Page 119 - 摩擦学学报2025年第10期

1516 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

50 36
(a) (b)
34
40 32
Worn mass/mg 30 Temperature/℃ 30

28
20
10 TRR 0 26 TRR 0
TRR 10 24 TRR 10
0 22
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Rolling speed/(m/s) Rolling speed/(m/s)
Fig. 7 (a) Wear mass and (b) temperature of composite rubber wheel under different speeds
图 7 不同速度下复合橡胶轮的(a) 磨损质量和(b) 温度

(a-0.2 m/s) (a-0.4 m/s) (a-0.6 m/s) (a-0.8 m/s) (a-1.0 m/s)

200 μm
200 μm 200 μm Rolling direction 200 μm 200 μm

(b-0.2 m/s) (b-0.4 m/s) (b-0.6 m/s) (b-0.8 m/s) (b-1.0 m/s)

200 μm
200 μm 200 μm Rolling direction 200 μm 200 μm

Fig. 8 Micrographs of surface wear morphology of (a) TRR 0 and (b) TRR 10 under different speeds
图 8 不同速度下(a) TRR 0 和(b) TRR 10 的表面磨损形貌照片

[27]
TRR 橡胶表面的Schallamach纹更加明显，连续性更 基体 ，加剧磨耗.
0
好，而TRR 橡胶轮表面出现胶化现象，其表面划痕更 图10所示为不同滑移率工况下橡胶轮的磨损表
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粗更深，凸起相对更大. 这是由于在高速状态下橡胶 面形貌照片. 可以发现橡胶轮表面Schallamach纹的大
轮散热时间相对较短，橡胶轮胎面和水泥轮路面在短 小及磨损程度与滑移率呈正相关. 未添加再生橡胶的
时间内会产生大量热量致使胎面温度显著上升，使其 TRR 橡胶轮磨损表面的Schallamach花纹偏细，波峰
0
[26]
表面破坏严重 . 较低，胎面较为平整，而TRR 橡胶轮磨损表面的
10
2.3.3 滑移率对摩擦磨损性能的影响 Schallamach纹的波峰较高，花纹更粗且存在不同程度
[28]
图9所示为TRR 与TRR 橡胶轮不同滑移率工况 的胶化发黏现象 . TRR在SBR/NR连续基质中分散
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0
时橡胶轮磨损质量及温度的变化趋势. 与负载和速度 性不佳，在高滑移率时翻新轮胎表面更易出现凹凸不
工况类似，当SBR/NR/TRR复合橡胶轮与水泥轮的滑 平的磨损纹路及长条状的卷曲磨屑.
移率由5%上升到25%时，能明显观察出胎面温度的激 2.4 机理分析
增，TRR 和TRR 橡胶轮的温度分别由26.3 ℃增到 从分子尺度建立动力学模型来进行翻新轮胎摩
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37.5 ℃和27.4 ℃增到40.7 ℃，分别上升42.7%和48.8%， 擦学特性的机理解释. SBR/NR/TRR复合橡胶-铝基板
磨损质量分别由25 mg增到58 mg及32 mg增到70 mg， 分子动力学摩擦模型的建模过程如图11所示. NR为
分别上升132.0%和118.8%. 随滑移率进一步增大，橡 均聚物，需要根据其单体指定聚合度即可生成分子
胶轮与水泥轮之间的相对位移也随之增大，橡胶轮胎 链；SBR为无规共聚物，分子链由1-2丁二烯、苯乙烯、
面受到水泥轮凸起的划擦更剧烈. 因此在高滑移率下 顺式1-4丁二烯和反式1-4丁二烯4种重复单元按首尾
橡胶轮会更容易受到水泥轮的破坏，导致磨损裂纹不 相连构成，聚合度为20. TRR的主要成分为NR和SBR，
断扩展和卷曲，最终形成长条形的橡胶磨屑脱离橡胶 设定NR与SBR的质量比为3:7，按照质量比选取4条