磨损面积扩散率对闸瓦磨损寿命的影响第1项盘式闸瓦磨损过程分析不考虑制动盘偏摆因素情况下按时间历程分以下3个阶段:
(1)磨合阶段轮廓接触发生在宏观几何形状相对较高的区域(主要是安装误差引起的端面不平度)，蝶力作用在局部区
域根据库伦定律制动力并未减小但较高的局部正压力促使磨损加剧磨损面积增大局部正压力减小磨损率降低表面形貌的几何尺度进入表面波纹度(值的大小主要受加工方法所限)的数量级。从表面形貌的几何尺度进入表面波纹度的数量级直至微观几何数量级阶段是稳定磨损”只是后者相对前者接触面积进一步增大;
(2)稳定磨损阶段。磨损面积近似等于名义接触面积(3)闸瓦的磨损使闸瓦报废更换阶段此时因闸瓦的磨损使制动力矩不能满足要求或者或者调整瓦间隙后虽然制动力矩满足要求但闸瓦的机械性能已不满足要求
第2项基于磨损面积扩散率的闸瓦磨损模型的建立由众多的离散的小接触面积的统计和值分析如下在闸瓦磨损过程中，由于在接触区闸瓦材料的弹塑性变形实际上磨损面积略大于实际接触面积理论上一般认为闸瓦的磨损面积近似等于实际接触面积闸瓦-制动盘摩擦副名义接触面积S=axb是一定值。而对于单位时间内磨损面积的与原磨损面积”的关系，从逻辑上需要分磨合阶段、稳定磨损阶段。在稳定磨损阶段闸瓦-制动盘摩擦副的磨损面积等于名义接触面积因此单位时间内磨损面积的增量在外载荷、环境介质因素不变的情况下是与名义接触面积呈某一比值这一比值即为磨损面积扩散率设此定值为在磨合阶段磨损面积扩散率视作变量以符号表示因此当外载荷环境介质因素不变的情况下可近似认为磨损面积的增量与前一时刻的磨损面积呈比值的关系即A(t+A)-A(t)=kA(t)将闸瓦磨损视作连续的过程,磨损面积扩散率通过时刻，时未磨损面积B(t)给出定义式这是符合实际磨损过程的事实上磨损面积扩散率与已磨损面积A(t)并无直接关系反而在其它工因素已定的情况下由未磨损面积决定tuB(t)(1式中从一制动过程中未磨损面积向磨损面积的瞬时转化速率作为变量符号引入近似计算中其值与时间存在联系但没有时间累积性故在积分过程中可视作常量如果将u视作时间变量则进入二元微分方程组的求解而二元微分方程这求解出因变量的具体表达式局限性很强从的影响因素包括制动工况、材料、环境介质等。制动工况参
基于磨损面积扩散率的闸瓦磨损模型的建立数包括相对滑动速度、外载荷、制动盘偏摆值、闸瓦及制动盘安装误差等材料参数主要指材料的表面几何参数、表面性质参数(主要指强度、硬度热稳定性抗疲劳等)环境介质参数主要包括吸附膜温升等冲击与振动也影响了从的取值。这些因素强合在起参数间数量级特别是每一因素的影响权重在不同的制动工况、制动方式下取值不同这也是没有从这些参数中选取自变量而是从磨损面积扩散率着手建立微分方程以近似估计闸瓦寿命磨合时间、闸瓦定期更换的周期的原因
设摩擦副在其寿命周期内某一时刻的磨损面积为A(t)末磨损面积B()名义接面积S则。
基于磨损面积扩散率的闸瓦磨损模型的建立曲线性质可知随制动时数的增加磨损面积逐渐增大开始阶段磨损面积的增率较小原因是此时其增量受闸瓦安装误差引起的端面不平度影影响中间阶段接近线性增长原因在于此时其增量受制造加工时产生的表面波纹度影响当接近0.95s的时候增速变缓主要原因在于此时受表面形貌的微观表面不平度影响之后的磨合终了阶段轮廓接触面积近似等于名义接面积(2)从图3即式7)曲线性质可分析出随着损时间的增加磨损面积扩散率逐渐增大，当达到峰值后逐渐减小至接近于零达到峰值的时间t可以令A(t=0求出经计算的表达式如下。
基于磨损面积扩散率的闸瓦磨损模型的建立等于名义接触面积S而实际上是经过一定时长的磨合接触表面进入稳定磨损阶段这表明在磨合终了阶段闸瓦磨损面积扩散率有很大幅度的降低，即这一阶段磨损面积值变化并不大，且其数值的变化对磨损参数影响不大这一分析结果很好的诠释了JB/T-矿用提升机盘形制动器闸瓦标准的“矿井提升所用闸瓦当接触面积达到配置的多副闸瓦之和的95%就认为进入稳定磨损阶段”的规定
(4)由图4可得开始制动阶段在压力加载的过程中瓦发生弹塑性变形接触面积与压力P的指数值成比例即满足4。
基于磨损面积扩散率的闸瓦磨损模型的建立其中C为比例系数由闸瓦材料决定因矿用闸瓦一般是增强纤维型树脂基复合材料，故C值及具体的指数值必须由实验测定由于(0~A时间极短制动初期磨损面积约等于A。所以在图4的磨损面积扩散率曲线上初期几乎为0在磨合阶段磨损面积扩散率的绝对值有较大增长当有磨合阶段进入稳定磨损的过程中，磨损面积扩散率由最大值回复到接近零的状态这与闸瓦的实际磨合过程是相符的(5)当闸瓦进入稳定磨损阶段磨损面积略低于名义接触面积，当外载荷与工况条件相差不大的情况下闸瓦的磨损厚度与时间成正比即满足。
基于磨损面积扩散率的闸瓦磨损模型的建立(6)闸瓦磨损厚度计算。磨合阶段的磨损厚度是宏观几何误差、表面波纹度、表面粗糙度之和，，般可经验取值因为这一数值在去除宏观几何误差的情况下与稳定阶段的磨损厚度相比较小，故在磨损厚度近似计算中不计入在精度上是可以接受的，同理当计算磨合阶段所用时间可以令A(t)-95%·SJB/T-标准推荐规定“在低载低速工况下不低于72h”所以此处不具体。
基于磨损面积扩散率的闸瓦磨损模型的建立计算其值直接以72h代入JB/T-规定“JK型提升机闸瓦与制动盘的间隙为(1~15)mm。如闸瓦磨损厚度超过2mm时应及时更换”故有下式成立。
第2项经分析和例证表明(1)通过磨损面积扩散率对闸瓦磨损寿命估计所用的思路是明确的建立的模型虽稍显繁琐但模型与磨损深度、质量磨损率及体积磨损率等概念相比更加符合实际磨损过程伯努利方程解法对模型的适用性也很好。这些方式方法对计算其它接触表面的磨损具有普遍适用意义;
(2)通过基于闸瓦的磨损面积的时变性得出闸瓦磨损寿命的近似式从而可对闸瓦寿命做较为精确的近似计算。不足之处是缺乏足够的工业统计数据拟合出从随工况参数的变化曲线或以工况参数为自变量的高次多项式影响了求解的精度。
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