摩擦襯墊的性能參數(shù)
1.1 摩擦系數(shù)
摩擦系數(shù)是摩擦襯墊的最重要參數(shù)它的大小決定著提升機(jī)的提升能力和運(yùn)行安全和穩(wěn)定。不同的材料,不同的對(duì)偶摩擦副,及它們之間的介質(zhì)不同。反映的摩擦系數(shù)也不同,煤礦提升上的摩擦系數(shù)是由鋼絲繩與襯墊構(gòu)成對(duì)偶摩擦副在油脂作為介質(zhì)的條件下形成的,因此,提升機(jī)的摩擦系數(shù)也就是由襯墊、鋼絲繩及油脂三者聯(lián)合作用所決定的。
1.2 硬度
硬度反映了材料抵抗變形的能力,非金屬材料的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼材,但鋼絲繩與襯墊接觸,發(fā)生變形能吸收鋼絲繩振動(dòng)、抖動(dòng)和扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)能,減輕設(shè)備的振動(dòng)。同時(shí)襯墊變形可以增加襯墊與鋼絲繩的接觸面積,增大摩擦力。三角股及近年來(lái)開(kāi)發(fā)的橢圓股鋼絲繩,就是為了增加鋼絲繩與襯墊之間的接觸面積而設(shè)計(jì)的。
1.3 抗壓強(qiáng)度
摩擦襯墊的工作狀態(tài)決定著襯墊應(yīng)具有一定的抗壓強(qiáng)度,設(shè)計(jì)規(guī)范指出,提升機(jī)正常工作狀態(tài)下,村墊承受的最大工作壓強(qiáng)在3MPa 以下,考慮到特殊情況,如緊急制動(dòng),襯墊承受的工作壓強(qiáng)成倍增加。
1.4 抗老化性
橡塑材料存在一個(gè)致命的弱點(diǎn),即老化。材料一旦發(fā)生老化,機(jī)械性能急劇下降,如果不及時(shí)更換,會(huì)存在重大事故隱患。如聚氨酷正常放置時(shí)間兩年后即發(fā)生老化,經(jīng)研究及使用顯示,k25 材料制作的摩擦襯墊,不管是長(zhǎng)期使用還是長(zhǎng)期放置,襯墊的性能指標(biāo)幾乎沒(méi)有發(fā)生變化,抗老化性能好。
1.5 環(huán)境
環(huán)境如溫度、水、雪、冰、灰塵等,因?yàn)槠涓淖兞艘r墊與摩擦副之間的介質(zhì)狀態(tài)對(duì)襯墊的摩擦系數(shù)的影響都很大。
摩擦襯墊的失效形式
2.1 磨損
(1)滑動(dòng)磨損
鋼絲繩與襯墊發(fā)生相對(duì)位移,表面粗糙的鋼絲繩會(huì)對(duì)襯墊表面拉出痕槽,即襯墊產(chǎn)生滑動(dòng)磨損。相對(duì)位移距離越長(zhǎng),滑動(dòng)磨損越嚴(yán)重。
滑動(dòng)磨損的產(chǎn)生與材料的摩擦系數(shù)關(guān)系密切。相同條件下,摩擦系數(shù)越高,相對(duì)滑動(dòng)的距離越短,滑動(dòng)磨損越小
(2)粘著磨損
提升機(jī)工作中,鋼絲繩與襯墊頻繁接觸,在交變壓力的作用下,強(qiáng)度高的鋼絲繩,表面會(huì)粘著微小的襯墊材料,即襯墊產(chǎn)生粘著磨損。
粘著磨損與材料分子間結(jié)合力有關(guān)如果材料中添加無(wú)機(jī)物,就會(huì)破壞材料的連貫性,降低分子間結(jié)合力,粘著磨損加劇。如果摩擦襯墊材料的選型,滿足提升機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),滑動(dòng)磨損和粘著磨損屬正常損耗。
(3)均磨損
繩槽磨損不一致:襯墊使用中,各個(gè)繩槽的工作狀態(tài)應(yīng)該一樣,繩槽的磨損應(yīng)該一致,如果出現(xiàn)某個(gè)繩槽磨損與其它有差別,可以判斷出某根鋼絲繩的工作狀況發(fā)生變化,此時(shí)應(yīng)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行調(diào)整同時(shí)也應(yīng)對(duì)繩槽進(jìn)行調(diào)整。
繩槽磨偏:整個(gè)繩槽呈橢圓型,產(chǎn)生原因是某段鋼絲繩出現(xiàn)異常,要排除鋼絲繩異常,同時(shí)對(duì)繩槽進(jìn)行調(diào)整。
2.2 點(diǎn)蝕剝落
