外文翻譯--用銷磁盤磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試離合器面的摩擦性能試驗(yàn) 中文版

用銷磁盤磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試離合器面的摩擦性能試驗(yàn) 摘要 在離合器接合的期間，滑動(dòng)接觸發(fā)生在一對(duì)安裝在摩擦盤的離合器面與屬于飛輪和壓盤的計(jì)數(shù)器面之間【一對(duì)安裝在摩擦盤的離合器面與屬于飛輪和壓盤的計(jì)數(shù)器面發(fā)生了接觸】，所傳遞的摩擦轉(zhuǎn)矩與綜合的摩擦系數(shù)成比例關(guān)系，這個(gè)摩擦系數(shù)主要取決于溫度，正壓力和相對(duì)滑動(dòng)速度，在這個(gè)過程中，有關(guān)于摩擦系數(shù)的行為正在進(jìn)行試驗(yàn)研究。商業(yè)離合器面的樣品材料已經(jīng)用銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)量，如果前面三個(gè)參數(shù)預(yù)置常數(shù)，這款機(jī)器提供了自動(dòng)采集的摩擦系數(shù)和磨損測(cè)量。所得到的結(jié)果與經(jīng)典的 SAE J661a 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)比較?？梢园l(fā)現(xiàn)實(shí)際的離合器摩擦面在一次運(yùn)行過程中有一個(gè)更好的抗褪色性能和一個(gè)更加穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。 關(guān)鍵詞：復(fù)合材料 ；熱 ；機(jī)械 ；摩擦性能 ；離合器摩擦片 1、引言 僅僅為了一次間歇期，車輛的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要從主軸傳動(dòng)到次級(jí)齒輪箱，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作，在這個(gè)兩個(gè)組件之間安裝離合器是不可缺少的。離合器的功能是使從動(dòng)軸產(chǎn)生一個(gè)緩和的、逐漸增加的角速度，直到馬達(dá)和齒輪箱的連接完全實(shí)現(xiàn)為止。然后這個(gè)離合器必須充當(dāng)一個(gè)經(jīng)常性的連接傳送裝置，從從動(dòng)軸到車輪，全部的機(jī)械功率沒有滑動(dòng)損失。 在干式離合器的接合動(dòng)作中，在一對(duì)安裝 在摩擦盤的離合器面與屬于飛輪和壓盤的計(jì)數(shù)器面之間發(fā)生了短暫滑動(dòng)接觸，通過這個(gè)接合過程，熱量在接合面產(chǎn)生，導(dǎo)致溫度開始上升。在頻繁動(dòng)作的案例中，溫度上升是一個(gè)非常重要的方面。為了完成一個(gè)高效的正常的結(jié)合動(dòng)作，離合器襯片材料的良好性能如一個(gè)穩(wěn)定和足夠高的摩擦系數(shù)是被需要的。由于摩擦系數(shù)的突然下降而產(chǎn)生的衰褪現(xiàn)象作為溫度上升導(dǎo)致的結(jié)果必須去避免。摩擦系數(shù)在運(yùn)行過程中隨著時(shí)間的變化量或由于材料的磨損引起的變量也必須被限制。 除了溫度之外，其他因素也可能影響摩擦系數(shù)的水平。它們與非均勻性的接觸表面，化學(xué)反應(yīng)或物理變化 有關(guān)。但是這些因素既復(fù)雜又不可重復(fù)。事實(shí)上，它們的效果可能被綜合的考慮通過摩擦系數(shù)公差的設(shè)定。 為了表征離合器摩擦片的摩擦磨損試驗(yàn)性能，很多標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)測(cè)試通常由制造商來執(zhí)行：如歐洲的遇雷貝斯托測(cè)試，日本的 JIS D-4311 和美國(guó)的 SAE J661a 測(cè)試。但是，這些測(cè)試的大部分既很長(zhǎng)又昂貴，這個(gè)使得他們很困難在真實(shí)研究上使用和發(fā)展。所以他們?cè)谠u(píng)估材料的商品規(guī)格時(shí)，只有最后階段才使用這些測(cè)試。其他更具有成本效益的基礎(chǔ)測(cè)試應(yīng)該被用來方便快捷的了解磨損行為。 如果是摩擦產(chǎn)品，著名的快速測(cè)試是一個(gè)快捷且廉價(jià)的測(cè)試。