Frikcioni materijali: izbor, zahtjevi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Moderna proizvodna oprema ima prilično složen dizajn. Mehanizmi trenja prenose gibanje uz pomoć sile trenja. To mogu biti spojke, stezaljke, posipači i kočnice.

Da bi oprema bila izdržljiva, radila bez zastoja, postavljaju se posebni zahtjevi za njezine materijale. Oni neprestano rastu. Uostalom, tehnologija i oprema se stalno poboljšavaju. Povećavaju se njihovi kapaciteti, radne brzine, kao i opterećenja. Stoga se u procesu njihovog funkcioniranja koriste različiti materijali za trenje. Pouzdanost i trajnost opreme ovisi o njihovoj kvaliteti. U nekim slučajevima, sigurnost i životi ljudi ovise o tim elementima sustava.

Opće karakteristike

Treni materijali sastavni su elementi sklopova i mehanizama koji imaju sposobnost apsorbiranja mehaničke energije i raspršivanja u okoliš. Istodobno, svi strukturni elementi ne bi se trebali brzo istrošiti. Da biste to učinili, predstavljeni materijali imaju određena svojstva.

Koeficijent trenja frikcionih materijalatreba biti stabilan i visok. Indeks otpornosti na habanje također mora zadovoljiti operativne zahtjeve. Takvi materijali imaju dobru otpornost na toplinu i nisu podložni mehaničkom naprezanju.

Da se tvar koja obavlja funkcije trenja ne lijepi za radne površine, obdarena je dovoljnim ljepljivim svojstvima. Kombinacija ovih svojstava osigurava normalan rad opreme i sustava.

Svojstva materijala

Frikcioni materijali imaju određeni skup svojstava. Glavni su gore navedeni. To su kvalitete usluge. Oni određuju karakteristike izvedbe svake tvari.

Ali sve karakteristike usluge određene su skupom fizičko-mehaničkih i termostatskih indikatora. Ovi parametri se mijenjaju tijekom rada materijala. Ali njihova se granična vrijednost uzima u obzir u procesu odabira tarne tvari.

Postoji podjela svojstava na statičke, dinamičke i eksperimentalne pokazatelje. Prva skupina parametara uključuje granicu kompresije, čvrstoće, savijanja i istezanja. Također uključuje toplinski kapacitet, toplinsku vodljivost i linearnu ekspanziju materijala.

Pokazatelji određeni u dinamičkim uvjetima uključuju toplinsku stabilnost, otpornost na toplinu. Koeficijent trenja, otpornost na habanje i stabilnost utvrđeni su u eksperimentalnom okruženju.

Vrste materijala

Frikcioni materijali kočionih i spojnih sustava najčešće se izrađuju na bazi bakra ili željeza. Druga grupatvari se koristi u uvjetima povećanog opterećenja, osobito kod suhog trenja. Bakreni materijali koriste se za srednja i mala opterećenja. Štoviše, prikladni su i za suho trenje i za korištenje tekućina za podmazivanje.

U suvremenim uvjetima proizvodnje široko se koriste materijali na bazi gume i smole. Mogu se koristiti i razna punila od metalnih i nemetalnih komponenti.

Opseg primjene

Postoji klasifikacija frikcionih materijala ovisno o području njihove primjene. Prva velika skupina uključuje prijenosne uređaje. To su srednje i lagano opterećeni mehanizmi koji rade bez podmazivanja.

Sljedeći su frikcioni materijali kočionog sustava, dizajnirani za srednje i teške mehanizme. Ove jedinice nisu podmazane.

Treća skupina uključuje tvari koje se koriste u spojevima srednjih i teških jedinica. Sadrže ulje.

Također, kočioni materijali koji sadrže tekuće mazivo također se izdvajaju kao zasebna skupina. Glavni parametri mehanizama određuju izbor materijala za trenje.

U spojki, opterećenje djeluje na elemente sustava oko 1 s, a u kočnici - do 30 s. Ovaj pokazatelj određuje karakteristike materijala čvorova.

Metalni materijali

Kao što je gore spomenuto, glavni metalni materijali za trenje sustava spojke, kočnice su željezo ibakar. Čelik i lijevano željezo danas su vrlo popularni.

Primjenjivi su u različitim mehanizmima. Na primjer, frikcioni materijali za kočne papuče koji sadrže lijevano željezo često se koriste u željezničkim sustavima. Ne iskrivljuje se, ali naglo gubi svoje klizne kvalitete na temperaturama iznad 400 °C.

Nemetalni materijali

Treni materijali za spojke ili kočnice također se izrađuju od nemetalnih tvari. Izrađuju se uglavnom na bazi azbesta (smola, guma djeluju kao vezivo).

Koeficijent trenja ostaje prilično visok do temperature od 220 °C. Ako je vezivo smola, materijal je vrlo otporan na habanje. No njihov je koeficijent trenja nešto niži u odnosu na druge slične materijale. Popularan plastični materijal na ovoj osnovi je retinax. Sadrži fenol-formaldehidnu smolu, azbest, barit i druge komponente. Ova tvar je primjenjiva za jedinice i kočione mehanizme s teškim radnim uvjetima. Zadržava svoje kvalitete čak i kada se zagrije na 1000 °C. Stoga je retinax primjenjiv čak i u kočionim sustavima zrakoplova.