設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),襯墊承受的壓強(qiáng)在3MPa 以下此壓強(qiáng)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于襯墊的抗壓強(qiáng)度,不會(huì)對(duì)襯墊造成損壞。鋼絲繩與襯墊之間存在油脂介質(zhì),介質(zhì)中混有煤灰等其它硬質(zhì)點(diǎn),這些硬質(zhì)點(diǎn)在合適的條件下會(huì)嵌入襯墊,在襯墊表面形成凹坑,可坑在隨后質(zhì)點(diǎn)的多次作用下會(huì)擴(kuò)大,隨后油脂進(jìn)入凹坑,此時(shí)凹坑中的油脂產(chǎn)生很大的壓強(qiáng),當(dāng)壓強(qiáng)大于材料的承受能力,就會(huì)在材料的薄弱處,即凹坑的邊緣產(chǎn)生裂紋。多次作用,裂紋擴(kuò)展,最后發(fā)生剝落,也就是凹坑變大變深,最終連成一片,同時(shí)下一個(gè)循環(huán)開(kāi)始進(jìn)行,并且循環(huán)速度加快,時(shí)間縮短。材料的彈性和韌性決定著點(diǎn)蝕剝落的快慢,彈性好的材料,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)壓入外力去除后,坑很快恢復(fù),也就是說(shuō),凹坑形成,質(zhì)點(diǎn)作用的次數(shù)要多;韌性好的材料,裂紋擴(kuò)展的速度慢。因此,同類(lèi)材料,硬度高,抗疲勞性能差使用效果差。
點(diǎn)蝕剝落對(duì)襯墊的損害很大,是襯墊早期失效的主要原因,一旦發(fā)生,不僅加快了繩槽材料的損失,同時(shí)造成繩槽底部定深度的材料性能急劇下降,此種現(xiàn)象應(yīng)盡量避免。一旦發(fā)生,應(yīng)盡早去除鋼絲繩與襯墊表面之間的多余油脂和雜質(zhì)。
2.3 抗壓強(qiáng)度
襯墊掉塊通常發(fā)生在繩槽邊緣,產(chǎn)生的原因主要有兩種,一種原因是材料發(fā)生老化;另一種原因是材料受到較大的交變應(yīng)力。
第一種情況,由于材料性能已發(fā)生根本變化,襯墊的繼續(xù)使用存在著很大的危險(xiǎn),應(yīng)立即更換。
第二種情況,交變應(yīng)力的產(chǎn)生,是因?yàn)槔K槽直徑和鋼絲繩直徑不匹配造成的。當(dāng)鋼絲繩直徑大于繩槽直徑,鋼絲繩進(jìn)入繩槽時(shí),首先擠壓繩槽側(cè)面,尤其是繩槽尖角處受到的擠壓力最大,并緊緊裹住鋼絲繩,鋼絲繩離開(kāi)繩槽,尖角處受到往外的拉力,同時(shí)擠壓力消失。多次作用后,材料組織發(fā)生疲勞,當(dāng)組織結(jié)構(gòu)力小于外部施加的擠壓力時(shí),尖角處產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展,然后斷裂。鋼絲繩直徑與繩槽直徑相當(dāng),繩槽深度大于鋼絲繩半徑時(shí),鋼絲繩進(jìn)入繩槽后,襯墊在壓力的作用下,繩槽發(fā)生變形,開(kāi)口處的距離應(yīng)小于鋼絲繩直徑,鋼絲繩離開(kāi)繩槽,會(huì)對(duì)繩槽尖角產(chǎn)生一定的沖擊力,循環(huán)作用,也會(huì)產(chǎn)生掉塊。
設(shè)備平衡調(diào)節(jié)不好,提升機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)引起鋼絲繩的抖動(dòng)或振動(dòng)。抖動(dòng)和振動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能,長(zhǎng)期作用于襯墊上,也會(huì)造成襯墊槽邊緣薄弱處掉邊。但此種情況的掉塊,隨鋼絲繩的抖動(dòng)程度而發(fā)生變化,各槽掉塊的大小不一樣,也可能某圈繩槽掉塊。
襯墊掉塊一旦發(fā)生,首先應(yīng)判斷是什么原因造成的,如果全部襯墊均勻掉塊首先應(yīng)從材料方面分析;如果發(fā)生非均勻掉塊,機(jī)械原因應(yīng)占主導(dǎo)。鋼絲繩的機(jī)械作用而引起的掉塊,通常情況下并不影響襯墊的整體質(zhì)量,可以繼續(xù)使用;如果是老化引起的掉塊,必須立即更換。