然 而，它會(huì)遭受上光效果，在快速測(cè)試中，這個(gè)效應(yīng)會(huì)在由于缺乏聚合物清洗摩擦表面而經(jīng)常遇到。顯然，上光通常與產(chǎn)品實(shí)際情形沒多大關(guān)系，因?yàn)槟Σ帘砻嬖谀Σ廉a(chǎn)品的服役中會(huì)被經(jīng)常清洗。 在一些特殊的案例中，如金屬對(duì)和 PEEK-CF30/鋼鐵，銷盤磨損試驗(yàn)被證明是最有效的測(cè)試配置之一，它允許進(jìn)行一個(gè)可靠的和快速的摩擦系數(shù)和磨損試驗(yàn)。 在這項(xiàng)工作中，為了去研究商業(yè)有機(jī)離合器面的干摩擦行為，我們調(diào)查有機(jī)會(huì)去使用銷盤磨損試驗(yàn)，這種離合器面通常根據(jù)散布的傷口狀況來制造。為了這個(gè)目的，特殊的離合器面材料樣品有磁盤的形式，而且，由鋼鐵 做的特殊的銷也被制造。相比于慣常的使用銷盤儀器，這個(gè)相反的操作配置被選中是為了去執(zhí)行摩擦和磨損試驗(yàn)。這些情形被認(rèn)為是使摩擦表面清潔并且避免人為上光。 通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們已經(jīng)研究了摩擦系數(shù)作為溫度，滑動(dòng)速度，滑動(dòng)距離的函數(shù)的特征性能。負(fù)載壓力幾乎保持恒定，磨損也被視作為前面參數(shù)的函數(shù)。 獲得的結(jié)果呈現(xiàn)在接下來的表格中，它給出了摩擦系數(shù)， L 代表滑動(dòng)距離，溫度 T 和滑動(dòng)速度設(shè)置不變，然后與傳統(tǒng)的 SAE J661a test 相比較。與眾不同的是，他們的結(jié)果顯示沒有在測(cè)試中出現(xiàn)上光效果。這些摩擦產(chǎn)品被發(fā)現(xiàn)具有穩(wěn)定的摩擦 系數(shù)并且不會(huì)有褪色現(xiàn)象。 2、離合器面的材料說明 2.1 離合器摩擦材料配方及制造工藝 有機(jī)離合器面試復(fù)合材料，最常見的制造方法是根據(jù)散布的傷口過程。首先，給一個(gè)平衡公式，它包含了配備有銅帶的玻璃纖維紗，目的是為了增加導(dǎo)電性和釋放來自動(dòng)作過程中離合器表面的散熱。這個(gè)配方也包含了大量的浸漬混合物成分，其包含大約 15 中原料。這些材料被放置在含有 30%的浸漬混合物中的酚醛樹脂所粘結(jié)。 這個(gè)制造步驟如下所示： （ 1）、浸漬 紗布放置在填滿浸漬溶液的浸漬罐中。通過加入有機(jī)溶劑以改善紗布的吸收性能從而提高粘性。 （ 2） 、排水和初步烘烤 把紗布浸漬架從浸漬液中舉起來使他在一個(gè)循環(huán)烤箱中烘干，以移除多余的溶劑和產(chǎn)生相對(duì)剛性的紗。 （ 3）預(yù)成形 這需要一個(gè)自動(dòng)預(yù)成型機(jī)和特殊壓板。烘干的紗布被迫形成一個(gè)模版，其能夠使預(yù)成型件表面的無知分布均衡。 （ 4）、平面按壓和最后的烘烤 預(yù)成型件放入一個(gè)加熱模具并且在一個(gè)短的固化周期內(nèi)施以高壓。然后，環(huán)堆成堆在一個(gè)平面上，在重力作用下保持平坦，并在一個(gè)漫長(zhǎng)而平緩的固化期期間放入爐中。 （ 5）、研磨至規(guī)定的厚度然后旋轉(zhuǎn)然后鉆孔 在一個(gè)雙盤磨床上研磨，。然后，這些環(huán)被放置在鏜桿上以使它們有所需要 的直徑。 2.2 離合器面的形態(tài) 離合器面一般是非常復(fù)雜的，但是它大致可以通過三維追蹤來定義，這一點(diǎn)可以通過在預(yù)成型操作期間浸漬紗布來實(shí)現(xiàn)。由于某些變形在成型期間發(fā)生，或因?yàn)樵谘心ゲ僮鞯臅r(shí)候需要材料的移除，所以，一些違規(guī)行為可能影響總體的紗線追蹤。在實(shí)際的預(yù)成型機(jī)中，紗布追蹤的結(jié)果來自疊加的兩個(gè)基本的管道運(yùn)動(dòng)：角頻率為1w的徑向正弦轉(zhuǎn)化運(yùn)動(dòng)和速度為2w的永恒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。12ww 定義了預(yù)成型的比率，這個(gè)參數(shù)很大程度上控制了離合器面的形態(tài)。 對(duì)于一些被給的材料配方和一些離合器面的對(duì)應(yīng)于外徑oR，內(nèi)徑iR，厚度為 e 的商業(yè)參考應(yīng)用，這個(gè)面的質(zhì)地取決于預(yù)成型件的配置。 