Nowoczesne urządzenia produkcyjne mają raczej złożoną strukturę. Mechanizmy tarcia przenoszą ruch za pomocą tarcia. Mogą to być sprzęgła, zaciski, otwory i hamulce.
Aby sprzęt był trwały, działa bez niegoprzestoje, jego materiały stawiają specjalne wymagania. Stale się rozwijają. W końcu maszyny i urządzenia są ciągle ulepszane. Zwiększają się ich pojemności, prędkości robocze, a także obciążenia. Dlatego w procesie ich działania stosuje się różne materiały cierne. Niezawodność i trwałość sprzętu zależą od jego jakości. W niektórych przypadkach bezpieczeństwo i życie ludzi zależy od tych elementów systemu.
Ogólna charakterystyka
Materiały cierne są niezbędnymi elementamiwęzły i mechanizmy, które mają zdolność pochłaniania energii mechanicznej i rozpraszania jej do środowiska. Ponadto wszystkie elementy konstrukcyjne nie powinny szybko się zużywać. W tym celu przedstawione materiały mają określone właściwości.
Współczynnik tarcia materiałów ciernych powinienbądź stabilny i wysoki. Odporność na zużycie jest również wymagana w celu spełnienia wymagań operacyjnych. Takie materiały mają dobrą odporność na ciepło i nie podlegają obciążeniom mechanicznym.
Do substancji, która wykonuje funkcje tarcia,nie przylega do powierzchni roboczych, ma wystarczającą przyczepność. Połączenie tych właściwości zapewnia normalne działanie urządzeń i systemów.
Właściwości materiału
Materiały cierne mają pewien zestaw właściwości. Najważniejsze zostały wymienione powyżej. Są to cechy usługowe. Określają właściwości operacyjne każdej substancji.
Ale wszystkie cechy usługi są określonezestaw wskaźników fizyko-mechanicznych i termostatycznych. Takie parametry zmieniają się podczas pracy materiału. Ale ich ostateczna wartość jest brana pod uwagę w procesie wyboru substancji ciernej.
Istnieje podział właściwości na statyczne,dynamiczne i doświadczone wskaźniki. Pierwsza grupa parametrów obejmuje granicę ściskania, wytrzymałości, zginania i rozciągania. Uwzględniono również pojemność cieplną, przewodność cieplną i rozszerzalność liniową materiału.
Wskaźniki określone w warunkach dynamicznych obejmują stabilność termiczną i odporność na ciepło. W środowisku eksperymentalnym ustalany jest współczynnik tarcia, odporność na zużycie i stabilność.
Rodzaje materiałów
Materiały cierne układu hamulcowego iSprzęgła są najczęściej wykonywane na bazie miedzi lub żelaza. Druga grupa substancji jest stosowana w warunkach zwiększonego obciążenia, zwłaszcza przy tarciu na sucho. Materiały miedziane są stosowane do średnich i lekkich ładunków. Ponadto nadają się zarówno do tarcia na sucho, jak i przy użyciu płynów smarowych.
W nowoczesnych warunkach produkcji szeroko stosuje się gumę i materiały na bazie żywicy. Można również stosować różne wypełniacze elementów metalowych i niemetalicznych.
Zakres
Istnieje klasyfikacja materiałów ciernych ww zależności od obszaru ich zastosowania. Pierwsza duża grupa obejmuje urządzenia transmisyjne. Są to średnio i lekko obciążone mechanizmy, które działają bez smarowania.
Ponadto materiały cierne układu hamulcowego są przeznaczone do mechanizmów o średnim i dużym obciążeniu. Urządzenia te nie używają smaru.
Trzecia grupa obejmuje substancje stosowane w sprzężeniu średnich i mocno obciążonych węzłów. Mają w sobie olej.
Materiały hamulcowe, w których występuje płynny smar, są również rozróżniane jako osobna grupa. Główne parametry mechanizmów decydują o wyborze materiałów ciernych.
W sprzęgle obciążenie działa na elementy układu przez około 1 sekundę, a na hamulcu - do 30 sekund. Ten wskaźnik określa właściwości węzłów materiałów.
Materiały metalowe
Jak wspomniano powyżej, głównymi metalowymi materiałami ciernymi układu sprzęgła, hamulcami są żelazo i miedź. Stal i żeliwo są dziś bardzo popularne.
Mają zastosowanie w różnych mechanizmach.Na przykład materiały cierne do klocków hamulcowych, które zawierają żeliwo, są często używane w systemach szynowych. Nie wypacza się, ale gwałtownie traci swoje właściwości ślizgowe w temperaturach od 400 ° C.
Materiały niemetalowe
Materiały cierne do sprzęgieł lub hamulców są również wykonane z materiałów niemetalicznych. Powstają głównie na bazie azbestu (żywica, guma pełnią funkcję spoiwa).
Współczynnik tarcia pozostaje wystarczająco wysoki dotemperatura 220 ° C Jeśli spoiwem jest żywica, materiał jest bardzo odporny na zużycie. Ale ich współczynnik tarcia jest nieco niższy niż w przypadku innych podobnych materiałów. Na tej podstawie Retinax jest popularnym tworzywem sztucznym. Zawiera żywicę fenolowo-formaldehydową, azbest, baryt i inne składniki. Ta substancja jest odpowiednia do elementów i hamulców o dużej wytrzymałości. Zachowuje swoje właściwości nawet po podgrzaniu do 1000 ° C. Dlatego siatkówka ma zastosowanie nawet w układach hamulcowych samolotów.
