חומרי חיכוך: בחירה, דרישות

ציוד הייצור המודרני יש מבנה מורכב למדי. מנגנוני חיכוך מעבירים תנועה על ידי כוח חיכוך. אלה יכולים להיות clutches, clamps, unclamps ו הבלמים.

כי הציוד היה עמיד, עבד בליזמן ההשבתה, החומרים שלה לעשות דרישות מיוחדות. הם גדלים כל הזמן. אחרי הכל, טכנולוגיה וציוד נמצאים כל הזמן שיפור. היכולות שלהם, מהירויות עבודה, וכן העמלות להגדיל. לכן, בתהליך הפעולה שלהם, חומרים חיכוך שונים משמשים. אמינות, עמידות של ציוד תלוי באיכות שלהם. במקרים מסוימים, הביטחון והחיים של אנשים תלויים באלמנטים אלה של המערכת.

מאפיינים כלליים

חומרי חיכוך הם מרכיבים חיוניים.צמתים ומנגנונים בעלי יכולת לקלוט אנרגיה מכנית ולפזר אותה לסביבה. יחד עם זאת, כל האלמנטים המבניים לא צריך ללבוש במהירות. לשם כך, החומרים המוצגים יש תכונות מסוימות.

מקדם החיכוך של חומרי החיכוך צריךלהיות יציב וגבוה. מחוון עמידות נדרש גם כדי לעמוד בדרישות התפעוליות. חומרים כאלה יש התנגדות חום טובה אינם כפופים ללחץ מכני.

לחומר המבצע פונקציות חיכוך,לא נצמד משטחי עבודה, הוא ניחן עם תכונות דבק מספיק. השילוב של תכונות כאלה מבטיח את הפעולה הרגילה של ציוד ומערכות.

מאפייני חומר

חומרי חיכוך יש קבוצה מסוימת של נכסים. אלה העיקריים היו המפורטות לעיל. אלה הן תכונות שירות. הם קובעים את מאפייני הביצועים של כל חומר.

אבל כל מאפייני השירות נגרמות על ידיקבוצה של אינדיקטורים פיסיקליים מכניים ותרמוסטטיים. פרמטרים אלה משתנים במהלך פעולת החומר. אבל הערך המגביל שלהם נלקח בחשבון בתהליך של בחירת חומר חיכוך.

יש הפרדת תכונות לתוך סטטית,דינמי ומנוסה. הקבוצה הראשונה של הפרמטרים כוללת את הגבול של דחיסה, כוח, כיפוף ו מתיחה. כמו כן כלולים קיבולת חום, מוליכות תרמית הרחבה ליניארית של החומר.

יציבות תרמית עמידות החום נחשבים אינדיקטורים שנקבעו בתנאים דינמיים. בסביבה ניסיונית, מקדם החיכוך, ללבוש התנגדות ויציבות נקבעים.

סוגי חומרים

חומרי חיכוך של מערכת הבלמיםמצמדים נעשים לעתים קרובות על בסיס נחושת או ברזל. הקבוצה השנייה של חומרים משמש בתנאים של עומס מוגבר, במיוחד עם חיכוך יבש. חומרים נחושת משמשים עומסים בינוניים וקלים. והם מתאימים חיכוך יבש, ועם השימוש של נוזלים סיכה.

בתנאים המודרניים של חומרי ייצור על בסיס גומי המגרש היו בשימוש נרחב. ניתן להשתמש גם במילויי מתכת שונים ולא מתכתיים.

היקף היישום

יש סיווג של חומרי חיכוךבהתאם לתחום היישום שלהם. הקבוצה הגדולה הראשונה כוללת מכשירי העברה. אלה הם מנגנונים בינוניים וטעימים קלות הפועלים ללא סיכה.

יתר על כן, חומרי החיכוך של מערכת הבלמים מיועדים למנגנונים בינוניים ועמוסים בכבדות. ביחידות אלה אין להשתמש בשומן.

