【摘要】： 列車速度的提高,制動系統(tǒng)承受著巨大的負(fù)荷。在實(shí)際運(yùn)行過程中,由于閘片與制動盤的制造誤差、裝配誤差、使用中的不均勻磨損及外界環(huán)境的多變,會造成局部接觸壓力及溫度高于標(biāo)準(zhǔn)值的情況,在這些惡劣摩擦條件下,材料所表現(xiàn)出的性能往往是決定產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。因此,研究合適的高速列車用銅基粉末冶金閘片材料,并對其惡劣條件下摩擦磨損性能進(jìn)行分析具有重大的意義。 采用粉末冶金技術(shù)制備銅基粉末冶金閘片材料,在定速摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行性能測試,摩擦速度為200～3000r/min,摩擦壓力變化范圍為0.5～1.2MPa,濕環(huán)境為淋水量5.3ml/min(相當(dāng)于200cm~2條件下25L/h,UIC標(biāo)準(zhǔn))。實(shí)驗(yàn)研究在這些條件下材料的摩擦磨損性能變化規(guī)律,結(jié)果表明: 干摩擦條件下,在摩擦速度小于1500r/min條件下,隨摩擦速度增加,摩擦系數(shù)降低,在更高的摩擦速度條件下,摩擦系數(shù)維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值。原因在于隨轉(zhuǎn)速增加,試樣表面第三體致密性增加,起到穩(wěn)定摩擦系數(shù)的作用。低速情況下磨損率隨速度的增加顯著提高,高速摩擦情況下,磨損率波動不明顯;摩擦速度不同,制動壓力對摩擦性能的影響程度不同,低速條件下,隨制動壓力變化,摩擦系數(shù)的波動程度大,高摩擦速度條件下,隨制動壓力增加,摩擦系數(shù)有所增加。過高的壓力加速了硬質(zhì)粒子破損,降低了對基體的支撐作用,增加了真實(shí)接觸面積,從而增加了摩擦系數(shù),并使材料表現(xiàn)出較高的磨損率。 濕摩擦條件下,水分對低速與低制動壓力情況下的摩擦性能影響較大,水分的潤滑和沖刷作用,降低了摩擦系數(shù),增加了磨損量。在高摩擦速度與高制動壓力情況下,由于高溫蒸發(fā)和離心力作用減少了水分對表面的影響程度,相比于干摩擦條件,摩擦系數(shù)變化不明顯。 摩擦順序?qū)δΣ聊δp性能有影響,當(dāng)摩擦順序?yàn)榈退俚礁咚龠M(jìn)行時,摩擦系數(shù)的波動程度及磨損率較之從高速到低速摩擦情況要大。原因在與高速條件下形成的致密第三體層具有穩(wěn)定摩擦磨損性能的作用。
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH117.1
【圖文】：

作為高速列車制動系統(tǒng)的主體及采用復(fù)合制動方式來實(shí)現(xiàn);(2)保證高速制動時不滑動。這一點(diǎn)可以通過采用高性能的防滑裝置、根據(jù)列制制動力的大小及采用非粘著制動方式來實(shí)現(xiàn);(3)列車制動系統(tǒng)操縱靈活可靠，能滿足列車自動控制的要求;(4)盡量減輕制動裝置的重量。盤式制動摩擦制動的實(shí)質(zhì)就是一個能量轉(zhuǎn)換器，它是利用摩擦將運(yùn)動的機(jī)器或機(jī)構(gòu)的動部分轉(zhuǎn)化成熱能，并通過制動器與外界的熱交換來散熱。摩擦制動是利用摩擦動時接觸表面所產(chǎn)生的摩擦阻力達(dá)到制動的目的l6]。盤形制動具有較高的制動率，功能轉(zhuǎn)移能力大，這是踏面制動所無法比擬的;，盤形制動緩和了車輪的熱負(fù)荷，從而大大提高了列車的運(yùn)行品質(zhì)和安全性。制動比踏面制動具有明顯的優(yōu)越性l7]，成為一種重要而有效的制動方式而被世泛采用。

粉末冶金零件的最終質(zhì)量及使用質(zhì)量密切相關(guān)。常溫下，將成形前處理好的粉末送入模腔中，通過模沖用壓力把粉末壓實(shí)成具有預(yù)定形狀和尺寸的壓坯，并用壓力將壓坯脫出模具的工藝過程，稱為模壓成形。如圖1.3所示，通常由裝粉、壓制、脫模3個工步組成。裝粉時，金屬粉末間存在大量孔隙，并在空氣阻力下，產(chǎn)生“拱橋效應(yīng)”。特別是對于窄長，異型的深模腔，拱橋效應(yīng)尤為嚴(yán)重。壓制時，金屬粉末裝填在模腔內(nèi)，受壓力作用后粉末孔隙之間空氣逐步向外流出，粉末顆粒間相互嚙合，在顆粒相互接觸處產(chǎn)生彈性變形，隨之發(fā)生塑性變形以及脆性斷裂，顆粒間從點(diǎn)接觸變?yōu)槊娼佑|。同時，與模腔壁接觸的粉末在壓力作用下與模壁產(chǎn)生摩擦，這種動摩擦力隨壓制壓力增大而增加，并對模壁橫向產(chǎn)生一定的壓力，稱之為側(cè)壓力。由于外摩擦力的影響

列車制動閘片性能的研究，必須考慮材料中的組份與第三體的關(guān)系。研究表明，要使摩擦表面在高溫、高速、高摩擦系數(shù)的摩擦條件下，保證有低的磨損率，必須在摩擦表面形成一層穩(wěn)定連續(xù)的第三體組織(圖2.3)。該組織應(yīng)與基體有良好的粘著性，這一方面保護(hù)了基體組織，降低了基體的磨損，另一方面穩(wěn)定了摩擦系數(shù)。圖2.3高摩擦速度下形成的致密第三體 Fig.2.3MierograPhofcomPactthirdbodyunderhighsPeed第三體組織的厚度、形態(tài)隨摩擦條件的不同而變化。在摩擦過程中，它通過兩種運(yùn)動來消耗制動能:一種是粉末集合體的擠壓壓合一分解松散過程，另一種是粉末顆粒的破碎過程。在這種循環(huán)過程中，新顆粒的形成和粉體脫離摩擦面這兩個過程使第三體組織處于一個平衡狀態(tài)。顆粒的充分粉碎和減少粉體脫離摩擦面是高性能摩擦材料的必備條件，否則，缺少第三體保護(hù)的摩擦表面將面臨著強(qiáng)烈的磨損和摩擦系數(shù)的波動。對于銅基粒子強(qiáng)化材料，它的第三體組織是一個多種成分、多種粒度的粉末混合體，其性能隨其成份、粒度和摩擦條件的改變而改變。因此，可以根據(jù)摩擦條件通過調(diào)整材

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 邢記龍;吳斌;李兵;曲波;王鐵山;;復(fù)合材料摩擦因數(shù)計(jì)算方法初探[J];非金屬礦;2012年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊洋;制動盤材料表面第三體的研究[D];北京交通大學(xué);2012年

本文編號：2778242