電樞—軌道載流滑動接觸面摩擦磨損研究.pdf

1、電磁軌道發(fā)射技術中轉捩是影響電磁發(fā)射性能的重要現象。電樞與軌道滑動電接觸面上的磨損對接觸面形貌和電樞結構都產生明顯影響,研究磨損和電樞-軌道接觸面的接觸電阻和滑動摩擦系數對研究轉捩和抑制轉捩的方法有重要意義。
　　通過對電磁發(fā)射實后電樞表面狀態(tài)的微觀分析,對電樞與軌道接觸面在電磁發(fā)射過程中產生的磨損機制進行了分析研究。在對不同機制的典型形貌和成因進行歸納的基礎上,將電樞表面的磨損分為非熔化磨損和熔化磨損兩類。
　　針對不同磨

2、損的特點,設計了相應的實驗,測量兩類磨損的大小及相應的接觸電阻、滑動摩擦系數,分析其受滑動電接觸面上主要控制參數如電流、接觸壓力等的影響規(guī)律。
　　采用載流摩擦試驗樣機進行模擬實驗,測量了6063鋁合金和7075鋁合金材料在銅盤上不同載荷下的磨損狀況。實驗結果表明,非熔化磨損隨載荷和電流的增大有一定增長,銷釘在銅盤上產生的平均鋁痕厚度為0.1～0.5μm。無電流時鋁合金和銅接觸副的滑動摩擦系數隨壓強增長有增加,直到達到0.3左右;

3、在加載電流時從0.3左右下降到0.1～0.15范圍。載流摩擦實驗機在低于4A/mm2電流密度的情況下可以比較好地達到研究非熔化磨損的目的。
　　采用特別設計的電樞進行電磁發(fā)射實驗,將電樞表面產生的磨損集中為熔化磨損,研究熔化磨損受加載電流不同和接觸面積不同的影響規(guī)律。實驗結果表明,電流幅值越高,電樞與軌道接觸面的熔化磨損越快。采用軌道上鋁痕的平均厚度表征電樞的磨損速度。實驗中熔化磨損的平均鋁痕厚度在3～11μm范圍內。對6061鋁

4、合金和黃銅軌道,平均鋁痕厚度與接觸面上電流密度的平方呈現為線性關系,比例系數約為0.88×10-6μm/(A2·mm-4)。
　　基于電樞表面磨損完全是熔化磨損的假設,對電樞表面在電磁發(fā)射過程中的熱傳導過程做出分析,認為電樞的熔化磨損吸收了電樞在軌道上運動時與軌道接觸面上產生的大量熱量,另一部分則在接觸中傳導進軌道。基于以上假設,推導了電磁發(fā)射過程中電樞-軌道界面上的熱力學方程,建立起熔化磨損量與發(fā)射參數、電樞軌道材料參數的關系。