הקבוצה השלישית כוללת חומרים המשמשים צימוד של כבדים בינוניים כבדים נטען. יש בהם שמן.

כמו כן, חומרי בלמים בהם קיים חומר סיכה נוזלי נבדלים כקבוצה נפרדת. הפרמטרים העיקריים של המנגנונים קובעים את בחירת חומרי החיכוך.

במצמד העומס פועל על אלמנטים של המערכת למשך כ- 1 שניות, ובבלם - עד 30 שניות. מחוון זה קובע את המאפיינים של צמתי החומרים.

חומרי מתכת

כאמור, חומרי החיכוך המתכתיים העיקריים של מערכת המצמד, הבלמים הם ברזל ונחושת. פלדה וברזל יצוק פופולריים מאוד כיום.

הם ישימים במנגנונים שונים.לדוגמא, חומרי חיכוך לפסי בלמים, שהרכבם מכיל ברזל יצוק, משמשים לרוב במערכות רכבת. זה לא עיוות, אבל מאבד בחדות את איכויות ההזזה שלו בטמפרטורות של 400 מעלות צלזיוס.

חומרים שאינם מתכתיים

חומרי חיכוך עבור מצמדים או בלמים עשויים גם מחומרים שאינם מתכתיים. הם נוצרים בעיקר על בסיס אסבסט (שרף, גומי משמשים כמרכיבים מחייבים).

מקדם החיכוך נשאר גבוה מספיק עדטמפרטורה 220 מעלות צלזיוס אם הקלסר הוא שרף, החומר עמיד מאוד בפני בלאי. אך מקדם החיכוך שלהם נמוך מעט יותר מחומרים דומים אחרים. רשתית העין היא חומר פלסטי פופולרי על בסיס זה. הוא מכיל שרף פנול-פורמלדהיד, אסבסט, בריאט ורכיבים אחרים. חומר זה מתאים לרכיבים ובלמים כבדים. הוא שומר על איכויותיו גם כאשר הוא מחומם ל -1000 מעלות צלזיוס. לכן, הרשתית חלה גם על מערכות בלימת מטוסים.

חומרי אסבסט מיוצרים על ידי יצירהבד באותו שם. הוא ספוג אספלט, גומי או בקליט ודחוס בטמפרטורות גבוהות. סיבי אסבסט קצרים יכולים גם ליצור טלאים לא ארוגים. מוסיפים להם שבבי מתכת קטנים. לפעמים מוכנס לתוכם חוט פליז כדי להגביר את הכוח.

חומרים sintered

יש סוג אחר של הצגתרכיבי מערכת. מדובר בחומרי חיכוך sintered של מערכת הבלמים. שמדובר במגוון יתבהר מאופן הכנתם. לרוב הם מיוצרים על בסיס פלדה. בתהליך הריתוך, מרכיבים אחרים המרכיבים את הקומפוזיציה חותמים איתו. החסר הכבוש מראש, המורכב מתערובות אבקה, נתון לחימום בטמפרטורה גבוהה.

לרוב משתמשים בחומרים כאלהצימודים ומערכות בלימה עמוסים בכבדות. הביצועים הגבוהים שלהם במהלך הפעולה נקבעים על ידי שתי קבוצות רכיבים הכלולות בהרכב. החומרים הראשונים מספקים מקדם טוב של חיכוך ועמידות בפני שחיקה, ואילו השני מספקים יציבות ורמת הידבקות מספקת.

חומרי חיכוך יבשים על בסיס פלדה

בחירת חומרים למערכות שונותמתבצעת על בסיס היתכנות כלכלית וטכנית לייצורו ותפעולו. לפני כמה עשורים היו חומרים מבוססי ברזל כמו FMK-8, MKV-50A וגם SMK מבוקשים. חומרי חיכוך לרפידות בלמים, שעבדו במערכות עמוסות בכבדות, יוצרו מאוחר יותר מ- FMK-11.

