Фрикционни материали: избор, изисквания

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Модерното производствено оборудване има доста сложен дизайн. Механизмите на триене предават движение с помощта на сила на триене. Това могат да бъдат съединители, скоби, разпръсквачи и спирачки.

За да бъде оборудването издръжливо, да работи без прекъсвания, към неговите материали се предявяват специални изисквания. Те непрекъснато растат. В крайна сметка технологиите и оборудването непрекъснато се подобряват. Увеличават се капацитетите им, работните скорости, както и натоварванията. Следователно, в процеса на тяхното функциониране се използват различни фрикционни материали. Надеждността и издръжливостта на оборудването зависи от тяхното качество. В някои случаи безопасността и животът на хората зависят от тези елементи на системата.

Общи характеристики

Триещите се материали са неразделни елементи на възли и механизми, които имат способността да абсорбират механична енергия и да я разсейват в околната среда. В същото време всички конструктивни елементи не трябва да се износват бързо. За да направите това, представените материали имат определени свойства.

Коефициент на триене на фрикционни материалитрябва да бъде стабилен и висок. Индексът на износоустойчивост също трябва да отговаря на изискванията за експлоатация. Такива материали имат добра топлоустойчивост и не са подложени на механично натоварване.

Така че веществото, което изпълнява триещи функции, да не залепва по работните повърхности, то е надарено с достатъчни адхезивни качества. Комбинацията от тези свойства осигурява нормална работа на оборудването и системите.

Свойства на материалите

Триещите се материали имат определен набор от свойства. Основните са изброени по-горе. Това са качества на обслужване. Те определят експлоатационните характеристики на всяко вещество.

Но всички сервизни характеристики се определят от набор от физико-механични и термостатични индикатори. Тези параметри се променят по време на работа на материала. Но тяхната гранична стойност се взема предвид в процеса на избор на фрикционно вещество.

Има разделение на свойствата на статични, динамични и експериментални индикатори. Първата група параметри включва границата на компресия, якост, огъване и разтягане. Включва също топлинен капацитет, топлопроводимост и линейно разширение на материала.

Индикаторите, определени в динамични условия, включват термична стабилност, устойчивост на топлина. Коефициентът на триене, устойчивост на износване и стабилност са установени в експерименталната среда.

Видове материали

Триещите се материали на спирачната и съединителната системи най-често се изработват на медна или желязна основа. Втора групавещества се използва в условия на повишено натоварване, особено при сухо триене. Медните материали се използват за средни и леки натоварвания. Освен това те са подходящи както за сухо триене, така и за използване на смазочни течности.

В съвременните производствени условия широко се използват материали на основата на каучук и смола. Могат да се използват и различни пълнители от метални и неметални компоненти.

Обхват на приложение

Има класификация на фрикционните материали в зависимост от тяхната област на приложение. Първата голяма група включва предавателни устройства. Това са средно и леко натоварени механизми, които работят без смазване.

Следващи са фрикционните материали на спирачната система, предназначени за средни и тежки механизми. Тези възли не са смазани.

Третата група включва вещества, използвани в съединители на средни и тежки агрегати. Те съдържат масло.

Също така, спирачните материали, съдържащи течна смазка, също са обособени като отделна група. Основните параметри на механизмите определят избора на фрикционни материали.

В съединителя натоварването действа върху елементите на системата за около 1 s, а в спирачката - до 30 s. Този индикатор определя характеристиките на материалите на възлите.

Метални материали

Както бе споменато по-горе, основните метални фрикционни материали на системата на съединителя, спирачките са железни имедни. Стоманата и чугунът са много популярни днес.

Те са приложими в различни механизми. Например, фрикционните материали за спирачни челюсти, които съдържат чугун, често се използват в железопътните системи. Не се деформира, но рязко губи своите плъзгащи качества при температури над 400 °C.

Неметални материали

Фрикционните материали за съединители или спирачки също са направени от неметални вещества. Те са създадени основно на азбестова основа (смола, каучук действат като свързващи вещества).

Коефициентът на триене остава доста висок до температура от 220 °C. Ако свързващото вещество е смола, материалът е силно устойчив на износване. Но техният коефициент на триене е малко по-нисък в сравнение с други подобни материали. Популярен пластмасов материал на тази основа е ретинаксът. Съдържа фенолформалдехидна смола, азбест, барит и други компоненти. Това вещество е приложимо за възли и спирачни механизми с тежки условия на работа. Запазва своите качества дори при нагряване до 1000 °C. Следователно, retinax е приложим дори в спирачните системи на самолетите.

