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水与雪对制动摩擦副摩擦系数影响的实验研究
| 论文题名： | 水与雪对制动摩擦副摩擦系数影响的实验研究 |
| 关键词： | 高速列车;制动材料;冰雪环境;摩擦系数 |
| 摘要： | 随着高速列车一次次的提速，制动系统需要消耗的动能越来越大，盘式制动作为基础制动装置，制动闸片和制动盘之间的摩擦系数成为选择制动材料的一项重要参数。我国地域辽阔，气候分布不均，随着各条高铁线路的开通，从东部到西部，南方到北方已能实现朝发夕至，环境条件已成为高速列车在运行过程中不可避免的因素。再者由于闸片和制动盘的制造及安装误差，会造成制动闸片上局部制动压力远大于施加的平均制动压力。在这些非常规的摩擦条件下，制动材料的摩擦系数是决定制动材料品质的关键，因此对不同环境工况下制动材料摩擦系数的研究可以为选择合适的制动材料提供依据。 论文使用销-盘式摩擦试验机研究机车合成材料闸片、350 km/h用动车闸片、机车粉末冶金闸片三种制动材料在不同工作环境下的摩擦系数。在一定相对滑动速度(v=0.25m/s)下，制动压力的变化范围在0.53～0.98 MPa区间，制动工况选取干摩擦、喷水和积雪三种情况，研究三种制动材料摩擦系数的规律。实验结果表明: (1)干摩擦工况下，三种制动材料的摩擦系数随着制动压力的增大而降低。在实验载荷范围内，三种制动材料的最大摩擦系数出现在制动压力为0.53 MPa时。 (2)湿摩擦工况时，三种制动材料的摩擦系数较干摩擦系数明显降低。在实验载荷范围内，三种制动材料的最大摩擦系数出现在制动压力为0.98 MPa时，这是因为随着制动压力的增大，影响水膜厚度，接触面间的微凸起在摩擦过程中啮合的比重变大。 (3)通过对摩擦盘表面涂抹积雪来观察三种制动材料摩擦系数恢复时间和恢复水平。机车合成材料闸片在施加积雪的工况下，摩擦系数恢复时呈现不平稳状态;350 km/h动车闸片摩擦系数在0.53 MPa和0.98 MPa时摩擦系数在施加积雪后表现平稳;机车粉末冶金闸片在施加积雪后摩擦系数恢复较慢。 (4)机车用合成材料闸片的摩擦系数在干湿工况下都比较稳定，适用于对制动稳定性较高的场合。机车粉末冶金材料干摩擦时摩擦系数整体较高，该材料对水膜反应较敏感，湿摩擦时摩擦系数较低，350 km/h动车闸片摩擦系数居于前面两种材料之间。 |
| 作者： | 程丹丹 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 常立民;邵宏伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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