Azbestni materijali nastaju izradom istoimene tkanine. Impregnira se asf altom, gumom ili bakelitom i preša na visokim temperaturama. Kratka azbestna vlakna također mogu oblikovati netkane obloge. Dodaju mali metalstrugotine. Ponekad se u njih uvodi mjedena žica radi povećanja čvrstoće.

Sinterirani materijali

Postoji još jedna raznolikost komponenti sustava. To su sinterirani materijali trenja kočionog sustava. Da se radi o sorti, bit će jasnije iz načina njihove izrade. Najčešće se izrađuju na čeličnoj osnovi. U procesu zavarivanja s njim se sinteriraju druge komponente koje čine sastav. Prethodno komprimirani dijelovi koji se sastoje od mješavine praha podvrgavaju se visokotemperaturnom zagrijavanju.

Takvi materijali se najčešće koriste u jako opterećenim spojkama i kočionim sustavima. Njihove visoke performanse tijekom rada određuju dvije skupine komponenti koje čine sastav. Prvi materijali daju dobar koeficijent trenja i otpornosti na habanje, dok drugi osiguravaju stabilnost i dovoljnu razinu prianjanja.

Materiali na bazi čelika za suho trenje

Izbor materijala za različite sustave temelji se na ekonomskoj i tehničkoj izvedivosti njegove proizvodnje i rada. Prije nekoliko desetljeća, materijali na bazi željeza kao što su FMK-8, MKV-50A i SMK bili su traženi. Frikcijski materijali za kočne pločice koji su radili u jako opterećenim sustavima kasnije su napravljeni od FMK-11.

MKV-50A je noviji dizajn. Koristi se u proizvodnji obloga za disk kočnice. Ima prednost u odnosu na PMK grupu u pogledu pokazatelja stabilnosti,otpornost na habanje.

U modernoj proizvodnji, materijali kao što je SMK postali su sve rašireniji. Imaju visok sadržaj mangana. Također su uključeni borov karbid i nitrid, molibden disulfid i silicij karbid.

materijali na bazi bronce za suho trenje

Materijali na bazi kositrene bronce dobro su se dokazali u prijenosnim i kočionim sustavima za različite namjene. Nose mnogo manje željeznih ili čeličnih spojnih dijelova od frikcionih materijala na bazi željeza.

Predstavljeni različiti materijali koriste se čak iu zrakoplovnoj industriji. Za posebne radne uvjete, kositar se može zamijeniti tvarima kao što su titan, silicij, vanadij, arsen. To sprječava stvaranje intergranularne korozije.

Materijal na bazi kositrene bronce ima široku primjenu u automobilskoj industriji, kao iu proizvodnji poljoprivrednih strojeva. Podnose teška opterećenja. 5-10% kositra uključenog u slitinu osigurava povećanu čvrstoću. Olovo i grafit djeluju kao čvrsto mazivo, dok silicij dioksid ili silicij povećavaju koeficijent trenja.

Rad u uvjetima tekućeg podmazivanja

Materijali koji se koriste u suhim sustavima imaju značajan nedostatak. Podložni su brzom trošenju. Kada mast uđe u njih iz obližnjih čvorova, njihova učinkovitost naglo opada. Stoga su u posljednje vrijeme materijali dizajnirani za rad u tekućem ulju postali sve rašireniji.

Ovakva oprema se glatko uključuje, karakterizira visokarazina otpornosti na habanje. Lako se hladi i jednostavno zatvara.

U inozemnoj praksi u posljednje vrijeme raste obujam proizvodnje takvog proizvoda kao što je frikcioni materijal na bazi azbesta za kočnice, spojke i druge mehanizme. Impregniran je smolom. Formulirano s visokom metalnom punilom.

Za medij za podmazivanje najčešće se koriste sinterirani materijali na bazi bakra. Nemetalne čvrste komponente se uvode u sastav radi poboljšanja karakteristika trenja.

Poboljšajte svojstva

Prije svega, poboljšanje zahtijeva otpornost na habanje, koju imaju frikcioni materijali. O tome ovisi ekonomska i operativna izvedivost predstavljenih komponenti. U ovom slučaju, tehnolozi razvijaju načine za uklanjanje prekomjernog zagrijavanja na površinama koje se trljaju. Da bi to učinili, poboljšavaju svojstva samog frikcionog materijala, dizajn uređaja, a također reguliraju radne uvjete.

Kada se materijali koriste u uvjetima suhog trenja, posebna se pozornost posvećuje njihovoj otpornosti na toplinu i otpornosti na oksidaciju. Takve tvari su manje osjetljive na trošenje abrazivnog tipa. Ali za podmazane sustave otpornost na toplinu nije toliko važna. Stoga se više pažnje posvećuje njihovoj snazi.

Također, prilikom poboljšanja kvalitete frikcionih materijala, tehnolozi obraćaju pažnju na njihov stupanj oksidacije. Što je manji, to su komponente mehanizama izdržljivije. Drugi smjer je smanjenje poroznosti materijala.

Modernoproizvodnja bi trebala poboljšati dodatne materijale koji se koriste u procesu proizvodnje raznih pokretnih, prijenosnih uređaja. Ovo će zadovoljiti rastuće zahtjeve potrošača i performansi za materijale za trenje.