Frictiematerialen: keuze, vereisten

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Moderne productieapparatuur heeft een nogal complex ontwerp. Wrijvingsmechanismen brengen beweging over met behulp van wrijvingskracht. Dit kunnen koppelingen, klemmen, spreiders en remmen zijn.

Om ervoor te zorgen dat de apparatuur duurzaam is en zonder uitv altijd werkt, worden er speciale eisen aan de materialen gesteld. Ze groeien voortdurend. Technologie en apparatuur worden immers voortdurend verbeterd. Hun capaciteiten, werksnelheden en belastingen nemen toe. Daarom worden tijdens hun werking verschillende wrijvingsmaterialen gebruikt. De betrouwbaarheid en duurzaamheid van de apparatuur hangt af van hun kwaliteit. In sommige gevallen hangen de veiligheid en het leven van mensen af van deze elementen van het systeem.

Algemene kenmerken

Wrijvingsmaterialen zijn integrale elementen van assemblages en mechanismen die het vermogen hebben om mechanische energie te absorberen en af te geven aan de omgeving. Tegelijkertijd mogen alle structurele elementen niet snel verslijten. Om dit te doen, hebben de gepresenteerde materialen bepaalde eigenschappen.

Wrijvingscoëfficiënt van wrijvingsmaterialenmoet stabiel en hoog zijn. De slijtvastheidsindex moet ook voldoen aan operationele eisen. Dergelijke materialen hebben een goede hittebestendigheid en zijn niet onderhevig aan mechanische belasting.

Om ervoor te zorgen dat de stof die wrijvingsfuncties vervult niet aan de werkoppervlakken blijft kleven, heeft deze voldoende hechtende eigenschappen. De combinatie van deze eigenschappen zorgt voor de normale werking van apparatuur en systemen.

Materiaaleigenschappen

Frictiematerialen hebben een aantal eigenschappen. De belangrijkste zijn hierboven genoemd. Dit zijn servicekwaliteiten. Ze bepalen de prestatiekenmerken van elke stof.

Maar alle servicekenmerken worden bepaald door een reeks fysiek-mechanische en thermostatische indicatoren. Deze parameters veranderen tijdens de werking van het materiaal. Maar hun grenswaarde wordt in aanmerking genomen bij het kiezen van een wrijvingsstof.

Er is een verdeling van eigenschappen in statische, dynamische en experimentele indicatoren. De eerste groep parameters omvat de limiet van compressie, sterkte, buigen en strekken. Het omvat ook warmtecapaciteit, thermische geleidbaarheid en lineaire uitzetting van het materiaal.

De indicatoren bepaald in dynamische omstandigheden omvatten thermische stabiliteit, hittebestendigheid. De wrijvingscoëfficiënt, slijtvastheid en stabiliteit worden vastgesteld in de experimentele omgeving.

Soorten materialen

Wrijvingsmaterialen van de rem- en koppelingssystemen zijn meestal gemaakt op basis van koper of ijzer. tweede groepstoffen worden gebruikt in omstandigheden met verhoogde belasting, vooral bij droge wrijving. Kopermaterialen worden gebruikt voor middelzware en lichte belastingen. Bovendien zijn ze geschikt voor zowel droge wrijving als het gebruik van smeervloeistoffen.

In moderne productieomstandigheden worden materialen op basis van rubber en hars veel gebruikt. Er kunnen ook verschillende vulstoffen van metalen en niet-metalen componenten worden gebruikt.

Toepassingsgebied

Er is een classificatie van frictiematerialen afhankelijk van hun toepassingsgebied. De eerste grote groep omvat transmissieapparaten. Dit zijn middelzware en licht belaste mechanismen die werken zonder smering.

De volgende zijn de wrijvingsmaterialen van het remsysteem, ontworpen voor middelzware en zware mechanismen. Deze units zijn niet gesmeerd.

De derde groep omvat stoffen die worden gebruikt in koppelingen van middelzware en zware eenheden. Ze bevatten olie.

Ook remmaterialen die vloeibaar smeermiddel bevatten, worden als een aparte groep onderscheiden. De belangrijkste parameters van de mechanismen bepalen de keuze van wrijvingsmaterialen.

In de koppeling werkt de belasting ongeveer 1 s op de elementen van het systeem en in de rem - tot 30 s. Deze indicator bepa alt de kenmerken van de materialen van de knooppunten.

Metalen materialen

Zoals hierboven vermeld, zijn de belangrijkste metalen wrijvingsmaterialen van het koppelingssysteem, de remmen van ijzer enkoper. Staal en gietijzer zijn tegenwoordig erg populair.

Ze zijn toepasbaar in verschillende mechanismen. Zo worden in spoorwegsystemen vaak frictiematerialen voor remschoenen gebruikt die gietijzer bevatten. Het trekt niet krom, maar verliest sterk zijn glijdende eigenschappen bij temperaturen boven 400 °C.

Niet-metalen materialen

Frictiematerialen voor koppelingen of remmen zijn ook gemaakt van niet-metalen stoffen. Ze zijn voornamelijk gemaakt op basis van asbest (hars, rubber fungeren als bindmiddel).

De wrijvingscoëfficiënt blijft vrij hoog tot een temperatuur van 220 °C. Als het bindmiddel hars is, is het materiaal zeer slijtvast. Maar hun wrijvingscoëfficiënt is iets lager in vergelijking met andere vergelijkbare materialen. Een populair plastic materiaal op deze basis is retinax. Het bevat fenol-formaldehydehars, asbest, bariet en andere componenten. Deze stof is toepasbaar voor eenheden en remmechanismen met zware bedrijfsomstandigheden. Het behoudt zijn eigenschappen zelfs bij verhitting tot 1000 °C. Daarom is retinax zelfs toepasbaar in remsystemen van vliegtuigen.