使用極坐標(biāo)（ r， h），紗線追蹤的任意一個(gè)點(diǎn)的位置可以給定，由m1r ( t ) = R + h s i n ( w t ) 和 (t) = w t,w其中m o iR = ( R + R ) / 2是離合器面的中徑且oih = (R -R )/2 . 圖 1給出了離合器面的形態(tài)，其中0 1 0 0 , 6 7 , 3 . 3 5 , 1 8 2iR m m R m m e m m w r p m ，4.27 ，這樣的一個(gè) 值的選擇，能夠使離合器表面有最佳的材料分布。 3、摩擦學(xué)測(cè)試 3.1、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 對(duì)于在無潤(rùn)滑條件下的聚合物離合器面材料的摩擦磨損試驗(yàn)，在銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)上PLINT TE67HT 進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)的目的是去評(píng)估滑動(dòng)距離 ，滑動(dòng)速度，正常負(fù)載和溫度對(duì)復(fù)式材料的影響。 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，如圖 2 所示，由一個(gè)負(fù)載固定銷滑動(dòng)的頂著一個(gè)圓盤，銷的軸線垂直于圓盤。測(cè)試盤被安裝在磁盤托架上，被一個(gè)中心螺栓固定，這個(gè)銷的樣品用筒夾夾頭夾緊，用一個(gè)裝載臂固定。在磁盤上方的銷有兩個(gè)自由度，一個(gè)垂直的，它能使正常的負(fù)載通過直接接觸加載在磁盤表面；另一個(gè)是水平的，方便摩擦的測(cè)量。加載在銷上的負(fù)載通過一個(gè)壓縮單元的氣動(dòng)系統(tǒng)提供。電機(jī)和測(cè)速電機(jī)的反饋保證了穩(wěn)定的速度運(yùn)行。銷盤磨損過程由一個(gè)安裝在氣動(dòng)活塞上的線性定位器給出的。 3.2、摩擦學(xué)條件 直徑為 8mm，長(zhǎng)度為 67.5mm的 DIN Ck45K 鋼銷（平端）進(jìn)行加工。所有鋼銷具有以下化學(xué)組成： 0.45 C， 0.25的 Si， 0.65 Mn 和呈現(xiàn)的硬度值 230 HB，在測(cè)試之前所有鋼銷都在丙酮浴中進(jìn)行超聲波清洗。 制作 8mm 厚， 76mm 直徑的有機(jī)材料摩擦盤作為配合面。 表 1 顯示了為了去評(píng)估復(fù)合材料的性能而在測(cè)試中使用的摩擦學(xué)條件。選擇這些條件，使得負(fù)載壓力在測(cè)試中幾乎保持不變，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度被選擇，環(huán)境溫度和 100，溫度通過加熱系統(tǒng)穩(wěn)定。所有實(shí)驗(yàn)均在相對(duì)濕度為 50%的滑動(dòng)條件下進(jìn)行。 3.3、大通機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的 SAE J661a 大通機(jī)是一種公認(rèn)的測(cè)定離合器面材料摩擦等級(jí)的手段，一用于大通測(cè)試的樣品尺寸為2 5 . 4 2 5 . 4 6m m m m m m，根據(jù)測(cè)試程序符合 SAE 標(biāo)準(zhǔn) J661a。它開始于一個(gè) 20 個(gè)程序的運(yùn)行，大約十秒左右，二十秒后關(guān)閉，與此同時(shí)，每五個(gè)應(yīng)用程序摩擦讀數(shù)一次。接下來的是拖動(dòng)測(cè)試，在拖動(dòng)測(cè)試中，測(cè)試鼓溫度允許達(dá)到 550 攝氏度，在測(cè)試的恢復(fù)部分，測(cè)試鼓允許冷卻，并施加制動(dòng)器，摩擦讀數(shù)開始讀取，在 37.8的時(shí)間間隔里，該測(cè)試的磨損部分包括 100 個(gè)應(yīng)用在 204.4的情況下， 20 秒開， 10 秒關(guān)。這之后是二次衰退和康復(fù)實(shí)驗(yàn)。類似于第一次，但是溫度上升到了 343.3。最后一步想開始的操作一樣。測(cè)試的樣品被稱重和被測(cè)量厚度的前后，我們對(duì)磨損有了一些了解。 4、通過銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)實(shí)驗(yàn)獲得的圖表 用銷盤試驗(yàn)機(jī)所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述在如下的曲線圖中，給出了摩擦系數(shù)和滑動(dòng)距離。 