Hoe het probleem van de levensduur van de wrijvingsplaat van de 430 pull-type koppelingsassemblage van zware vrachtwagens op te lossen door materiaaloptimalisatie?

Als sleutelknooppunt in de stroomoverdracht is de kernfunctie van de zware vrachtwagenkoppeling het bereiken van de koppeling en het ontkoppelen van de motor en de transmissie door wrijvingskoppel. Onder zware ladingsomstandigheden moet de wrijvingsplaat de momentane impact van piekkoppel en frequente betrokkenheid/ontkoppelingscycli weerstaan, wat leidt tot slijtage, ablatie en thermisch verval op het materiaaloppervlak en uiteindelijk koppelingsslip, onvolledige scheiding en andere faalmodi veroorzaakt. Traditionele op asbest gebaseerde of semi-metalen wrijvingsmaterialen hebben onvoldoende slijtvastheid en slechte thermische stabiliteit, en hun servicevenstaat in zware lading scenario's is meestal minder dan 300.000 kilometer, wat het kernpijnpunt is geworden dat de logistiek en transportefficiëntie beperkt.

Als benchmarkproduct voor zware vrachtwagentransmissiesystemen heeft de 430 pull-type koppelingsassemblage de levensduur van de wrijvingsplaat verhoogd tot meer dan 800.000 kilometer door materiaalinnovatie en structurele optimalisatie. Het technologische doorbraakpad heeft belangrijke referentie -betekenis voor de industrie.

De prestatieafbraak van de wrijvingsplaat is te wijten aan de superpositie van meerdere fysische en chemische processen:
Draagmechanisme: tijdens het wrijvingsproces, de microscopische pieken op het oppervlak van de materiaalbreuk en afpellen door schuifspanning, waardoor slijtagepris wordt gevormd. Traditionele op asbest gebaseerde materialen hebben een lage vezelsterkte en een slechte matrixtaaiheid, en de slijtage is zo hoog als 0,1 mm/10.000 kilometer, wat leidt tot een snel verval van de dikte van de wrijvingsplaat.
Ablatiefenomeen: onder hoge temperatuuromgeving ondergaat de harsmatrix in het wrijvingsmateriaal thermische ontleding om vluchtige gassen te genereren, waardoor een luchtfilm op de wrijvingsinterface wordt gevormd, wat een plotselinge daling van de wrijvingscoëfficiënt veroorzaakt. Onder continue klimomstandigheden kan de oppervlaktetemperatuur van traditionele materialen bijvoorbeeld hoger zijn dan 400 ℃, wat ernstige ablatie veroorzaakt.
Thermisch vervaleffect: de mismatch tussen de thermische expansiecoëfficiënt en de thermische geleidbaarheid van het materiaal leidt tot ongelijke temperatuurverdeling op de wrijvingsinterface, oxidatiereactie in lokale gebieden met hoge temperatuur en het genereren van oxiden met lagere hardheid, die slijtage versnelt.
De bovenstaande faalmechanismen versterken elkaar onder zware belastingomstandigheden, vormen een vicieuze cirkel en leiden uiteindelijk tot falen van koppelingsprestaties.

De 430 pull-type koppelingsassemblage heeft een multi-schaal versterkingssysteem geconstrueerd door materiaalmicrostructuurontwerp en procesoptimalisatie, waardoor een gecoördineerde verbetering van de prestaties van de wrijvingsplaat wordt bereikt:
1. Dispersie- en stressoverdrachtsmechanisme van versterkte vezels
Composietmaterialen met een hoog vezel gebruiken krachtige vezels zoals aramide vezels en koolstofvezels als versterkingen, en hun modulus is zo hoog als 200-300GPA, wat meer dan 10 keer is van traditionele asbestvezels. Door driedimensionale weeftechnologie en hars-impregnatietechnologie vormen de vezels een gaasstructuur in de matrix, waardoor de wrijvingsstress effectief wordt verspreid. Wanneer de wrijvingsinterface wordt onderworpen aan afschuifkracht, wordt de spanning overgedragen op de gehele wrijvingsplaat door het glasvezel-matrix-interface om slijtage veroorzaakt door lokale spanningsconcentratie te voorkomen.

