摩擦副形式与制动性能的关系

发布时间：2017-04-17 09:24

  本文关键词：摩擦副形式与制动性能的关系，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：制动性能的稳定性是确保列车安全运行的重要的条件。影响列车制动性能的因素包括材料性能、制动工况、摩擦副结构形式等。其中摩擦副的形式是影响列车制动性能的一个重要因素。摩擦副制动性能测试在制动性能测试试验台上完成。1：1制动动力试验台能够模拟列车真实运行条件下的制动情况进行摩擦副的性能测试,但由于其结构复杂、试验费用高、试验周期长等因素,很少用在制动材料的研发过程中。缩比试验台既可以模拟列车实际制动条件,又能够节省空间、降低研发成本,加快研发速度,可以用于摩擦副制动性能测试。 论文利用铜基粉末冶金摩擦材料制成了三种摩擦块：圆形摩擦块A,面积为1256mm2；三角形摩擦块B,面积为2930mm2；圆形摩擦块C,面积3317mm2；并与H13合金钢盘构成三种摩擦副。利用缩比惯性试验台,在转动惯量46kg.m2、初速度为50～300km/h的条件下,进行了紧急制动、常规制动和初制动试验研究。 研究结果表明： (1)在相同的制动条件下,摩擦副A的摩擦系数和温度波动程度最大。摩擦副温度最高,平均摩擦系数最低,制动时间和制动距离最长。其中,在初速度为300km/h条件下制动时,在速度降到50km/h附近区域摩擦系数出现明显的热衰退现象,紧急制动时摩擦副A的最高温度超过了900℃。摩擦副B的摩擦系数和温度波动程度最小,制动过程中未出现明显的热衰退现象,温度稍高于摩擦副C,平均摩擦系数最高,制动时间和制动距离最短。 (2)摩擦功率的分布特点与摩擦副的结构形式有关。将摩擦弧上任意一点摩擦半径处产生的功率与总功率相比值定义为功率密度因子ε,表达式为ε=Pi/P=riAi/(?)riAi。功率密度因子可反映摩擦面的功率分布形态。 (3)摩擦副的制动性能与功率密度因子密切相关。摩擦副A的功率密度因子峰值最大,摩擦功分布集中,制动过程中摩擦副的温度最高。高温使摩擦面材料的强度降低而减小摩擦表面间微凸体的咬合力,导致摩擦系数偏低而使制动时间和制动距离延长；功率密度因子随摩擦半径的分布形态同样对制动性能有影响,摩擦副B功率密度因子的分布偏向于摩擦半径大的方向,意味着摩擦集中在摩擦半径较大的区域,使摩擦扭矩增加而表现出摩擦系数偏高。 由此可见,采用计算摩擦副的功率密度因子方法,可以比较和评价摩擦副结构形式对制动性能的影响程度,这为设计和比较摩擦副结构提供了一种较好的借鉴方法。
【关键词】：闸片 制动 功率密度因子 摩擦
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U270.35;TH117
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 绪论12-14
• 第一章 高速列车盘式制动材料及性能检测方法14-29
• 1.1 高速列车的制动方式14-15
• 1.2 高速列车制动盘材料15-16
• 1.2.1 高速列车制动盘材料性能的要求15
• 1.2.2 制动盘材料的分类15-16
• 1.3 高速列车制动闸片材料16-17
• 1.3.1 高速列车闸片材料性能的要求16
• 1.3.2 制动闸片材料的分类16-17
• 1.4 粉末冶金摩擦材料的分类17-18
• 1.4.1 铁基粉末冶金摩擦材料17-18
• 1.4.2 铝基粉末冶金闸片材料18
• 1.4.3 铜基粉末冶金摩擦材料18
• 1.5 铜基粉末冶金摩擦材料研究现状18-22
• 1.6 列车摩擦制动试验机的发展现状22-25
• 1.7 课题研究的意义和方法25-28
• 本章小结28-29
• 第二章 制动材料性能测试试验台29-42
• 2.1 小样试验台29
• 2.2 1:1制动动力试验台29-35
• 2.2.1 试验台的结构设计30-32
• 2.2.2 试验台主要功能32-33
• 2.2.3 实验数据的采集33-35
• 2.3 缩比制动动力试验台35-41
• 2.3.1 TM-Ⅰ型缩比制动动力实验台结构的模拟35-38
• 2.3.2 缩比试验台的主要功能38-39
• 2.3.3 实验数据采集的模拟39-40
• 2.3.4 缩比试验原理40-41
• 本章小结41-42
• 第三章 摩擦副形式的设计和缩比试验参数的计算42-50
• 3.1 摩擦副形式的设计42
• 3.2 缩比试验台模拟参数的计算42-47
• 3.2.1 缩比试验台主轴转速的确定43-44
• 3.2.2 缩比试验台转动惯量的计算44-46
• 3.2.3 缩比试验台制动压力的确定46-47
• 3.3 本文试验参数的确定47-49
• 3.3.1 主轴转速的确定47-48
• 3.3.2 转动惯量的确定48
• 3.3.3 制动压力的计算48-49
• 本章小结49-50
• 第四章 实验材料和方法50-55
• 4.1 摩擦副材料的选择与制备50-52
• 4.1.1 设备和仪器50
• 4.1.2 制备工艺50-52
• 4.2 试验参数的测定52
• 4.2.1 摩擦副温度的测定52
• 4.2.2 磨耗量的测定52
• 4.3 实验方案52-54
• 本章小结54-55
• 第五章 摩擦副形式与制动性能的关系55-67
• 5.1 紧急制动条件下试验结果与分析55-58
• 5.1.1 摩擦副形式对摩擦系数的影响55-56
• 5.1.2 摩擦副形式对摩擦温度的影响56-58
• 5.2 常规制动条件下试验结果58-60
• 5.2.1 摩擦副形式对摩擦系数的影响58-59
• 5.2.2 摩擦副形式对温度的影响59-60
• 5.3 初制动条件下的试验结果60-64
• 5.3.1 摩擦副形式对摩擦系数的影响60-62
• 5.3.2 摩擦副形式对温度的影响62-64
• 5.4 摩擦副形式对制动时间和制动距离的影响64-66
• 本章小结66-67
• 第六章 功率密度因子与制动性能的关系67-72
• 6.1 功率密度因子的引入67-68
• 6.2 功率密度因子与摩擦系数和摩擦温度的关系68-71
• 本章小结71-72
• 结论72-74
• 参考文献74-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文76-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：312931