摩擦片的摩擦系数与温度有哪些关系？

关键词：摩擦系数 , 温度 , 粘滑 1 、摩擦系数 摩擦系数是对两表面摩擦力的一种量度，它表征了材料的摩擦行为。薄膜表面的摩擦系数取 决于薄膜表面的粘着性（表面张力和结晶度） 、添加剂（爽滑剂、颜料等） 、以及表面抛光。在进行以下操 作工序时需要严格控制材料的摩擦系数，如当薄膜越过自由转辊、袋成型、产品缠绕膜、以及包装袋及其 它容器的堆放。除了材料的内部可变因素能够影响材料的摩擦系数，环境因素（如机器运转的速度、温度、 静电积累、以及湿度）也能影响摩擦系数的试验结果。 2 、温度对摩擦系数的影响 高分子材料分子运动状 态的改变按照动力学的观点称作松弛。温度升高时，一方面可提高各运动单元的热运动能力，另一方面由 于热膨胀，分子间距离增加，即高聚物内部的自由体积增加，这就增大了各运动单元活动空间，有利于分 子运动，使松弛时间缩短，松弛过程加快。伴随着高聚物的松弛，它的热力学性质、粘弹性能和其它物理 性质会发生急剧地改变。而材料的摩擦系数作为最常用的一项力学指标，同样也受到了温度升高的影响。 一般来讲， 随着环境温度的升高，材料表面的摩擦系数会有一定的变化，但变化的大小因材料而异。 3 、 升温试验 为了验证温度变化对摩擦系数值的影响， 笔者特地选择了几组有一定代表性的材料在不同温度下 测定它们的摩擦系数。以下是其中 2 组试验的详细试验信息及结果： 试样： PC 膜、铝箔复合膜 试验设 备： Labthink FPT-F1 摩擦系数 / 剥离试验机 （可实现室温到 99.9℃之间的自控温） 试验温度： 室温～ 90.0℃ 试验数据： 表 1. PC 膜摩擦试验数据表 试验温度℃ 静摩擦系数 mean 1 动摩擦系数 mean 1 32.1 0.285 0.244 45.5 0.336 0.212 62.0 0.387 0.319 74.1 0.435 2 0.322 2 87.5 0.433 2 0.300 2 注 1 ：试验数据为多组试验平均值。 2 ：粘滑现象。表 2. 铝箔 复合膜摩擦试验数据表 试验温度℃ 静摩擦系数 mean 1 动摩擦系数 mean 1 29.6 0.314 0.239 46.2 0.355 0.277 74.3 0.343 2 0.253 2 89.5 0.429 2 0.241 2 注 1 ：试验数据 为多组试验平均值。 2 ： 粘滑现象。 试验数据随温度升高的走势如图 1 所示。 图 1. 摩擦系数随温度升高的走势图 从图 1 可以看出试验温度的升高明显影响了材料的摩擦系 数，但对于不同的试样，温度的影响效果不同；而且对于同一试样，随温度的上升，动摩擦系数的变化趋 势很可能也不同于静摩擦系数。例如对于 PC 膜，静摩擦系数随温度升高的增长趋势比较稳定，但动摩擦 系数的变化趋势的波动就很大，不过动摩擦系数的整体趋势也是增长的。对于铝箔复合膜，摩擦系数的增 长趋势就不如 PC 膜， 而且其动摩擦系数随温度的上升基本保持稳定。 需要说明的一点是， 在进行 74℃以 上的摩擦试验时，试验过程中出现了明显的粘滑现象，即滑动现象 是不平稳的、间歇性的。 4 、实际要求 在实际包装过程中的摩擦力常常既是拖动力又是阻力，因此必须有效地控制摩擦系数的大小，使它在适当 的范围内。自动包装用卷材，一般要求内层摩擦系数比较小，而外层摩擦系数适中。内层摩擦系数不能过 小，否则有可能引起制袋成型时叠料不稳定而产生错边。外层摩擦系数太大会引起包装过程中阻力过大致 使材料拉伸变形，太小可能又会引起拖动机构打滑造成电眼跟踪和切断定位不准。内层材料的开口剂和爽 滑剂的含量以及薄膜的挺度、平滑度等因素都会影响复合膜摩擦系数的大小。在研究材料的摩擦系数时， 应特别注意温度对摩擦系数的影响。如之前所述，温度不同会导致摩擦系数的显著变化，需要通过实际检 测获得实测数据。某种材料的摩擦系数可能会随着温度的变化出现明显的增长或减少，也可能保持了一定 的数据稳定性。考虑到生产线的实际运转温度往往不能很好的控制在室温附近，因此不仅要测量包装材料 在常温下的摩擦系数，还应考察在实际使用环境温度下的摩擦系数。