噴砂處理表面對(duì)滑動(dòng)摩擦振動(dòng)噪聲的影響.pdf

1、摩擦噪聲是接觸界面摩擦激發(fā)物體發(fā)生振動(dòng)時(shí)，能量通過(guò)周?chē)橘|(zhì)向外擴(kuò)散而產(chǎn)生的不穩(wěn)定的聲音。摩擦振動(dòng)噪聲對(duì)摩擦系統(tǒng)的精度、可靠性及正常運(yùn)行具有嚴(yán)重的影響，并會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的噪聲污染。摩擦噪聲的根源是摩擦界面的摩擦作用，摩擦界面特征是影響摩擦噪聲的關(guān)鍵因素，但目前國(guó)內(nèi)外從摩擦界面角度對(duì)摩擦噪聲進(jìn)行深入研究的報(bào)道較少。此外，考慮到界面磨損因素的復(fù)雜性和隨機(jī)性，目前研究對(duì)于控制摩擦尖叫噪聲觸發(fā)和演變規(guī)律的關(guān)鍵界面因素的認(rèn)識(shí)尚不足。因此，系統(tǒng)研究噴砂處

2、理后具有不同粗糙度的表面如何影響摩擦振動(dòng)噪聲特性并揭示其作用機(jī)理，將對(duì)深入認(rèn)識(shí)影響摩擦尖叫噪聲的界面因素、尖叫噪聲產(chǎn)生的機(jī)理，及其如何利用表面噴砂處理方法來(lái)控制摩擦噪聲及減輕尖叫噪聲具有重要指導(dǎo)意義。
　　本文采用不同結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)剛度的試驗(yàn)裝置，對(duì)光滑表面和不同噴砂處理表面進(jìn)行滑動(dòng)摩擦噪聲對(duì)比試驗(yàn)，研究噴砂處理表面在不同試驗(yàn)裝置上的摩擦尖叫噪聲特性及其對(duì)摩擦尖叫噪聲的影響規(guī)律和作用機(jī)理。結(jié)論主要如下:
　　(1)噴砂處理表面對(duì)

3、摩擦尖叫噪聲的產(chǎn)生時(shí)間及強(qiáng)度有重要影響。盡管相同表面在兩種具有不同結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)剛度的試驗(yàn)裝置中體現(xiàn)出來(lái)的摩擦噪聲特性有所不同，但采用兩種試驗(yàn)裝置所進(jìn)行的摩擦噪聲試驗(yàn)均得出了一致的規(guī)律:噴砂表面的粗糙度越大，摩擦尖叫噪聲產(chǎn)生的時(shí)間越晚，其強(qiáng)度越弱。因此，本研究在考察噴砂處理表面對(duì)摩擦尖叫噪聲特性影響規(guī)律時(shí)排除來(lái)自系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響，得出噴砂表面粗糙度是影響界面尖叫噪聲產(chǎn)生及演變的重要影響因素。
　　(2)對(duì)于光滑表面和噴砂處理表面，在摩擦

4、系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲時(shí)，摩擦力都存在劇烈波動(dòng)，同時(shí)摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生自激振動(dòng)。產(chǎn)生摩擦噪聲表面的摩擦力、振動(dòng)加速度和噪聲信號(hào)的主頻都相同，并且和摩擦系統(tǒng)的某階自然頻率十分接近。此外，摩擦力和振動(dòng)加速度、聲壓和振動(dòng)加速度在主頻處的相干性很高。這表明摩擦噪聲是因摩擦力主頻與系統(tǒng)自然頻率耦合引起的摩擦系統(tǒng)自激振動(dòng)而產(chǎn)生。
　　(3)磨損表面的磨屑堆積、粘著剝落和犁溝等摩擦界面特征是引起界面摩擦力劇烈波動(dòng)，誘發(fā)摩擦系統(tǒng)自激振動(dòng)并最終產(chǎn)生高頻尖叫噪聲的主

5、要因素。光滑表面磨損后極易形成明顯的磨屑堆積和粘著剝落等“不平順”特征，其粘著撕裂作用很容易引起摩擦力高頻波動(dòng)，并較早產(chǎn)生高強(qiáng)度的尖叫噪聲。相比之下，噴砂處理表面微凸體磨損后所形成的真實(shí)接觸面積明顯較小，具有明顯的不連續(xù)性，且主要以“接觸平臺(tái)”形式存在。由于“接觸平臺(tái)”表面主要以犁溝為特征，而犁溝效應(yīng)引起的摩擦力波動(dòng)能量較弱，因此，噴砂處理表面產(chǎn)生尖叫噪聲的時(shí)間明顯較晚且強(qiáng)度較低。
　　(4)提出了噴砂處理表面影響摩擦噪聲的機(jī)理:

6、對(duì)于噴砂處理表面，表面粗糙度越大微凸體的分布越分散，磨損過(guò)程中真實(shí)接觸面積越小且不連續(xù)性更明顯，真實(shí)接觸表面磨屑堆積和粘著剝落現(xiàn)象越輕，越不易引起的摩擦力高頻波動(dòng)及尖叫噪聲。此外，噴砂表面“接觸平臺(tái)”表面主要以犁溝為磨損特征，相比磨屑堆積和粘著剝落等特征，犁削效應(yīng)引起的摩擦力波動(dòng)能量越弱，產(chǎn)生的尖叫噪聲的時(shí)間越晚，強(qiáng)度越低?？偟膩?lái)說(shuō)，相比光滑表面，噴砂處理表面能有效減緩磨屑堆積和粘著剝落等磨損特征的形成，削弱了界面效應(yīng)引起摩擦力高頻成分