软质体当中,并发挥阻隔与缓冲的效果,从而使摩擦表面因切削和磨粒啮合引发的微观振动情况有所变弱,制动过程也因此更加稳定;4)细微的颗粒状磨屑还可以发挥如同滚珠或者固态润滑剂的效果,进一步降低摩擦磨损,摩擦界面波动较小也更加稳定。这同时也与制动力矩稳定系数随电流的增大而增大的变化规律相互照应。此外磨损量是制动磨损的直接反映,受试验条件限制,本文虽然没有对磨损量和磨损率进行测量计算,但根据上述分析不难推测,“第三体”摩擦层的出现使得摩擦片和制动盘二者变为间接接触,并且磁场可以使得磨损形式向轻微转变,磨损情况会得到一定的改善;当磁感应强度大于摩擦材料的饱和值时,会产生体积磁致伸缩效应(即铁磁材料磁畴磁矩排列方向产生显著变化致使体积改变),引起摩擦片组织结构的变化,可以导致局部强度和硬度提高;同时,磁场可增加铁磁性材料表面分子的活化能,降低内应力,加速位错向摩擦表面迁移,导致材料表层位错密度增大得到强化,耐磨性增强。



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    点击次数:46  更新时间:2020-11-08  【打印此页】  【关闭
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