不同工况下温度对衬垫摩擦性能的影响

潞安集团某矿的五绳落地摩擦式提升机钢丝绳在紧急制动时出现打滑现象，经工作人员检查是由于钢丝绳上戈培油涂抹过多而导致钢丝绳与衬垫之间摩擦系数过低造成的。摩擦衬垫(简称衬垫)是提升机的一个重要组成部分,主要用于摩擦轮与钢丝绳之间的动力传输,它的摩擦性能直接影响到提升机的提升能力和运行安全。在煤矿实际生产中,提升机钢丝绳表面需要涂抹戈培油,它起到润滑和防腐防锈的作用.但它降低了钢丝绳与衬垫之间的摩擦系数尤其是快速滑动时产生的大量摩擦热使得村垫表面温度急剧开高,衬垫的摩擦系数产生较大幅度的下降,危害安全生产。此外,在实际工作环境中，衬垫表面淋水的情况也经常出现,因此研究在不同工况下温度对衬垫摩擦系数的影响对提升机钢丝绳和衬垫的使用和维护具有重要的现实指导意义。

试验采用的衬垫摩擦试验机如图1所示被测村垫放置在衬垫盒中。测试过程中,首先利用2个张紧油缸使钢丝绳张紧，然后利用夹紧油缸将衬垫与钢丝绳夹紧后再用推移油缸经连杆带动一个装嵌衬垫的平台垂直向上运行实现钢丝绳与衬垫在一定接触压力下的相对直线运动，钢丝绳和推移油缸采用纵向布置。夹紧油缸输出的力经挡板作用在衬垫的表面将两边的衬垫块压紧在钢丝绳上,压力传感器安装在衬垫盒的另一侧,用于测量正压力。衬垫盒下方设置的2个压力传感器用于测量衬垫与钢丝绳间的摩擦力,对于衬垫盒自身重力可以在测试软件部分加以去除在此将左右2个压力传感器测出的信号分别称为左推力右推力,分别对应图2中的摩擦力，衬垫相对于钢丝的滑速大小由左侧的位移传感器间接测得。

它的测试原理如图2所示。钢丝绳两侧的衬垫块在正压力N作用下与其紧密接触，在外力F作用下使衬垫块以一定的速度”向上运行，此时钢丝绳与衬垫之间将会产生摩擦力。在测试时,将衬垫与钢丝绳间的摩擦力h6和正压力N分别测出衬垫与钢丝绳的摩擦系数。

(2)试件

试验选用潞安集团常村矿提升机所用的摩擦衬垫(许用摩擦系数为025)衬垫进行试验。

为了模拟较高的相对滑速下,衬垫和钢丝绳的接触表面所形成的摩擦热对衬垫摩擦系数的影响采用了人工加热的方式对衬垫表面温度进行控制。首先利用试验机的温控装置对测试温度进行设定当衬垫表面温度达到预设值允许误差范围内时,迅速开始测试。本试验分别对干燥淋水少油和多油4种工况下的衬垫试样进行了摩擦系数的测试。在测试时,从30C开始每隔5C左右测量一次摩擦系数,然后把各个温度下的摩擦系数值进行比较。测试结果如表1所示。其中少油的情况是指在钢丝绳表面仅仅涂有很薄的一层:多油的情况是指钢丝绳表面涂有较厚的一层油脂,有黏手感,且绳股的缝隙中也有较多量的戈培油存在。

(1)衬垫在不同工况下的摩擦系数均随表面温度的增加而不断下降并且温度越高摩擦系数下降得越快但下降的幅度因工况的不同而不同。

(2)在同一环境温度下,当钢丝绳与村垫的摩擦表面淋水时的摩擦系数要比表面干燥时低,而摩擦系数随温度变化的幅度却要平缓得多。这主要是因为表面干燥时钢丝绳与衬垫之间不断摩擦产生的大量摩擦热会使得衬垫表面温度迅速升高;而当表面淋水时.水分会吸收一部分摩擦热,使得衬垫表面温度缓慢增加摩擦系数也缓慢降低:

（3)在同一环境温度下在钢丝绳上涂抹戈培油时与衬垫之间的摩擦系数要明显小于干燥或淋水2种工况下的摩擦系数，而且戈培油使用得越多衬垫表面的摩擦系数下降的幅度越大,温度足够高时甚至会低于衬垫材料的许用摩擦系数0.25。

摩擦系数反映着材料的表面形貌、接触形式载荷滑动速度以及温度之间的相互作用不同的表面状况，对于村垫摩擦系数的测试结果影响很大。试验表明钢丝绳上涂抹的戈培油量对于衬垫的摩擦系数有很大的影响，特别是摩擦表面温度较高时摩擦系数会产生明显的下降。因此在实际生产中为了保障提升安全,应该严格限制钢丝绳的涂油量:

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