軌道車輛貫通道地板不同材質磨耗塊的摩擦性能對比分析

楊克舵 張孟林 劉佼龍 張瑩

摘 要 本文通過對不同材質的磨耗塊進行磨耗實驗，對比了軌道車輛貫通道處地板應用不同材料的磨耗材料的摩擦性能，從而選出最適合應用于貫通道地板處的磨耗材料。

關鍵詞 軌道車輛;貫通道;地板;磨耗塊;磨耗實驗;摩擦性能

引言

磨耗塊是軌道車輛車廂連接處的關鍵部件，安裝在旋轉地板和車體固定面之間。軌道車輛在運行過程中因受到軌道的限制，車廂與車廂之間會不可避免地出現相對偏轉，旋轉底板和車體固定面也會隨之發生相對轉動。磨耗塊具有傳遞旋轉地板與車體安裝面之間載荷的作用，又要代替車體與旋轉地板發生摩擦接觸。磨耗塊的性能會直接影響乘客的乘車體驗。因此磨耗塊既要求能承受較大的垂向載荷，又要有較好的耐磨性且磨損噪聲小。磨耗塊一般選用聚乙烯材質，摩擦副一般為陽極氧化鋁合金板，不同材質成分的聚乙烯在裝車后表現出的性能也是不同的，為此作者選用了不同材質成分的聚乙烯作為研究對象，以選出最適合作為磨耗塊的材料。

1試樣制備和試驗方法

1.1 試樣制備

分別將材質為碳纖維改性聚四氟乙烯、苯乙酯改性聚四氟乙烯、銅粉改性聚四氟乙烯，交聯聚乙烯制成底面直徑40mm，高80mm的圓柱體試樣。

1.2 試驗方法

本試驗將樣件安裝在磨耗試驗機進行旋轉摩擦，模擬磨耗塊的實際工況，并考慮在列車運行一段時間后沙土、灰塵的影響，在試驗過程過程中加入一定量的金剛砂[1]。

（1）在實驗前碳纖維改性聚四氟乙烯、苯乙酯改性聚四氟乙烯、銅粉改性聚四氟乙烯，交聯聚乙烯材質試樣分別編號1、2、3、4。

（2）將試樣1、2、3、4。分別稱重并記錄。并按表1步驟進行實驗。

2實驗結果與討論

2.1 實驗結果

試樣完成實驗后外觀如下：

2.2 摩擦性能對比

經過48小時試驗后，不同材質磨耗塊的摩擦性能對比見表2。

外觀總結 磨耗塊表面形成圓形淺凹槽，且集中在中間位置。手觸摸無明顯粗糙感。 磨耗塊表面形成圓形凹槽，且集中在中間位置。手觸摸有粗糙感。 磨耗塊表面形成圓形凹槽，從中心往圓周發散。觸摸有較為明顯的粗糙感。 磨耗塊表面凹槽明顯較其他樣品更少，手觸摸無明顯粗糙感。

按照試驗的耐磨性測試，耐磨性從好到壞的排列應該是：交聯超高分子量聚乙烯>碳纖維改性聚四氟乙烯>聚苯乙酯改性聚四氟乙烯>銅粉改性聚四氟乙烯。聚苯乙酯改性聚四氟乙烯在加砂后有刺耳雜音。

3結束語

經過48小時實驗后，對比不同材料摩擦性能以及不同材料在摩擦時產生的音量。因交聯聚乙烯不滿足軌道交通車輛的防火要求，所以最適合作為磨耗塊材料的是碳纖維改性聚四氟乙烯。

參考文獻

[1] 劉天濤，金志明，薛平，等. PA66/PTFE復合材料的摩擦磨損性能[J].塑料，2011，40（5）：28-30.