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沙粒条件下履带橡胶与钢轮的滚动摩擦行为研究

随着农业自动化快速发展，履带式联合收割机等应用越加广泛。稻田等沙土环境下橡胶履带与钢轮在滚动过程中磨损较严重，这直接影响了履带服役寿命。其中，土中的沙粒环境对滚动接触中的橡胶磨损影响最为显著。为此，结合稻田等不同粒径的沙粒尺寸，研究颗粒在橡胶履带与钢轮滚动过程中的摩擦行为是十分必要的。因此，采用橡胶轮与钢板等效履带与钢轮的滚动摩擦，建立橡胶轮-沙粒-钢板的滚动摩擦试验方法。基于自制的往复摩擦试验平台，设计滚动夹具，开展等效实际工况条件下的沙粒条件下胶轮与钢板的滚动摩擦试验研究，以揭示不同尺寸沙粒条件对橡胶履带摩擦行为的影响规律。研究结果表明，沙粒粒径对滚动摩擦系数影响显著；沙粒粒径小于1mm时，其滚动摩擦系数比无沙粒的钢板要小，且随粒径变大，先减小后变大，30-40目的沙粒滚动摩擦系数最小；颗粒1-2mm时，滚动摩擦系数波动较大，主要受大颗粒影响滚动接触，其滚动摩擦系数略大于无颗粒的钢板。因此，研究不同粒径下的履带橡胶与钢轮的滚动摩擦系数对其摩擦磨损性能研究具有重要的理论意义，可为高性能高耐磨橡胶履带的制备提供依据。