摩擦衬垫摩擦系数和磨损率的测试
摩擦衬垫摩擦系数和磨损率的测试
摩擦系数和磨损率是靡擦衬垫(以下简称衬垫)的两个主要性能参数，尤其是摩擦系数，关系到摩擦式提升机的性能水平和运行的安全性，非常重要。近几年，随着国产提升机设计参数水平的提商，衬垫的质量和性能倍受关注。因此，如何准确、合理地测试这两个参数一直是业内人士十分重视的问题。
1.摩系数测试
衬垫的摩擦系数是指衬垫与钢丝绳对偶的摩擦系数。由于该系数受表而状态压力、速度和温度等许多因素的影响，是多种因素综合作用的结果，不单纯意义上的材料摩擦系数，因此称其为抗滑动系数更为合适。本文仍沿用“摩擦系数”这一习惯叫法，但其实际意义应为“衬垫抵抗钢丝绳在其上滑动的能力”
衬垫摩擦系数的测试没有统一的方法，正确并准确测试是其应遵循的唯一原则，而如何根据测试数据作出结论，则是测试工作中的--项重要内容。
1.1原理和方法
衬垫摩擦系数的测试方法有多种，目前较为通行的是模拟试验机法。该方法简便、易行且测试费用低，试验工况比较接近实际工况。虽然模拟试验机的结构有多种，但测试原理却大致相同(见图 1)即模拟实际工况的条件下，用两块相同的衬垫试样夹住钢丝绳，让衬垫与钢丝绳产生相对运动，通过测量衬垫的夹紧力和衬垫与钢丝绳相对运动时产生的摩擦力，按公式(1)计算摩擦系数。
1.2试验条件
衬垫的摩擦系数与试验条件密不可分，不指明试验条件的摩擦系数是没有任何实际意义的。为使测试结果尽可能真实可靠，试验条件应尽量模拟实际工况与衬垫实际工作条件!相对应，试验条件同样包括表而状态、压力、滑动速度和温度4个方而。
1.2.1 表面状态
表面状态是指衬垫绳槽及钢丝绳表面的状态。按实际工况，表面状态可分为干净、淋水、涂脂和脂淋水4种。这取所说的脂是指摩擦提升专用钢丝绳脂，简称摩擦脂。研究表明，涂脂后淋水对涂脂状态摩擦系数没有不利影响，因此，脂淋水状态征往被省太。试验表明，在诸多试验条件中，表而状态对衬垫摩擦擦系数的影响最大。涂脂状态下衬垫的摩擦系数均低下干净状态，通常只有干净状态的 1/3 - 1/2。因此表面状态是---个不可忽视的试验条件。为此，试验时应分别测试不同表面状态下衬垫的摩擦系数，尤其要重视涂脂状态的测试。
1,2.2压力
压力是指衬垫绳槽单位面积上所受到的平均载荷力。实际上，不仅绳槽的形状是圆弧形的，而且沿绳槽方向也是圆弧形的，因此绳槽所受到的压力是不均匀的。工程上为简化计算，将钢丝绳两端所受载荷之和除以绳槽的投影面积，得到衬垫所受压力的平均值。通常衬垫绳槽所受平均压力在2.0MPa左右。
试验表明，通常衬垫的摩擦系数均随压力的增大而减小。因此，从偏于安全考虑，试验压力应比平均值略高，取2.5MPa 为宜。
1,2.3滑动速度
滑动速度是指衬垫与钢丝绳相对滑动速度。提升机正常工作时衬垫与钢丝绳间是没有相对滑动的，只有少量的钢丝绳蠕动。为了模拟实际工况，试验时要人为地制造钢丝绳与衬垫的相对滑动。试验表明，滑动速度对衬垫的摩擦系数有一定的彩响，通常摩擦系数均随滑动速度的提高呈上升趋势当速度在1.0mm/s左右时摩擦系数处于最低状态。因此，试验时的滑动速度取 1.0mm/s 为宜。
1.2.4 温度
试验表明，温度对衬垫摩擦系数有一定影响,温度高时摩擦系数相对较低，温度低时摩擦系数相对较高。干净状态下温度的影响较小，涂脂状态下温度的影响较大。
由于试验过程中有摩惊热产生，因此,钢丝绳或衬垫绳槽表面温度无法准确控制。通常，环境温座控制在20-30C之间即可，而读取测试数据时，钢丝绝表而温度则应超过30C为宜。
1.3试结果的确定
试验表明,由于受多种因素的影响,衬垫摩擦系数测试值的离散性大、重复性差，相同条件不同次测试的结果均有一定的偏差，不会完全相同。因此，衬垫的摩擦系数具有很强的不确定性，要想得到一个确定的值是不可能的，也是不现实的。根据测试数据给出的结果，只能是特定条件下，即在确定的表面状态、压力、滑动速度、温度和时间下对被试衬垫的综合评价共意义只表示被试衬垫在特定试验条件下的摩擦系数水平，并不表示被试衬垫确定不变的摩擦系数值，更不可能是一个比较精确的值。
此外，衬垫的实际工作参数并不是固定不变的，参数不同，魔煤系数会有一定变化，只给出一个确定的摩擦系数值也是不余面的。基于上述原因，测试结果的给出不应是一个确定的值，而应是一个范用，应给儿不同表面状态下，被试衬垫摩擦系数测试值的范围。此范围的确定，应依据测试时采集到的大量数据，用数理统计的方法计算H测试值的平均值和标准差,据此即可确定试结果计算见公式(2)和(3)。
1.4摩系数许用值的确定
衬垫摩擦系数的不确定性，使得摩擦系数许用值的确定具有一定的难度。应该承认，在一个合理的、符合实际工况的试验条件下测得的摩擦系数最低值，对于实际应用才是最安全可靠的。因此，如无特别要求确定许用值应以测试数据值最低的表面状态的测试数据作为依据，按式(2)和(3)计算选定数据的平均值及标准差，按式(4)计算被试衬垫的许用摩擦系数。
