Třecí materiály: výběr, požadavky

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Moderní výrobní zařízení má poměrně složitou konstrukci. Třecí mechanismy přenášejí pohyb pomocí třecí síly. Mohou to být spojky, svorky, rozpěrky a brzdy.

Aby bylo zařízení odolné a fungovalo bez prostojů, jsou na jeho materiály kladeny speciální požadavky. Neustále rostou. Technika a vybavení se totiž neustále zdokonalují. Zvyšují se jejich kapacity, provozní rychlosti i zatížení. Proto se v procesu jejich fungování používají různé třecí materiály. Spolehlivost a životnost zařízení závisí na jejich kvalitě. V některých případech závisí bezpečnost a životy lidí na těchto prvcích systému.

Obecné vlastnosti

Třecí materiály jsou integrálními prvky sestav a mechanismů, které mají schopnost absorbovat mechanickou energii a rozptýlit ji do prostředí. Zároveň by se všechny konstrukční prvky neměly rychle opotřebovat. K tomu mají prezentované materiály určité vlastnosti.

Koeficient tření třecích materiálůby měl být stabilní a vysoký. Index odolnosti proti opotřebení musí také splňovat provozní požadavky. Takové materiály mají dobrou tepelnou odolnost a nepodléhají mechanickému namáhání.

Aby se látka, která plní třecí funkce, nelepila na pracovní povrchy, má dostatečné lepicí vlastnosti. Kombinace těchto vlastností zajišťuje normální provoz zařízení a systémů.

Vlastnosti materiálu

Třecí materiály mají určitý soubor vlastností. Ty hlavní byly uvedeny výše. To jsou kvality služeb. Určují výkonnostní charakteristiky každé látky.

Všechny provozní charakteristiky jsou však určeny sadou fyzikálně-mechanických a termostatických indikátorů. Tyto parametry se během provozu materiálu mění. Ale jejich limitní hodnota je brána v úvahu v procesu výběru třecí látky.

Existuje rozdělení vlastností na statické, dynamické a experimentální indikátory. První skupina parametrů zahrnuje mez komprese, pevnosti, ohybu a natažení. Zahrnuje také tepelnou kapacitu, tepelnou vodivost a lineární roztažnost materiálu.

Ukazatele určené v dynamických podmínkách zahrnují tepelnou stabilitu, tepelnou odolnost. Koeficient tření, odolnost proti opotřebení a stabilita jsou stanoveny v experimentálním prostředí.

Druhy materiálů

Třecí materiály brzdových a spojkových systémů jsou nejčastěji vyráběny na bázi mědi nebo železa. Druhá skupinalátek se používá v podmínkách zvýšené zátěže, zejména při suchém tření. Měděné materiály se používají pro střední a lehké zatížení. Navíc jsou vhodné jak pro suché tření, tak pro použití mazacích kapalin.

V moderních výrobních podmínkách jsou široce používány materiály na bázi pryže a pryskyřice. Mohou být také použity různé plniva z kovových a nekovových součástí.

Rozsah použití

Existuje klasifikace třecích materiálů v závislosti na oblasti jejich použití. Do první velké skupiny patří přenosová zařízení. Jedná se o středně a málo zatížené mechanismy, které fungují bez mazání.

Další jsou třecí materiály brzdového systému, určené pro střední a těžké mechanismy. Tyto jednotky nejsou mazány.

Třetí skupina zahrnuje látky používané ve spojkách středních a těžkých jednotek. Obsahují olej.

Také brzdové materiály obsahující kapalné mazivo jsou také rozlišovány jako samostatná skupina. Hlavní parametry mechanismů určují výběr třecích materiálů.

Ve spojce působí zatížení na prvky systému po dobu asi 1 s a v brzdě - až 30 s. Tento indikátor určuje vlastnosti materiálů uzlů.

Kovové materiály

Jak bylo uvedeno výše, hlavní kovové třecí materiály spojkového systému, brzd jsou železo aměď. Ocel a litina jsou dnes velmi oblíbené.

Jsou použitelné v různých mechanismech. Například v železničních systémech se často používají třecí materiály pro brzdové čelisti, které obsahují litinu. Nedeformuje se, ale prudce ztrácí své kluzné vlastnosti při teplotách nad 400 °C.

Nekovové materiály

Třecí materiály pro spojky nebo brzdy jsou také vyrobeny z nekovových látek. Jsou vytvořeny převážně na azbestové bázi (pryskyřice, pryž působí jako pojivo).

Koeficient tření zůstává poměrně vysoký až do teploty 220 °C. Pokud je pojivem pryskyřice, je materiál vysoce odolný proti opotřebení. Ale jejich koeficient tření je poněkud nižší ve srovnání s jinými podobnými materiály. Oblíbeným plastovým materiálem na této bázi je retinax. Obsahuje fenolformaldehydovou pryskyřici, azbest, baryt a další složky. Tato látka je použitelná pro jednotky a brzdové mechanismy s náročnými provozními podmínkami. Své kvality si zachovává i při zahřátí na 1000 °C. Proto je retinax použitelný i v brzdových systémech letadel.

