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摩擦式提升机衬垫与钢丝绳界面间粘弹性摩擦机理

摩擦衬垫；粘弹性；动态接触；粘着滞后摩擦；全滑移临界值

摩擦式提升机主要依靠摩擦衬垫与钢丝绳间的动态粘弹性接触变形进行摩擦传动。摩擦衬垫动态粘弹性的优劣，影响摩擦式提升机的提升能力、工作效率和防滑安全性。本文利用实时原位微观观测的方法，针对摩擦式提升机衬垫与钢丝绳间的动态粘弹性摩擦磨损的问题，开展了静、动态载荷下粘弹性摩擦的实时观测，基于弧面法实时观测了静态载荷工况下摩擦衬垫与钢丝绳之间的粘弹性摩擦机理，直观且量化了粘着摩擦与滞后摩擦，建立了粘着摩擦、滞后摩擦与粘弹性的关系方程。结果表明，粘着摩擦与损耗模量呈正比，滞后摩擦与E’’/(E^’2)的值呈正比。粘着摩擦随比压的增大而增大，随滑动速度的增大呈减小趋势；滞后摩擦随比压和滑速的增大都是先减小后增大；摩擦振动由粘着摩擦和滞后摩擦共同作用。揭示了动态载荷工况下摩擦衬垫的全滑移临界值，发现K25和G30衬垫的全滑移临界值约是交变载荷幅值1200N，GM-3衬垫约是交变载荷幅值900N。在临界值时，摩擦力和摩擦系数最小，粘着摩擦最小，摩擦振动幅值激增，此时对于提升系统来说最危险，临界值对摩擦式提升机防打滑设计有重要意义。研究结果不仅对于提高摩擦式提升机的摩擦传动能效、防滑安全性设计有重要意义，还对现代高速电梯摩擦传动的设计和增摩材料的研发有一定参考价值。