圖 a 和圖 b 幾乎有相同的實(shí)驗(yàn)條件，但是實(shí)驗(yàn)樣品被翻轉(zhuǎn)過來了。才圖 a 的案例中，和鋼銷接觸的摩擦表面材料是背面，而 b 圖中是前面。這個(gè)表面也用于后續(xù)測(cè)試，人民可以注意到摩擦系數(shù)因?yàn)楦叩幕瑒?dòng)距離在圖 a 和圖 b 中變得穩(wěn)定，但是到達(dá)的水平略有不 同，如圖a 的 0.27 和圖 b 的 .33，然而在運(yùn)行階段，兩個(gè)面的摩擦系數(shù)完全不同。這主要是因?yàn)橹圃斓墓に嚥煌湍Σ帘砻娴牟牧喜煌绫硪凰?，這些變量在這里作為一種摩擦系數(shù)的公差來考慮，在運(yùn)行階段之后，它們的公差被限制在 0.06 范圍內(nèi)。 與前面相同的關(guān)于摩擦系數(shù)性能穩(wěn)定的結(jié)論也能夠從圖 c 圖 e 中得出來，運(yùn)行階段被發(fā)現(xiàn)在最后一個(gè)案例中最短，對(duì)此的解釋可能是與摩擦工作的數(shù)量有關(guān)，因?yàn)樗懈嗟哪Σ链螖?shù)，更小的滑動(dòng)距離也是必需的。 也應(yīng)該被注意到的是，在銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)上也要對(duì)側(cè)面進(jìn)行執(zhí)行溫度測(cè)量，這個(gè)溫度不等同在 銷針和磁盤的之間的摩擦面溫度，甚至，上下表面的溫度怎是比側(cè)面的溫度更高，這是因?yàn)槟Σ潦菬崃慨a(chǎn)生的來源。因?yàn)闊崃康漠a(chǎn)生是隨著滑動(dòng)速度的增加而增加的，如果滑動(dòng)速度增加了，銷和摩擦材料之間的點(diǎn)的溫度也會(huì)增加。 眾所周知，鋼鐵或鑄鐵的有機(jī)聚合物材料的摩擦系數(shù)在溫度達(dá)到最大值后會(huì)有所下降，這個(gè)結(jié)論與圖表 2 的結(jié)果一致，其顯示的摩擦系數(shù)隨著相對(duì)滑動(dòng)速度或溫度的上升而有所下降，滑動(dòng)速度這個(gè)變量的影響也被發(fā)現(xiàn)比溫度這個(gè)變量的影響更高。 最后我們可以看到，在所有的測(cè)試中，摩擦系數(shù)的值是相當(dāng)穩(wěn)定的，沒有從平均水平出現(xiàn)巨大的波動(dòng)， 對(duì)于滑動(dòng)速度 3m/s這樣的苛刻條件來說，摩擦系數(shù)仍保持較高水平。對(duì)于已被測(cè)試的離合器摩擦材料，褪色現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)是本次參數(shù)研究范圍以外的事。 5、與其他測(cè)試結(jié)果比較 圖 5 給出了在 SAE J661a 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中七個(gè)階段的摩擦系數(shù)與溫度的關(guān)系，作用在樣品離合器面的壓力負(fù)載幾乎與在銷盤測(cè)試中相同。溫度在再滾筒上測(cè)量，如圖 3，因此我們可以期待發(fā)現(xiàn)銷盤測(cè)試中的溫度和圖 5 給出的溫度之間的巨大不同，這兩個(gè)測(cè)試之間的另一個(gè)巨大差異是由于在 SAE J661a 的測(cè)試中使用的摩擦配合面是鑄鐵做成的，而銷盤測(cè)試時(shí)是用鋼制成的。另外，在 SAE J661a 使用的樣品僅僅 4mm 厚，而銷盤磨損機(jī)上的測(cè)試盤有 8mm 厚。關(guān)于摩擦系數(shù)的這兩個(gè)測(cè)試之間差異的公差有望達(dá)到 0.06mm。 由前面討論結(jié)果可知，從圖 4（ a） （ e）和圖 5 我們僅僅能夠做一個(gè)定性的比較，然而，銷盤測(cè)試和圖 4（ a） （ e）充分體現(xiàn)了摩擦系數(shù)是溫度的函數(shù)。事實(shí)上，在最后的測(cè)試中，為了達(dá)到相同的摩擦系數(shù)平均水平，溫度可能被右移。在圖 5 中，由于考慮了摩擦系數(shù)的公差，溫度事實(shí)上超過了 100 攝氏度。這種行為在銷盤實(shí)驗(yàn)中通過在磨損區(qū)域內(nèi)埋裝熱電偶的方式得到證實(shí)。 6、結(jié)論 關(guān)于考慮有離合器 面摩擦材料的這次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論可以表述如下： 在運(yùn)行后，取決于滑動(dòng)速度和溫度的摩擦系數(shù)基本穩(wěn)定在一