Azbestové materiály se vyrábějí vytvořením stejnojmenné tkaniny. Impregnuje se asf altem, pryží nebo bakelitem a lisuje se při vysokých teplotách. Krátká azbestová vlákna mohou také tvořit netkané obklady. Přidávají malý kovhobliny. Někdy se do nich zavádí mosazný drát pro zvýšení pevnosti.

Slinuté materiály

Je zde představena další řada komponent systému. Jedná se o slinuté třecí materiály brzdového systému. Že se jedná o odrůdu, bude jasnější ze způsobu jejich výroby. Nejčastěji se vyrábějí na ocelové bázi. V procesu svařování se s ní spékají další složky, které tvoří kompozici. Předlisované polotovary sestávající z práškových směsí jsou vystaveny vysokoteplotnímu ohřevu.

Takové materiály se nejčastěji používají ve vysoce zatížených spojkách a brzdových systémech. Jejich vysoký výkon při provozu je dán dvěma skupinami komponent, které tvoří složení. První materiály poskytují dobrý koeficient tření a odolnost proti opotřebení, zatímco druhé poskytují stabilitu a dostatečnou úroveň přilnavosti.

Materiály na bázi oceli pro suché tření

Výběr materiálu pro různé systémy je založen na ekonomické a technické proveditelnosti jeho výroby a provozu. Před několika desetiletími byly žádané materiály na bázi železa jako FMK-8, MKV-50A a SMK. Třecí materiály pro brzdové destičky, které fungovaly v silně zatížených systémech, byly později vyrobeny z FMK-11.

MKV-50A je novější design. Používá se při výrobě obložení kotoučových brzd. Oproti skupině PMK má výhodu v ukazatelích stability,odolnost proti opotřebení.

V moderní výrobě se materiály jako SMK rozšířily. Mají vysoký obsah manganu. Zahrnuje také karbid a nitrid boru, disulfid molybdenu a karbid křemíku.

Materiály na bázi bronzu pro suché tření

Materiály na bázi cínového bronzu se dobře osvědčily v převodových a brzdových systémech pro různé účely. Opotřebují mnohem méně železných nebo ocelových spojovacích dílů než třecí materiály na bázi železa.

Předložená řada materiálů se používá i v leteckém průmyslu. Pro speciální provozní podmínky lze cín nahradit látkami jako titan, křemík, vanad, arsen. To zabraňuje tvorbě mezikrystalové koroze.

Materiály na bázi cínového bronzu jsou široce používány v automobilovém průmyslu a také při výrobě zemědělských strojů. Vydrží velké zatížení. 5-10 % cínu obsaženého ve slitině poskytuje zvýšenou pevnost. Olovo a grafit působí jako pevné mazivo, zatímco oxid křemičitý nebo křemík zvyšují koeficient tření.

Provoz v podmínkách kapalného mazání

Materiály používané v suchých systémech mají značnou nevýhodu. Podléhají rychlému opotřebení. Když se do nich dostane tuk z blízkých uzlů, jejich účinnost prudce klesá. Proto se v poslední době rozšířily materiály navržené pro práci v kapalném oleji.

Takové zařízení se plynule zapíná a vyznačuje se vysokouúroveň odolnosti proti opotřebení. Snadno se ochladí a jednoduše těsní.

V zahraniční praxi v poslední době rostou objemy výroby takového produktu, jako je třecí materiál na bázi azbestu pro brzdy, spojky a další mechanismy. Je napuštěný pryskyřicí. Formulováno s vysoce kovovými výplněmi.

Pro mazací médium se nejčastěji používají slinuté materiály na bázi mědi. Ke zlepšení třecích vlastností jsou do kompozice přidány nekovové pevné složky.

Vylepšit vlastnosti

Za prvé, zlepšení vyžaduje odolnost proti opotřebení, kterou mají třecí materiály. Na tom závisí ekonomická a provozní proveditelnost prezentovaných komponent. V tomto případě technologové vyvíjejí způsoby, jak eliminovat nadměrné zahřívání třecích ploch. K tomu zlepšují vlastnosti samotného třecího materiálu, konstrukci zařízení a také regulují provozní podmínky.

Při použití materiálů v podmínkách suchého tření je zvláštní pozornost věnována jejich tepelné odolnosti a odolnosti proti oxidaci. Takové látky jsou méně náchylné k opotřebení abrazivním typem. Ale u mazaných systémů není tepelná odolnost tak důležitá. Proto je věnována větší pozornost jejich síle.

Při zlepšování kvality třecích materiálů také technologové věnují pozornost jejich stupni oxidace. Čím je menší, tím odolnější jsou součásti mechanismů. Dalším směrem je snížení poréznosti materiálu.

Modernívýroba by měla zlepšit doplňkové materiály používané ve výrobním procesu různých pohyblivých, přenosových zařízení. To splní rostoucí požadavky spotřebitelů a výkonu na třecí materiály.