Materiały azbestowe powstają poprzez tworzenietkanina o tej samej nazwie. Jest impregnowany asfaltem, gumą lub bakelitem i prasowany w wysokich temperaturach. Krótkie włókna azbestu mogą również tworzyć włókniny. Dodawane są do nich małe wióry metalowe. Czasami wkłada się do nich mosiężny drut, aby zwiększyć wytrzymałość.
Materiały spiekane
Jest inny rodzaj prezentowanychelementy systemu. Są to spiekane materiały cierne układu hamulcowego. To, że jest to różnorodność, stanie się wyraźniejsze po sposobie ich wykonania. Najczęściej wykonywane są na stalowej podstawie. W procesie spawania spiekane są z nią inne składniki wchodzące w skład kompozycji. Wstępnie sprasowane półfabrykaty, składające się z mieszanek proszkowych, poddawane są wysokotemperaturowemu ogrzewaniu.
Takie materiały są najczęściej używane wmocno obciążone sprzęgła i układy hamulcowe. O ich wysokiej wydajności podczas pracy decydują dwie grupy składników wchodzących w skład kompozycji. Pierwsze materiały zapewniają dobry współczynnik tarcia i odporność na zużycie, natomiast drugie zapewniają stabilność i wystarczający poziom przyczepności.
Suche materiały cierne na bazie stali
Dobór materiałów do różnych systemówjest przeprowadzane na podstawie ekonomicznej i technicznej wykonalności jego wytwarzania i eksploatacji. Kilkadziesiąt lat temu poszukiwano materiałów na bazie żelaza, takich jak FMK-8, MKV-50A, a także SMK. Materiały cierne do klocków hamulcowych, które pracowały w mocno obciążonych układach, zostały później wykonane z FMK-11.
MKV-50A to nowsza wersja. Stosowany jest do produkcji okładzin hamulców tarczowych. Ma przewagę nad grupą FMK pod względem stabilności i odporności na zużycie.
W nowoczesnej produkcji materiały takie jak SMK są bardziej rozpowszechnione. Mają zwiększoną zawartość manganu. Zawiera również węglik i azotek boru, dwusiarczek molibdenu i węglik krzemu.
Materiały na bazie brązu do suchego tarcia
W różnych układach transmisyjnych i hamulcowychMateriały na bazie brązu cynowego sprawdziły się dobrze. Zużywają znacznie mniej elementów współpracujących z żelaza lub stali niż materiały cierne na bazie żelaza.
Wykorzystano przedstawioną różnorodność materiałównawet w przemyśle lotniczym. W specjalnych warunkach pracy cynę można zastąpić substancjami takimi jak tytan, krzem, wanad, arsen. Zapobiega to tworzeniu się korozji międzykrystalicznej.
Materiały z brązu cynowego są szeroko rozpowszechnionestosowany w przemyśle samochodowym, a także do produkcji maszyn rolniczych. Mogą wytrzymać duże obciążenia. Zawarta w stopie 5-10% cyna zapewnia zwiększoną wytrzymałość. Ołów i grafit działają jak stały smar, podczas gdy dwutlenek krzemu lub krzem zwiększają współczynnik tarcia.
Smarowanie płynne
Materiały stosowane w systemach suchych mająznacząca wada. Podlegają szybkiemu zużyciu. Kiedy smar dostanie się do nich z pobliskich jednostek, ich wydajność gwałtownie spada. Dlatego w ostatnich latach coraz powszechniejsze stają się materiały przeznaczone do pracy w ciekłym oleju.
Taki sprzęt włącza się płynnie i charakteryzuje się wysokim poziomem odporności na zużycie. Jest łatwa do schłodzenia i łatwa do uszczelnienia.
W praktyce zagranicznej ostatnio zaczęły się rozwijaćwielkość produkcji takiego wyrobu jak materiał cierny na hamulce, sprzęgła i inne mechanizmy na bazie azbestu. Jest impregnowany żywicą. W składzie znajdują się elementy formowane z dużą zawartością wypełniaczy metalicznych.
Jako środek smarny najczęściej stosuje się materiały spiekane na bazie miedzi. Aby zwiększyć właściwości cierne, do kompozycji wprowadza się niemetaliczne stałe składniki.
Poprawa właściwości
Przede wszystkim wymaga poprawyodporność na zużycie, jaką mają materiały cierne. Od tego zależy ekonomiczna i operacyjna wykonalność przedstawionych komponentów. W takim przypadku technolodzy opracowują sposoby wyeliminowania nadmiernego nagrzewania się ocierających się powierzchni. W tym celu właściwości samego materiału ciernego, konstrukcja urządzenia są ulepszone, a także regulowane są warunki pracy.
Jeśli materiały są używane w suchych warunkachtarcie, szczególną uwagę zwraca się na ich żaroodporność i odporność na utlenianie. Takie substancje są mniej podatne na ścieranie. Ale w przypadku systemów smarowanych odporność na ciepło nie jest tak ważna. Dlatego więcej uwagi poświęca się ich sile.
Również technolodzy z poprawą jakościmateriały cierne zwracają uwagę na stopień ich utlenienia. Im jest mniejszy, tym trwalsze są elementy mechanizmów. Innym kierunkiem jest zmniejszenie porowatości materiału.
Nowoczesna produkcja musi się poprawićmateriały dodatkowe wykorzystywane do produkcji różnych mobilnych urządzeń transmisyjnych. Spełni to rosnące wymagania konsumentów i wymagania eksploatacyjne dotyczące materiałów ciernych.