要完成这项试验，可以改变实验室的 环境温度 （当所需温度与 室温相差不大时还是可取的） ，也可以借助检测设备的自控温功能， 如 Labthink FPT-F1 就可以将试验温度控制在室温到 99.9℃之间，方便试验操作。 车制动摩擦片的常见问题的分析！制动摩擦片摩擦系数高低对制动的影响？ 制动摩擦片摩擦系数高低对制动的影响？ 制动摩擦片的摩擦系数过高或过低都会影响汽车的制动性能。尤其是汽车在高速行驶中需紧急制动时，摩 擦系数过低就会出现制动不灵敏，而摩擦系数过高就会出现轮胎抱死现象，进而造成车辆甩尾和打滑，对 行车安全构成严重威胁。 按照国家标准，制动摩擦片的适宜工作温度为100~350℃。但许多劣质制动摩擦片在温度达到250℃时，其 摩擦系数就会急剧下降，而此时制动就会完全失灵。一般来说，按照 SAE 标准，制动摩擦片生产厂商都会 选用 FF 级额定系数，即摩擦额定系数为 0.35~0.45 。 制动摩擦片的寿命与硬度的关系是怎样的？ 制动摩擦片的寿命与表面硬度并没有一定的关系。但如果表面硬度高时，制动摩擦片与制动盘的实际接触 面积小，往往会影响使用寿命。而影响制动摩擦片寿命的主要因素包括硬度、强度、摩擦材料的磨损性等。 一般情况下，前制动摩擦片的寿命为 3 万 km ，后制动摩擦片的使用寿命为 12 万 km 。 制动时为什么会产生抖动现象？ 往往是由于制动摩擦片或制动盘的变形造成的，这与制动摩擦片和制动盘的材质、加工精度及使用受热变 形有关，其主要原因有制动盘厚薄不匀、制动鼓的圆度差、制动摩擦片的不均匀磨损，以及热变形和热斑 等。 除此之外，制动卡钳的变形或安装不当，以及制动摩擦片的摩擦系数不稳定也会引起制动时抖动。另外， 如果制动摩擦片在制动时产生的振动频率与悬挂系统产生共振时， 也会产生抖动现象。 涉水后对制动性能 的影响？ 由于涉水后制动摩擦片 / 蹄与制动盘 / 鼓之间有一层水膜，减小了摩擦力， 会影响制动效果， 而且 制动鼓内的水也不容易散出。 对于盘式制动器来说， 这种涉水对于制动效果带来的影响会低一些，因为盘 式制动器的制动摩擦片接触面积小，而且是暴露在外，不会存留水滴。在车轮转动时由于离心力的作用， 制动盘片上的水滴会很快散失，只要涉水后猛踩几脚制动就会去除残留的水层。 但对于鼓式制动器来说， 在涉水后必须要边走边踩制动， 即边踩油门边踩制动， 连续几次后可将制动蹄与制动鼓之间的水份蒸发掉， 进而恢复制动效果。 为什么制动时会产生噪声？ 制动时噪声的产生主要是由于悬挂系统相关部件的共振或相互干涉引起的。但也存在由于制动盘的材料使 用不当或变形，制动摩擦片的硬度、孔隙率、摩擦特性和压缩特性不合格，制动摩擦片和制动盘受潮生锈 （只需制动几次即可恢复） ， 制动摩擦片配方中的金属丝太硬， 制动摩擦片磨损程度报警， 以及机械式制动 摩擦片刮盘等原因引起的噪声或尖叫。 为什么新装的制动摩擦片有制动偏软的现象？ 在更换新的制动摩擦片后可能会出现制动偏软的现象，其可能有原因有：制动摩擦片安装不符标准，制动 盘表面有污染而未清洁，制动管路存在故障或制动液不足，制动液压缸内排气不彻底，制动盘过度磨损且 表面不平整，以及制动摩擦片质量不合格。 为什么会出现制动迟滞现象？ 出现制动迟滞的现象， 可能原因有： 制动器回位弹簧失灵，制动摩擦片与制动盘间隙不当或装配尺寸过紧， 制动摩擦片热膨胀性能不合格，以及驻车制动回位不良。 制动时冒烟是为什么？ 制动摩擦片中含有 20 ％左右的有机物， 温度过高时会发生分解并冒烟， 并在摩擦片表面形成一层油状物质， 影响制动效果。而发生这种现象可能的原因有：在下坡时频繁制动，引起温度过高而冒烟；制动摩擦片的 配方中有机物含量不合格，超标。 制动摩擦片的背板为何会脱落？ 制动摩擦片的背板脱落有两种情况，一是背板与摩擦材料之间产生裂纹；二是摩擦材料自身产生裂纹。而 可能的原因有：背板的前期处理工艺差，摩擦材料的稳定性差，压制工艺不合格，粘合剂质量差，使用温 度过高，不正确的安装、撞击和敲打。 制动摩擦片内槽的作用？ 制动摩擦片内槽的作用有排放气体，降低噪音并改变产品固有频率，排出磨屑，增强摩擦材料与背板的粘 合程度。