Asbestmaterialen worden gemaakt door de gelijknamige stof te maken. Het is geïmpregneerd met asf alt, rubber of bakeliet en geperst bij hoge temperaturen. Korte asbestvezels kunnen ook niet-geweven voeringen vormen. Ze voegen klein metaal toeschaafsel. Soms wordt er koperdraad in geïntroduceerd om de sterkte te vergroten.

Gesinterde materialen

Er is een andere verscheidenheid aan systeemcomponenten gepresenteerd. Dit zijn gesinterde frictiematerialen van het remsysteem. Dat dit een variëteit is, zal blijken uit de manier waarop ze gemaakt zijn. Ze zijn meestal gemaakt op basis van staal. Tijdens het lassen worden andere componenten waaruit de samenstelling bestaat ermee gesinterd. Voorgecomprimeerde blanco's bestaande uit poedermengsels worden onderworpen aan verhitting op hoge temperatuur.

Dergelijke materialen worden het meest gebruikt in zwaarbelaste koppelingen en remsystemen. Hun hoge prestaties tijdens het gebruik worden bepaald door twee groepen componenten waaruit de samenstelling bestaat. De eerstgenoemde materialen zorgen voor een goede wrijvingscoëfficiënt en slijtvastheid, terwijl de laatstgenoemde voor stabiliteit en voldoende hechting zorgen.

Op staal gebaseerde materialen voor droge wrijving

De materiaalkeuze voor verschillende systemen is gebaseerd op de economische en technische haalbaarheid van de fabricage en werking ervan. Enkele decennia geleden was er veel vraag naar op ijzer gebaseerde materialen zoals FMK-8, MKV-50A en SMK. Wrijvingsmaterialen voor remblokken die in zwaarbelaste systemen werkten, werden later gemaakt van FMK-11.

MKV-50A is een nieuwer ontwerp. Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van voeringen voor schijfremmen. Het heeft een voordeel ten opzichte van de PMK-groep op het gebied van stabiliteitsindicatoren,slijtvastheid.

In de moderne productie zijn materialen zoals SMK meer verspreid geraakt. Ze hebben een hoog geh alte aan mangaan. Ook inbegrepen zijn boorcarbide en nitride, molybdeendisulfide en siliciumcarbide.

Bronzen materialen voor droge wrijving

Op tinbrons gebaseerde materialen hebben zich goed bewezen in transmissie- en remsystemen voor verschillende doeleinden. Ze slijten veel minder ijzeren of stalen delen dan wrijvingsmaterialen op ijzerbasis.

De gepresenteerde verscheidenheid aan materialen wordt zelfs in de luchtvaartindustrie gebruikt. Voor speciale bedrijfsomstandigheden kan tin worden vervangen door stoffen als titanium, silicium, vanadium, arseen. Dit voorkomt de vorming van interkristallijne corrosie.

Materialen op basis van tinbrons worden veel gebruikt in de auto-industrie, maar ook bij de productie van landbouwmachines. Ze zijn bestand tegen zware belastingen. De 5-10% tin in de legering zorgt voor meer sterkte. Lood en grafiet werken als een vast smeermiddel, terwijl siliciumdioxide of silicium de wrijvingscoëfficiënt verhoogt.

Werkt in omstandigheden met vloeibare smering

Materialen die in droge systemen worden gebruikt, hebben een belangrijk nadeel. Ze zijn onderhevig aan snelle slijtage. Wanneer vet ze binnenkomt vanuit nabijgelegen knooppunten, neemt hun efficiëntie sterk af. Daarom zijn recentelijk meer materialen ontwikkeld die zijn ontworpen om in vloeibare olie te werken.

Dergelijke apparatuur schakelt soepel in, wordt gekenmerkt door hogeslijtvastheid niveau. Het koelt gemakkelijk en sluit eenvoudig af.

In de buitenlandse praktijk zijn de productievolumes van een product als op asbest gebaseerd frictiemateriaal voor remmen, koppelingen en andere mechanismen de laatste tijd toegenomen. Het is geïmpregneerd met hars. Geformuleerd met hoge metalen vullijsten.

Gesinterde materialen op basis van koper worden het meest gebruikt als smeermiddel. Niet-metalen vaste componenten worden in de samenstelling geïntroduceerd om de wrijvingseigenschappen te verbeteren.

Eigenschappen verbeteren

Ten eerste, verbetering vereist slijtvastheid, die wrijvingsmaterialen hebben. De economische en operationele haalbaarheid van de gepresenteerde componenten hangt hiervan af. In dit geval ontwikkelen technologen manieren om overmatige verwarming op wrijvende oppervlakken te elimineren. Om dit te doen, verbeteren ze de eigenschappen van het wrijvingsmateriaal zelf, het ontwerp van het apparaat en regelen ze ook de bedrijfsomstandigheden.

Wanneer materialen worden gebruikt in droge wrijvingscondities, wordt speciale aandacht besteed aan hun hittebestendigheid en oxidatiebestendigheid. Dergelijke stoffen zijn minder gevoelig voor slijtage van het schurende type. Maar voor gesmeerde systemen is hittebestendigheid niet zo belangrijk. Daarom wordt er meer aandacht besteed aan hun kracht.

Bij het verbeteren van de kwaliteit van frictiematerialen letten technologen ook op hun mate van oxidatie. Hoe kleiner het is, hoe duurzamer de componenten van de mechanismen. Een andere richting is om de porositeit van het materiaal te verminderen.

Modernproductie moet de aanvullende materialen die worden gebruikt in het fabricageproces van verschillende beweegbare transmissie-apparaten verbeteren. Dit zal voldoen aan de groeiende consumenten- en prestatie-eisen voor frictiematerialen.