解析影響襯墊摩擦因數(shù)的主要因素

主要影響因素

襯墊的摩擦因數(shù)實(shí)際上指的是襯墊與鋼絲繩組成摩擦副之間的摩擦因數(shù)，由于摩擦襯墊與鋼絲繩都是彈性體，而彈性體之間的摩擦因數(shù)變化規(guī)律與剛性體之間的摩擦因數(shù)變化規(guī)律不同。從摩擦學(xué)原理來(lái)講，一般認(rèn)為摩擦力主要來(lái)源于摩擦副的黏著分量與犁切分量。襯墊的摩擦因數(shù)是黏著效應(yīng)、犁溝效應(yīng)等多種因素綜合作用的結(jié)果。在實(shí)際提升過(guò)程中，摩擦因數(shù)與接觸表面狀態(tài)、襯墊比壓、蠕動(dòng)速度、接觸界面溫度等因素有關(guān)。

(1) 表面狀態(tài) 摩擦襯墊的表面狀態(tài)有干燥、淋水或附有油脂等。正常工況下，摩擦襯墊的表面一般不是單一狀態(tài)，而是混合多種狀態(tài)。造成這一現(xiàn)象的原因是：鋼絲繩所處的環(huán)境比較復(fù)雜，其表面會(huì)有油脂，同時(shí)也受井筒中的水汽影響，還會(huì)被煤粉、礦粉等污染，而使其粘附在鋼絲繩油脂上。在不同的表面狀態(tài)下，摩擦襯墊的摩擦因數(shù)不同。

(2) 襯墊比壓 在工作狀態(tài)下，摩擦襯墊受到鋼絲繩的壓力，該壓力在鋼絲繩圍包弧內(nèi)是不均勻的，且因摩擦襯墊所處位置的不同而有較大差別。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，正常使用工況下，襯墊比壓一般不超過(guò)2 MPa。

(3) 蠕動(dòng)速度 理論情況下，摩擦襯墊與鋼絲繩之間是不允許發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的，如果發(fā)生滑動(dòng)，即摩擦副失效，容易發(fā)生安全事故；但是摩擦襯墊和鋼絲繩都是彈性體，其相互間必定存在一定的蠕動(dòng)，且蠕動(dòng)速度隨鋼絲繩彈性、鋼絲繩規(guī)格、提升速度、鋼絲繩張力差的不同而有所不同。當(dāng)蠕動(dòng)速度增加時(shí)，摩擦因數(shù)增加。

(4) 接觸界面溫度 摩擦襯墊一般安裝在提升機(jī)房?jī)?nèi)，與其相關(guān)的鋼絲繩有室內(nèi)段、露天段、井筒段，鋼絲繩所處的環(huán)境比較復(fù)雜，各段溫度變化較大，與摩擦襯墊接觸時(shí)，在一定程度上會(huì)影響摩擦性能。

摩擦襯墊摩擦因數(shù)的檢測(cè)

GB/T 10599—2010《多繩摩擦式提升機(jī)》中 4.2.1.4要求每臺(tái)產(chǎn)品的摩擦襯墊摩擦因數(shù)不應(yīng)小于 0.25。JB/T 10347—2015《摩擦式提升機(jī) 摩擦襯墊》中4.1 要求：“摩擦因數(shù)許用值不應(yīng)低于使用該摩擦襯墊的提升系統(tǒng)所要求的摩擦因數(shù)值，并且最低不應(yīng)低于0.25”。摩擦襯墊摩擦因數(shù)的測(cè)試方法可分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試兩種。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是利用提升機(jī)或者模擬提升機(jī)，在一定負(fù)荷條件下，人為地制造滑動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)鋼絲繩與襯墊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界狀態(tài)時(shí)兩側(cè)的鋼絲繩張力，用歐拉公式計(jì)算摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試是使用特制的試驗(yàn)設(shè)備或試驗(yàn)臺(tái)，在規(guī)定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行測(cè)試，人為地造成鋼絲繩與襯墊的相對(duì)滑動(dòng)，分別測(cè)量襯墊所受到的正壓力以及滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力，用經(jīng)典的摩擦學(xué)公式計(jì)算出摩擦因數(shù)。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難度大，測(cè)試費(fèi)用高，但測(cè)試結(jié)果真實(shí)可靠，常用于新研發(fā)摩擦襯墊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證；實(shí)驗(yàn)室測(cè)試簡(jiǎn)便易行，難度小，測(cè)試費(fèi)用低，但由于這種測(cè)試方法有一定的近似性，其結(jié)果不能直接應(yīng)用，需要進(jìn)一步地分析和計(jì)算，常用于摩擦襯墊產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)。

AQ 1036—2007《煤礦用多繩摩擦式提升機(jī)安全檢驗(yàn)規(guī)范》中 6.1.10 要求“摩擦襯墊的摩擦因數(shù) μ ≥0.20 時(shí)，每臺(tái)提升機(jī)的襯墊都應(yīng)做抽樣檢驗(yàn)”。抽樣檢驗(yàn)通常采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法對(duì)摩擦襯墊的摩擦因數(shù)、磨損率、硬度這幾項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)條件和方法按 JB/T 10347—2015 中規(guī)定執(zhí)行。