制动摩擦热的研究动向与发展趋势.pdfVIP

V01．28 第28卷专辑 中国矿业大学学报 Monograph ofChina of Oct．1999 1999年10月 Journal UniversityMining＆Technology 制动摩擦热的研究动向和发展趋势 黄健萌 高诚辉 (福州大学机械系 福建福州350002) 摘要从分析摩擦制动寸摩擦热引起的各种不良影响及其对摩擦复合材料的设计提出的更高要 求着手，评述了制动摩擗热的研究现状及其所存在的不足之处，从而提出制动摩擦热研究的发展 趋势，及进一步研究制争过程中摩擦热引起的温度场分布的重要意义． 关键词摩擦制动器，摩撩热，温度场 117．1 中图分类号TH 第一作者简介黄健萌，女，l973年生，硕士研究生 制动器的工作原理依赖F制动副问的摩擦来 制动片的工作特点在于短时间内，摩擦系数和 吸收动能以达到减速及运动终止的目的．随着吊车 温度的巨大变化，且因制动一般是干摩擦，因此摩 的起重量或汽车的载重量及}r驶速度的不断增大， 擦热是一个不可忽视的问题，由摩擦热引起的衰退 高速重载下制动摩擦副所吸收的能量也将大大增 现象一直是一个突出问题，而发热引起的热磨损也 加，为了保障车辆行驶和设备运行的安全、可靠性， 十分重要．因为在制动过程中由于表面接触的分散 必须首先解决高速时制动副的热衰退现象及热损 性，每经一个接触斑点就是一变形波．反复制动时， 伤等问题．这就涉及到制动时所产生的摩擦热温度 表面接触处受循环应力作用将产生较大温度梯度， 分布情况．据有关资料“1介绍．在因车辆本身的问 在循环热应力的作用下，表面或在表层多相的晶界 题而造成的交通事故中，由制z由系统引起的车祸达 面或界面处将产生裂纹，裂纹扩展至小块磨粒而剥 事故总数的45％，由此可见，制动机构是保证行车 落．对有机摩擦衬片，在填料一一粘合剂或填料 安全的极为重要的系统．而且，制动性能的好坏还 一填料界面问总存在一些粘合强度的薄弱点而 直接影响车辆的平均技术车速和车辆的运输效率， 成为裂纹的根源，容易造成热疲劳磨损．再者，在制 也是保证运输经济效益的重要因素．摩擦制动器工 动过程中，随着摩擦温度的升高，摩擦面易与空气 作时，动能或位能转变为大量的热能并被摩擦副所 介质中的氧起作用，使表面形成氧化膜，继而破裂 吸收，制动摩擦副的温度状况及其分布特点，将会 而产生磨损”o． 直接影响到制动器的使用性能，显然，制动摩擦产 由于衬片是复合材料，在摩擦热作用下，有机 生的摩擦热是一个不可忽视的问题． 物的热降解和力化学反应而产生的c，H。等气体 吸附在对偶件表面上，并向内部缺陷和空穴处逐渐 1 1 制动摩擦热的研究现状及发展趋势 扩散，对偶件表层中的含氨量大大增加，当含氢量 1．1 制动摩擦热对制动性能的不良影响 浓度达到某一值后，会产生“氢脆”现象，使对偶件 。 刹车片的工作机理无非是由固体控制的机理 磨粒形成与分离，加速磨损．再有，由于温度的变 和主要由材料化学性质控制的机理o]．当有机基体 化，引起摩擦系数变化，导致摩擦力的变动，使得制 刹车片与对偶件(一般是铸铁)棚摩擦时，复合材料 动副间的摩擦振动增加，其振动的趋势随摩擦材料 的各自部分会按自身特性，形成有同的摩擦磨损形 表面温度的升高而加强