發(fā)布時(shí)間：2020-04-09 16:52

【摘要】：碳陶復(fù)合摩擦材料是用于制造軌道交通車輛制動(dòng)材料的一種新型材料,主要是由碳纖維、碳化硅和硅構(gòu)成,通過調(diào)節(jié)各種組分的含量,利用其性能之間的差異互補(bǔ),使材料的摩擦系數(shù)和耐磨性能達(dá)到所需要求。本論文以碳纖維針刺氈為預(yù)制體,采用化學(xué)氣相滲透法和熔融滲硅法相結(jié)合制得碳陶復(fù)合摩擦材料。通過定速摩擦試驗(yàn)、慣性摩擦試驗(yàn)、不同干濕條件下的摩擦試驗(yàn),得到了不同條件下的摩擦系數(shù)和磨損量,并觀察了摩擦表面形貌的變化及第三體的演變。結(jié)果表明:1.基于不同速度不同壓力下進(jìn)行摩擦試驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出,在干態(tài)環(huán)境下摩擦?xí)r,含硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣摩擦性能最好,摩擦過程中摩擦系數(shù)受摩擦速度和摩擦壓力的影響較小,但是濕態(tài)環(huán)境下摩擦系數(shù)衰減嚴(yán)重。在濕態(tài)環(huán)境下摩擦?xí)r,去硅碳碳坯密度為1.49 g/m3的試樣表現(xiàn)出更好的摩擦性能。2.基于摩擦試驗(yàn),對(duì)比分析了去硅試樣和未去硅試樣摩擦磨損性能受碳碳坯密度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著碳碳坯密度從1.37g/m3增加到1.59g/m3時(shí),去硅試樣摩擦系數(shù)逐漸增大,未去硅試樣摩擦系數(shù)先減小后逐漸增大,去硅和未去硅試樣磨損量都先增大后減小;當(dāng)碳碳坯密度為1.49 g/m3時(shí),去硅試樣和未去硅試樣的磨損量最大。3.在干態(tài)條件下進(jìn)行制動(dòng)時(shí),去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,摩擦系數(shù)隨著制動(dòng)初速度的增加波動(dòng)幅度逐漸增加,在制動(dòng)過程后期,摩擦系數(shù)大幅增加,出現(xiàn)典型的“翹尾”現(xiàn)象;未去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,摩擦系數(shù)隨著制動(dòng)初速度的增加波動(dòng)幅度較去硅試樣明顯變大,最大波動(dòng)幅度達(dá)到0.5。在濕態(tài)條件下進(jìn)行制動(dòng)時(shí),去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,隨著制動(dòng)初速度的增加摩擦系數(shù)劇烈波動(dòng),出現(xiàn)衰減現(xiàn)象;未去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,摩擦系數(shù)衰減嚴(yán)重,幾乎為零。4.通過觀察分析摩擦試驗(yàn)前后摩擦表面的形貌變化,結(jié)果表明:硅作為載體有利于形成連續(xù)的第三體,且不易脫落,摩擦表面平整光滑未見犁溝,增加了材料的耐磨性;碳纖維作為載體形成的第三體容易沿著碳纖維骨架的方向塊狀脫落,形成大量的脫落坑,隨著摩擦?xí)r間的增加碳纖維脫落被碾碎壓實(shí)在硅表面形成一層潤滑層,有利于穩(wěn)定摩擦系數(shù)。5.碳陶復(fù)合摩擦材料主要的磨損形式為磨粒磨損,隨著時(shí)間的逐漸增加,摩擦材料的磨損形式由單一的磨粒磨損轉(zhuǎn)變?yōu)橛赡チＤp和疲勞磨損混合的磨損機(jī)制。
【圖文】：

逡逑圖１．１閘瓦制動(dòng)的原理逡逑Ｆｉｇｌ．邋１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｂｒａｋｅ邋ｓｈｏｅ邋ｂｒａｋｅ逡逑（２）盤型制動(dòng)逡逑盤型制動(dòng)主要的分為兩種方式：軸裝式和輪裝式。輪裝式（見圖１．２）的制動(dòng)盤只逡逑試用于動(dòng)車組上，因?yàn)槠鋬r(jià)格昂貴且對(duì)使用環(huán)境較苛刻，只有在特殊情況下才會(huì)使用。逡逑當(dāng)輪對(duì)間空間較大時(shí)可以采用軸裝式，根據(jù)實(shí)際情況的需要可以在車軸上安裝若干套制逡逑動(dòng)盤Ｍ］。輪裝式制動(dòng)盤主要適用于高速列車，軸裝式制動(dòng)盤主要適用于拖車。盤型制動(dòng)逡逑是通過制動(dòng)閘片緊壓在制動(dòng)盤面上進(jìn)行摩擦，再高速摩擦?xí)r使列車的動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為能，逡逑而盤型制動(dòng)單元作為主要的生熱及傳熱區(qū)域，每次制動(dòng)時(shí)都經(jīng)受復(fù)雜的溫度變化，而制逡逑動(dòng)閘片受熱膨脹的程度不同會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，隨著制動(dòng)次數(shù)的累積，，制動(dòng)材料表面逡逑溫度發(fā)生冷熱交替變化，制動(dòng)材料的疲勞磨損和失效就是由此引起的［｜１］。逡逑圖１．２輪裝式制動(dòng)盤逡逑Ｆｉｇｌ．２邋Ｄｉｓｃ邋ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｗｈｅｅｌ邋ｏｒ邋ｓｈａｆｔ逡逑２逡逑

Ｆｉｇｌ．邋１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｂｒａｋｅ邋ｓｈｏｅ邋ｂｒａｋｅ逡逑（２）盤型制動(dòng)逡逑盤型制動(dòng)主要的分為兩種方式：軸裝式和輪裝式。輪裝式（見圖１．２）的制動(dòng)盤只逡逑試用于動(dòng)車組上，因?yàn)槠鋬r(jià)格昂貴且對(duì)使用環(huán)境較苛刻，只有在特殊情況下才會(huì)使用。逡逑當(dāng)輪對(duì)間空間較大時(shí)可以采用軸裝式，根據(jù)實(shí)際情況的需要可以在車軸上安裝若干套制逡逑動(dòng)盤Ｍ］。輪裝式制動(dòng)盤主要適用于高速列車，軸裝式制動(dòng)盤主要適用于拖車。盤型制動(dòng)逡逑是通過制動(dòng)閘片緊壓在制動(dòng)盤面上進(jìn)行摩擦，再高速摩擦?xí)r使列車的動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為能，逡逑而盤型制動(dòng)單元作為主要的生熱及傳熱區(qū)域，每次制動(dòng)時(shí)都經(jīng)受復(fù)雜的溫度變化，而制逡逑動(dòng)閘片受熱膨脹的程度不同會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，隨著制動(dòng)次數(shù)的累積，制動(dòng)材料表面逡逑溫度發(fā)生冷熱交替變化，制動(dòng)材料的疲勞磨損和失效
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG174.4;TB332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2621015