MKV-50A הוא פיתוח חדש יותר. הוא משמש לייצור רפידות בלמי דיסק. יש לו יתרון על פני קבוצת FMK מבחינת יציבות ועמידות ללבוש.

בייצור מודרני, חומרים כמו SMK נפוצים יותר. יש להם תוכן מוגבר של מנגן. הוא מכיל גם בורבון קרביד וניטריד, מוליבדן דיסולפיד וסיליקון קרביד.

חומרים מבוססי ברונזה לחיכוך יבש

במערכות הולכה ובלימה של שונותחומרים מבוססי ארד מפח הוכיחו את עצמם היטב. הם לובשים הרבה פחות חלקים לברזל או פלדה מאשר חומרי חיכוך מבוססי ברזל.

נעשה שימוש במגוון החומרים המוצגיםאפילו בענף התעופה. בתנאי הפעלה מיוחדים ניתן להחליף פח בחומרים כמו טיטניום, סיליקון, ונדיום, ארסן. זה מונע היווצרות של קורוזיה בין-גרעינית.

חומרי ברונזה מפח נמצאים באופן נרחבמשמש בתעשיית הרכב, כמו גם בייצור מכונות חקלאיות. הם יכולים לעמוד בעומסים כבדים. הפח של 5-10% הכלול בסגסוגת מספק חוזק מוגבר. עופרת וגרפיט משמשים כחומר סיכה מוצק ואילו סיליקון דו חמצני או סיליקון מגדילים את מקדם החיכוך.

שימון נוזלי

לחומרים המשמשים במערכות יבשות ישחסרון משמעותי. הם כפופים לבלאי מהיר. כאשר שומן נכנס אליהם מיחידות סמוכות, יעילותן מופחתת בחדות. לכן, בשנים האחרונות חומרים שנועדו לעבוד בשמן נוזלי הופכים נפוצים יותר ויותר.

ציוד כזה נדלק בצורה חלקה ומאופיין ברמת עמידות גבוהה בפני שחיקה. קל לקרר וקל לאטום.

בפרקטיקה זרה, לאחרונה גדלוכמויות ייצור של מוצר כזה כמו חומר יריעות חיכוך לבלמים, צימודים ומנגנונים אחרים המבוססים על אסבסט. הוא ספוג שרף. ההרכב כולל אלמנטים יצוקים עם תכולה גבוהה של חומרי מילוי מתכת.

חומרים sinter המבוססים על נחושת משמשים לרוב למדיום הסיכה. כדי להגדיל את מאפייני החיכוך, מרכיבים מוצקים שאינם מתכתיים מוחדרים להרכב.

שיפור תכונות

קודם כל, שיפור דורשללבוש עמידות שיש לחומרי חיכוך. ההיתכנות הכלכלית והתפעולית של הרכיבים המוצגים תלויה בכך. במקרה זה, טכנולוגים מפתחים דרכים לביטול חימום מוגזם על משטחי שפשוף. לשם כך, משופרים מאפייני חומר החיכוך עצמו, עיצוב המכשיר וגם מוסדרים תנאי העבודה.

אם משתמשים בחומרים בתנאים יבשיםחיכוך, תשומת לב מיוחדת מוקדשת לעמידותם בחום ולעמידות בפני חמצון. חומרים כאלה נוטים פחות לשחיקה שוחקת. אך עבור מערכות משומנות, עמידות בחום אינה כה חשובה. לכן, יותר תשומת לב מוקדשת לכוחם.

גם טכנולוגים עם שיפור איכותחומרי חיכוך שמים לב למידת החמצון שלהם. ככל שהוא קטן יותר, כך מרכיבי המנגנונים עמידים יותר. כיוון נוסף הוא צמצום נקבוביות החומר.

הייצור המודרני חייב להשתפרחומרים נוספים המשמשים לייצור מכשירי העברה ניידים שונים. זה יענה על הדרישות הגוברות של הצרכן והתפעול לחומרי חיכוך.