油膜分子直径的数量级

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油膜分子直径的数量级

来源：baiyundou.net 日期：2024-08-23

#多绳摩擦提升钢丝绳与衬垫间磨损机理的研究

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1.1钢丝绳与衬垫间磨损的机理TYPHOON WARNING

1.1 粘着磨损

当钢丝绳与衬垫接触时,钢丝绳的绳股压入衬垫的绳槽中,负荷产生的法向力由凹凸不平的顶端承受.在这些接触点上,局部应力很大,以致于两表面靠得很近,由于范德华力的存在,两表面的原子互相吸引,产生粘结点,即所谓“冷焊”,而钢丝绳要相对于衬垫运动，就必须破坏这些粘接点。由于钢丝绳的强度和硬度都比衬垫大得多,故磨损仅在衬垫一侧。当钢丝绳上有一层油膜存在时两摩擦表面被油膜隔开,摩擦表面上的大部分凸峰并不直接接触只有少部分凸峰在较大的压力之下其表面油膜破裂而接触在一起,所以其摩擦表面间分子吸引力比没有油膜时要小得多,粘接点的形成很困难，其数量也少。相反若钢丝绳表面未涂油,两摩擦表面直接贴靠在一起.分子间吸引力大,则粘接点的形成较容易，数量也多。

另外在学掠过程中,衬垫表面的温度也很高,这主要由于耗散的摩擦能大部分转化为热量.而衬垫所用材料导热系数很小,大部分热量集中在衬垫的表层，使表层温度升高，造成衬垫表面的软化和熔化。发生软化的材料和熔化的峰点在摩擦过程中将向钢丝绳表面转移,形成热粘着损。当钢丝绳表面上有一层油膜时，由于戈培油不能浸润村垫材料所以软化和熔化的衬垫材料很难粘附于钢丝绳之上故转移膜不容易形成,热粘着效应较微弱。相反,若钢丝绳表面未涂油,则热粘着磨损较严重。

1.2疲劳磨损

疲劳磨损是指当2个接触体相对滚动或滑动时,若接触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度则在表面将引发裂纹,并逐步扩展最后使裂纹以上的材料断裂剥落下来的磨损过程。由于钢丝绳相对衬垫的运动为往复运动,既有沿绳长方向的滑动又有沿周向的滑动,衬垫表面的微凸体与钢丝绳表面的微凸体来回碰撞,因而在衬垫的次表层中产生交变的疲劳应力,在次表层的薄弱环节引起疲劳裂纹,并逐渐扩展,最后断裂形成疲劳磨损。

1.3 磨料磨损

磨料磨损是指物料颗粒或硬的微凸体与材料表面相互作用而造成材料流失形成的磨损现象”。在摩擦过程中,钢丝绳上的凸出体在正压力的作用下压入衬垫一定深度,并沿村垫滑动而引起磨料磨损该磨损包括两方面的作用.即微观切削和型沟效应微凸体作用在衬垫上的力可分为切向力和法向力当角度合适,即迎角大于临界角时,微凸体象刀具一样对衬垫表面进行切削,并产生切屑,即产生微观切削作用;另外一部分微凸体只是把材料推向前边和两旁,材料未被切削而只产生塑性变形,经反复塑变而遭成脆性断裂,即为犁沟效应。研究表明,型沟造成的磨损量在总磨损量中所占比重很小

1.4 腐蚀损

腐蚀磨损是指当摩擦副在摩擦过程中,摩擦表面与周围介质发生化学或电化学反应,产生物质损失的现象0]。由于钢丝绳是在井简中运行，一些矿井井筒淋水大,水的酸碱度高,对钢丝绳和衬垫表面易造成腐蚀,如钢丝绳表面与氧化性介质反应速度很快,形成的氧化膜与衬垫摩擦时从表面磨掉后,又很快形成新的氧化膜,而淋水中的酸、碱、盐等化学介质也会对钢丝绳和衬垫表面产生化学腐蚀，导致后蚀磨损。

1.5微动磨损

微动磨损是指摩擦表面间由一微小振幅滑动引起的一种磨损形式。多绳摩擦提升在运行中通常认为钢丝绳与村垫间是相对静止的,但实际上,钢丝绳由于受到的拉力是变化的且处于振动状态，钢丝绳本身有弹性,因而钢丝绳受拉后要变长,摩擦轮旋转后,钢丝绳与衬垫间会发生相对滑动和蠕动，即“弹性滑动”,滑动方向从拉力小的一侧滑向拉力大的一侧。在这微小的“弹性滑动”过程中将产生微动磨损。