2. Modificatietechnologie van harsmatrix
Traditionele fenolhars is gemakkelijk te ontbinden bij hoge temperaturen vanwege de slechte hittebestendigheid. De 430 pull-type koppelingsassemblage maakt gebruik van gemodificeerde fenolhars en door vulstoffen zoals nano-silica en grafeen te introduceren, worden de thermische stabiliteit en smeerheid van de matrix verbeterd. De glasovergangstemperatuur (TG) van de gemodificeerde hars wordt verhoogd tot 280 ° C, wat effectief de thermische ontleding bij hoge temperaturen remt.

3. Synergistisch effect van wrijvingsprestatiemodificator
Om de wrijvingscoëfficiënt en slijtvastheid in evenwicht te brengen, worden harde deeltjes zoals aluminiumoxide en magnesiumoxide en smeermiddelen zoals grafiet en molybdeendisulfide aan het materiaal toegevoegd. Harde deeltjes vormen micro-convexe lichamen op de wrijvingsinterface om de wrijvingscoëfficiënt te vergroten; Smeermiddelen vormen grenssmeerfilms bij hoge temperaturen om slijtage te verminderen. Door de deeltjesgrootte en de distributiedichtheid te optimaliseren, wordt dynamische regulatie van de wrijvingscoëfficiënt bereikt.

Kwantitatieve verbetering van de levensduur van de wrijvingsplaat door materiaaloptimalisatie
1. Mechanisme voor het verbeteren van de weerstandsverbetering
Het overbruggingseffect van versterkte vezels en de verbetering van de matrixstuwheid verandert de slijtage -modus van de wrijvingsplaat van brosse breuk tot stoere peeling. Werkelijke metingen tonen aan dat de slijtage van composietmaterialen met hoge vezel onder zware belastingomstandigheden 40% lager is dan die van traditionele materialen, en de kilometerstand van de wrijvingsplaat wanneer de dikte vervalt naar de schrootstandaard van 3 mm wordt verhoogd van 300.000 kilometer tot meer dan 800.000 kilometer.

2. doorbraak in thermische vervalweerstand
Het synergetische effect van gemodificeerde hars- en wrijvingsprestatiemodificator verbetert de thermische stabiliteit van het materiaal aanzienlijk. In de continue klimtest werd de oppervlaktetemperatuur van de wrijvingsplaat gestabiliseerd onder 350 ℃ en het schommelingenbereik van de wrijvingscoëfficiënt werd geregeld binnen ± 5%, waardoor de koppelingslip werd veroorzaakt door thermisch verval.

3. Verbeterde aanpassingsvermogen van het milieu
Composietmaterialen met een hoog vezel hebben uitstekende hydrolysebestendigheid en corrosieweerstand en kunnen stabiele wrijvingsprestaties handhaven in harde omgevingen zoals vochtigheid en zoutspray. Het faalpercentage van de koppelingssamenstelling van vrachtwagens die in kustgebieden werken, is bijvoorbeeld 60% lager dan dat van traditionele materialen.

Naast composietmaterialen met veel vezels, de zware truck 430 pull-type koppelingsassemblage Onderzocht ook de toepassing van siliciumcarbide-gebaseerde wrijvingsmaterialen:
Stabiliteit op hoge temperatuur: het smeltpunt van siliciumcarbide is zo hoog als 2700 ℃ en het kan nog steeds een wrijvingscoëfficiënt van meer dan 0,4 handhaven bij een hoge temperatuur van 600 ℃, wat geschikt is voor piekkoppelomstandigheden van grootmotorenmotoren.
Weerstand tegen thermisch kraken: de dichte keramische structuur kan de expansie van thermische scheuren effectief remmen en materiaalfalen veroorzaakt door thermische vermoeidheid voorkomen.
Uitdagingen en tegenmaatregelen: Siliconencarbidematerialen zijn zeer bros en moeilijk te verwerken, en hun impactweerstand moet worden verbeterd door de deeltjes -beoordelingsoptimalisatie en oppervlaktecoatingtechnologie.