1.5注意事项
(1)应根据需要，分别测试干净、淋水和涂脂状态下被试衬垫的摩擦系数，以确认摩擦系数最低的表面状态。
(2)试验压力和速度应以前述原则来设定，当压力特性、速度特性不确定时，应分挡测试。
(3)正式测试前，应先跑合一个完整的测试行程以消除非正常因素的影影响。
(4)由于衬垫座擦系数的离散性较大，重复性差对于同一副试样、同一种条件，应反复试验多次，以增加测试数据量和测试数据的可靠度，一般应进行3次以上，并记录全部测试数据。
(5)测试得到的数据应进行筛选，剔除异常数据并选择数据值最低的一组作为确定测试结果的依据。
(6)许用摩擦系数的确定应考虑被试衬垫的使用工况，如未指明使用工况(主要指表面状态),则应根据测试值最低的表面状态的测试数据来确定。
2.磨损率试
衬垫磨损的形式比较复杂，包含了磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损等多种形式。根据对衬垫的试验研究，通常的橡胶类磨损试验方法不适于提升机衬垫，而采用模拟试验法较为合理。
2.1原理方法
模拟试验法是利用衬垫模拟试验机模拟衬垫使用工况，并在此工况下让钢丝绳与衬垫相对滑动一定距离，通过测量滑动距离、衬垫磨损重量和滑动时产生的摩擦力来计算磨损率。此磨损率只表示在试验条件下衬垫的磨损情况，不能代表衬垫的寿命。因为影响衬垫寿命的不只是损率，还有其它许多因素，如提升系统的状态、车绳槽的次数以及工作态数等等。
2.2试验条件
毋康置疑，不同材质、不同规格的衬垫，其滑动相同距离的磨损量不一定相同，而不同的工作条件也会。
造成磨损量的差异。衬垫的工作条件一般比较复杂，其表面状态、压力和露动速度等参数受载荷、环境和人为等因素的影响始终在变化,即使排除车绳槽的影响其磨损最也不是一成不变的。因此，确定合理的、相对稳定的试验条件，是衡量被试衬垫耐磨性能好坏的基础。
与摩擦系数测试一样，表面状态、压力、速度和温度是影响衬垫磨损的四要素。为了在短时间内测得衬垫的磨损率，除了应尽量准确模拟实际工况外，适当并合理地恶化试验条件是必须的。
2.2,1 表面状态
表面状态对摩擦性能的影响最大，涂脂状态下衬垫的摩擦性能不能充分发挥，其磨损率会大大降低，因此为加快磨损测试速度，应选择干净表面状态。
2.2.2 压力
尽管衬垫所受压力是在变化的，而且不同规格的提升机衬垫所受压力也是不同的,但是从整体上讲,衬垫所受平均压力没有太大差别，由前述可知，--般平均值都在2.0MPa左右，为模拟实际工况，试验压力宜取2.0MPa.
2.2.3 滑动速度
由钢丝绳赌动速度计算公式I21可知,钢丝绳在衬垫上的蠕动速度，是随提升机运行速度的变化而变化的运行速度高赌动速度快，只有在提升机的匀速运行阶段，才能保持相对稳定的蠕动速度。正常情况下，在提升机的一个提升行程中，绝大部分是匀速段，且速度最高，衬垫的单位行程磨损量也最大，因此试验时的滑动速度应以提升机的最大运行速度为准。当然，不同规格的提升机，其最大运行速度是不同的，为此试验所取滑动速度应与试验钢丝绳直径所对应的同规格标准参数燕腊饱对彬皑鞍傍 操泊扒鞍惫碍肮绷摈敖胺跋哀裁艾挨艾靶吃蚌皑梆厕鞍昂 唉岸苞阿膊唉拔蚌癌幢经大运行速度相同。
2.2.4 温度
通常干净状态下，环境温度对衬垫摩擦性能的影影响并不显著，但是，试验过程中摩擦热的影影响却不能忽视。由于衬垫的导热能力差，席擦热容易在绳槽表面聚集，特别对于非热固型衬垫，温度过高磨损会加剧，使测试数据失真。因此，试验中应注意控制摩擦面的温度，一般不宜超过 60C。至于环境温度，控制在20-30C即可。
2.3损率的计算
由于提升机规格、工作条件以及垫材料等的差异，用单位滑动距离磨损的衬垫重量来衡量衬垫的磨损显然是不合理的。衬垫的工作原理表明，衬垫的磨损与其摩擦功的消耗是分不开的，而且是成比例的。因此，用摩擦功来衡量衬垫的磨损比较合理。根据该原理，衬垫的磨损率应按下述方法计算:
(1)将试验测得的衬垫磨损重量换算成体积。因为不同品种的衬垫其密度是不同的，磨损重量相同时其体积肯定不同，而衬垫磨损失效是以衬垫绳槽磨损深度或剩余高度来评定的，是体积量，因此，按重量计算磨损率是不合理的，应按体积计算;
(2)将试验滑动的距离换算成当量提升行程。因为不同规格的提升机运行相同的提升行程时，钢丝绳的蟠动量是不同的，遣成的衬垫府损也是不同的，因此应将滑动距离换算成试验钢丝绳直径所对应的同规格提升机的当量提升行;
(3)根据滑动时测得的摩擦力和当量提升行程计算。
END
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