Азбестовите материали се произвеждат чрез създаване на плат със същото име. Импрегнира се с асфалт, гума или бакелит и се пресова при високи температури. Късите азбестови влакна също могат да образуват нетъкани облицовки. Те добавят малък металстърготини. Понякога в тях се въвежда месингова тел, за да се увеличи здравината.

Синтеровани материали

Има друго разнообразие от системни компоненти. Това са синтеровани фрикционни материали на спирачната система. Че това е разнообразие ще стане по-ясно от начина, по който са направени. Най-често се правят на стоманена основа. В процеса на заваряване с него се синтероват други компоненти, които съставляват състава. Предварително компресирани заготовки, състоящи се от прахови смеси, се подлагат на високотемпературно нагряване.

Такива материали се използват най-често в силно натоварени съединители и спирачни системи. Тяхната висока производителност по време на работа се определя от две групи компоненти, които съставляват състава. Първите материали осигуряват добър коефициент на триене и устойчивост на износване, докато вторите осигуряват стабилност и достатъчно ниво на сцепление.

Материали на основата на стомана за сухо триене

Изборът на материал за различни системи се основава на икономическата и техническата осъществимост на неговото производство и експлоатация. Преди няколко десетилетия бяха търсени материали на базата на желязо като FMK-8, MKV-50A и SMK. Триещи се материали за спирачни накладки, които работеха в силно натоварени системи, по-късно бяха направени от FMK-11.

MKV-50A е по-нов дизайн. Използва се при производството на накладки за дискови спирачки. Има предимство пред групата PMK по отношение на показателите за стабилност,устойчивост на износване.

В съвременното производство материали като SMK са станали все по-разпространени. Те имат високо съдържание на манган. Включени са също борен карбид и нитрид, молибденов дисулфид и силициев карбид.

Материали на основата на бронз за сухо триене

Материалите на основата на калай бронз са се доказали добре в трансмисионните и спирачните системи за различни цели. Те носят много по-малко части от желязо или стомана, отколкото фрикционни материали на основата на желязо.

Представеното разнообразие от материали се използва дори в авиационната индустрия. При специални условия на работа калайът може да бъде заменен с вещества като титан, силиций, ванадий, арсен. Това предотвратява образуването на междукристална корозия.

Материалите на основата на калай бронз се използват широко в автомобилната индустрия, както и в производството на селскостопански машини. Издържат на тежки натоварвания. 5-10% калай, включен в сплавта, осигурява повишена здравина. Оловото и графитът действат като твърда смазка, докато силициевият диоксид или силиций увеличават коефициента на триене.

Работа в условия на течно смазване

Материалите, използвани в сухи системи, имат значителен недостатък. Те са обект на бързо износване. Когато мазнините навлизат в тях от близките възли, тяхната ефективност рязко намалява. Ето защо напоследък материалите, предназначени за работа в течно масло, станаха по-широко разпространени.

Такова оборудване се включва плавно, характеризира се с високониво на устойчивост на износване. Охлажда лесно и лесно запечатва.

В чуждата практика напоследък нарастват обемите на производство на такъв продукт като фрикционен материал на основата на азбест за спирачки, съединители и други механизми. Импрегниран е със смола. Формулиран с лайсни с висок метален пълнител.

Синтерованите материали на основата на мед най-често се използват за смазочна среда. Неметални твърди компоненти се въвеждат в състава за подобряване на характеристиките на триене.

Подобрете свойства

На първо място, подобрението изисква устойчивост на износване, каквато имат фрикционните материали. От това зависи икономическата и експлоатационната осъществимост на представените компоненти. В този случай технолозите разработват начини за премахване на прекомерното нагряване на триещите се повърхности. За да направят това, те подобряват свойствата на самия фрикционен материал, дизайна на устройството, а също така регулират условията на работа.

Когато материалите се използват в условия на сухо триене, специално внимание се обръща на тяхната топлоустойчивост и устойчивост на окисляване. Такива вещества са по-малко податливи на износване от абразивен тип. Но за смазаните системи устойчивостта на топлина не е толкова важна. Затова се обръща повече внимание на тяхната сила.

Също така, когато подобряват качеството на фрикционните материали, технолозите обръщат внимание на степента им на окисляване. Колкото по-малък е, толкова по-издръжливи са компонентите на механизмите. Друга посока е намаляване на порьозността на материала.

Модеренпроизводството трябва да подобри допълнителните материали, използвани в производствения процес на различни подвижни, предавателни устройства. Това ще отговори на нарастващите изисквания на потребителите и производителността на фрикционните материали.