2.影响钢丝绳与衬垫间磨损的因素TYPHOON WARNING

2.1 材料特性的影响
多绳摩擦提升用的钢丝绳材料一般为优质碳素结构钢,衬垫材料一般为聚氯乙烯或聚氨基甲酸醋从硬度上来看,钢丝绳的硬度要比衬垫的硬度大因

而会发生粘着磨损;从材质来看,钢丝绳的治炼和加工质量及其显微组织将影响钢丝绳的抗疲劳磨损能力.如钢丝绳的材料中含有非金属夹杂物物别是脆性的带有棱角的氧化物及其他复杂成分的点状、球状夹杂物,在交变应力作用下易产生疲劳磨损。同样衬垫若材质差,则抗磨损能力低,寿命短。

2.2 压力的影响

显然,钢丝绳与衬垫间压力大则磨损大，反之压力小则磨损小,没有压力则磨损量为零。对于多绳摩擦提升来说，一方面,为了提高提升能力和防止钢丝绳在摩擦轮上打滑,需增大钢绳与衬垫间的压力;另一方面,为了减轻钢丝绳与衬垫间的磨损,则需减小压力。因此需综合考虑。

2.3 表面粗度的影响

钢丝绳与衬垫的表面有一定的粗度，即微凸体，这是保证钢丝绳与衬垫间有一定的摩擦系数和钢丝绳表面涂戈培油所必须的,但过大的粗糙度将会引起两表面问磨损的加剧,若钢丝绳表面山现断丝和毛刺,则会严重磨损衬垫。

2.4环的影响

矿井井筒的淋水,不仅会降低钢丝绳与衬垫之间的摩擦系数,而且会对钢丝绳的磨损和锈蚀产生直接影响,降低钢丝绳与村垫的使用寿命。因为提升容器的运动及空气流动,矿井淋水将带有煤尘微粒混粘在提升钢丝绳上,使提升钢丝绳和衬垫之间的相互磨损加剧,矿井水又会使钢丝绳锈蚀当矿井水呈酸性时,钢丝绳的锈蚀将更为严重,可见矿井环境将影响钢丝绳与村垫间的腐蚀磨损。

2.5 滑动速度的影响

多绳摩擦提升钢丝绳与衬垫在某一瞬间是相对静止的,但相互接触的表面是不断变化的提升钢丝绳由于有弹性并承受拉力而产生“弹性滑动”,影响钢丝绳与衬垫间的微动磨损。若在某一段时间,钢丝绳在摩擦轮上滑动，则将导致钢丝绳与衬垫间严重的粘着磨损和磨料磨损,且随滑动速度的增大,磨损量也增大3

3.钢丝绳与村垫间磨损的试验TYPHOON WARNING

3.1试验工况

试验在钢丝绳与衬垫磨损试验台上进行,钢丝绳与衬垫间的相对滑动速度为 0.05 /s由计数器来统计钢丝绳往复运动次数,然后折算为钢丝绳损行程,试验行程为 100 m试验压力分别为1MPa2MPa3MPa钢丝绳的张紧力为3k钢丝绳直径为 20.0 mm,规格为6 19,维绳其中一根表面涂戈培油,另一根表面及绳芯都没有涂油,用精度为0.000 1g的光学天平称损量。

3.2 试验果及分析

针对涂油和未涂油钢丝绳在不同压力下的工况进行试验,测得的磨损量如表所示。

从表1可以看出,在相同的试验条件下,钢丝绳表面未涂油比涂油对衬垫的磨损量大得多,甚至于大几个数量级.而且随着负荷的增大越来越明显。说明对多绳摩擦提升应采用涂有戈培油的钢丝绵，减小衬垫的磨损量，又不降低钢丝绳与衬垫问的摩擦系数121141

减轻钢丝绳与衬垫间磨损的措施：
(1)多绳摩擦提升选用三角股钢绳和聚氨脂衬垫,选择优良材质和加工工艺,钢丝绳表面涂戈培油且外层钢丝要粗,衬垫具有一定弹性且沾有油脂时不影响与钢丝绳的摩擦系数。

(2)适时调整钢丝绳的张力平衡，避免某根钢

丝绳受力过大,造成磨损加剧。
(3)在保证完成提升任务和钢丝绳不打滑的条件下,尽可能降低一次提升量及容器自重或配重，以减轻钢丝绳与衬垫间摩擦表面的正压力。
(4)及时清理钢丝绳和村垫表面清除煤尘和杂质,减轻腐蚀磨损。

END

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