摩擦襯墊作為摩擦式提升機(jī)的關(guān)鍵部件， 提升機(jī)主要依靠摩擦輪上的摩擦襯墊來承受鋼絲繩及繩端載荷， 并依靠其與鋼絲繩之間的摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)， 其摩擦性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到提升機(jī)的工作能力、 提升效率和安全可靠性。 本文基于白箱理論， 模擬摩擦襯墊的工作狀態(tài)， 揭示各種微觀現(xiàn)象的發(fā)生、 發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程， 以及多因數(shù)下襯墊材料的摩擦機(jī)理，進(jìn)而為研究摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦機(jī)理提供基礎(chǔ)依據(jù)。
以目前國內(nèi)摩擦式提升機(jī)廣泛采用的 K25、 GM-3 和 G30 摩擦襯墊為研究對(duì)象， 開展襯墊材料在不同動(dòng)態(tài)加載力下摩擦實(shí)驗(yàn)的實(shí)時(shí)觀測(cè)， 獲得摩擦界面的接觸狀態(tài)與微觀磨損形貌， 結(jié)合襯墊磨屑的成分變化， 揭示襯墊的磨損機(jī)理。 建立襯墊的粘彈性與其摩擦系數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 分析在動(dòng)態(tài)載荷條件下摩擦襯墊與鋼絲繩實(shí)際接觸滑移的摩擦系數(shù)特征。 最終獲得了以下主要結(jié)論：（1） K25 摩擦襯墊的定載滑移實(shí)驗(yàn)表明， 粘著摩擦與滯后摩擦導(dǎo)致摩擦系數(shù)隨時(shí)間呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)現(xiàn)象。 隨著滑移速度的增加， 摩擦系數(shù)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。在高速、 高載的條件下襯墊表面的摩擦機(jī)理主要為粘著摩擦； 在低載、 低速條件下襯墊表面的摩擦機(jī)理主要為滯后摩擦； 從高載、 高速工況向低載、 低速工況過渡中襯墊表面的摩擦機(jī)理為粘著與滯后摩擦的混合摩擦機(jī)理。
（2） 加載和卸載階段內(nèi)， K25 摩擦襯墊界面存在明顯的粘著、 半粘著和滑移三種接觸狀態(tài)； GM-3 與 G30 摩擦襯墊摩擦界面只存在明顯的粘著和滑移兩種接觸狀態(tài)。 此外， K25 摩擦襯墊的加載與卸載過程中粘著階段的摩擦機(jī)理主要為粘著摩擦， 同時(shí)半粘著與加載滑移階段內(nèi)襯墊的摩擦機(jī)理主要為粘著摩擦和滯后摩擦的混合摩擦機(jī)制， 而卸載滑移階段內(nèi)襯墊的摩擦機(jī)理主要為粘著摩擦。 GM-3摩擦襯墊與 G30 摩擦襯墊的瞬時(shí)摩擦機(jī)理相同， 粘著階段的摩擦機(jī)理主要為粘著摩擦， 加載滑移階段內(nèi)襯墊的摩擦機(jī)理主要為粘著摩擦和滯后摩擦的混合摩擦機(jī)制， 而卸載滑移階段內(nèi)襯墊的摩擦機(jī)理主要為粘著摩擦。
（3） K25、 GM-3 及 G30 襯墊與鋼絲繩的摩擦面均分布著條狀的具有較高方向性的凸峰和凹谷。 K25 摩擦襯墊凹谷內(nèi)基體材料發(fā)生嚴(yán)重的塑型變形， 同時(shí)凹谷邊緣分布著犁溝劃痕， 凸峰位置分布著大量團(tuán)聚的磨屑。 GM-3 摩擦襯墊凹谷內(nèi)基體材料同樣發(fā)生嚴(yán)重的塑型變形， 同時(shí)表面產(chǎn)生大量的貝殼狀的剝落坑，但只有極少數(shù)的磨屑粒子產(chǎn)生。 G30 摩擦襯墊凹谷內(nèi)基體材料的塑型變形最嚴(yán)重，表面已出現(xiàn)黑化， 但磨損面無明顯的剝落坑與團(tuán)聚磨屑產(chǎn)生。
（4） 隨著動(dòng)態(tài)載荷的增加， K25 摩擦襯墊接觸界面產(chǎn)生的磨屑逐漸增加，形成致密第三體， 造成摩擦系數(shù)減小。 此外， 微觀磨屑形貌表明動(dòng)態(tài)載荷下襯墊表面磨損主要為粘著磨損。 隨著動(dòng)態(tài)拉伸力提升至 2-13KN， 不斷地在接觸表面聚集的摩擦熱， 促使摩擦襯墊表面材料發(fā)生軟化、 改性， 導(dǎo)致摩擦襯墊表面磨屑分子內(nèi)氫鍵發(fā)生氧化斷裂， 形成游離羥基， 引起磨屑表面部分黑化， 磨屑數(shù)量明顯增加， 產(chǎn)生明顯的熱粘著磨損。
（5） 隨著動(dòng)態(tài)拉伸力幅值的增加， 粘著摩擦導(dǎo)致了 K25 摩擦襯墊滑移階段內(nèi)摩擦系數(shù)的減小， 而動(dòng)態(tài)拉伸力由 3-5KN 增加到 3-8KN 過程內(nèi)滯后摩擦主導(dǎo)GM-3 與 G30摩擦襯墊滑移摩擦系數(shù)的增加， 動(dòng)態(tài)拉伸力由 3-8KN增加到 3-10KN過程內(nèi)粘著摩擦主導(dǎo) GM-3 與 G30 摩擦襯墊滑移摩擦系數(shù)的減小。 隨著加載速度的增加， 滯后摩擦導(dǎo)致了 K25 摩擦襯墊滑移摩擦系數(shù)的下降， 而粘著摩擦導(dǎo)致了 GM-3 摩擦襯墊滑移摩擦系數(shù)的增大， 粘著與滯后摩擦導(dǎo)致了 G30 摩擦襯墊呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。
