摩擦片作为矿山机械制动器的关键部件,其性能的优劣将直接影响着机械制动系统运行的安全性和稳定性。目前矿山机械制动所使用的摩擦片都普遍存在制动力矩低、摩擦系数低、磨损率高、维护成本高等缺点,难以满足矿山机械设备安全稳定的运转。因此急需研制出适用于矿山机械制动器的具有高耐磨、高摩擦的树脂基摩擦片,对确保矿井安全高效生产,减少事故的发生,提高经济与社会效益等方面具有重大的意义。本文利用热压烧结工艺和热处理技术制备出不同纤维增强的树脂基摩擦片,研究纤维在不同制动工况条件下(制动压力、制动速度、干摩擦、水介质等)对摩擦片摩擦学性能的影响及其摩擦机理,并且研究摩擦片的性能参数对树脂基摩擦片温度场的影响。对不同含量的玻璃纤维增强的树脂基摩擦片在干摩擦条件下的摩擦学性能进行研究,玻璃纤维的体积分数在7%以下的范围内可以小幅度提高树脂基摩擦片的硬度,随着玻璃纤维含量的增多,树脂基摩擦片的摩擦系数和相对磨损率均先增大后减小。低含量玻璃纤维的摩擦片的磨损机理主要为磨粒和粘着磨损,高含量玻璃纤维的摩擦片的磨损机理以磨粒磨损为主。在干摩擦条件下,对添加玻璃纤维/碳纤维与芳纶浆粕纤维/玻璃纤维/碳纤维两种树脂基摩擦片进行研究,随着制动压力的增大,两种摩擦片的摩擦系数均先增大后减小和其磨损率均逐渐增大,但随着制动速度的增大,前者摩擦片的摩擦系数和磨损率先增大后减小,而后者摩擦片的摩擦系数和磨损率逐渐增大。前者摩擦片的磨损机理以粘着磨损为主,后者摩擦片以磨粒磨损为主。在混杂纤维总量一定的树脂基摩擦片,添加玻璃纤维/碳纤维的体积分数分别为9%、8%的摩擦片与添加碳纤维/芳纶浆粕纤维/玻璃纤维的体积分数分别为10%、3%、4%的摩擦片表现出优良的摩擦学性能。在水润滑条件下,对添加玻璃纤维/碳纤维与芳纶浆粕纤维/玻璃纤维/碳纤维两种树脂基摩擦片进行研究,随着制动压力的增大,前者摩擦片的摩擦系数先减小后增大以及磨损率逐渐增大,后者摩擦片的摩擦系数和磨损率均逐渐增大,随着制动速度的提高,前者摩擦片的摩擦系数逐渐降低和磨损率逐渐增加,后者摩擦片的摩擦系数逐渐减小以及磨损率先增大后减小。两种树脂基摩擦片的磨损机理均以磨粒磨损为主。在混杂纤维总量一定的树脂基摩擦片,添加玻璃纤维/碳纤维的体积分数分别为9%、8%的摩擦片和添加碳纤维/芳纶浆粕纤维/玻璃纤维的体积分数分别为4%、7%、6%的摩擦片表现出优良的摩擦学性能。研究摩擦片材料的性能参数对树脂基摩擦片温度场的影响,摩擦副接触表面的最高温度随着制动时间的延长而升高,摩擦片和制动盘的高温区域主要集中在接触面的中部,其径向上的温度从接触区域中部向两侧减小;降低摩擦片材料的热膨胀系数、增大材料的比热容以及热导率可以降低摩擦片接触表面的温度,进而提高摩擦片的制动性能。