Sürtünme malzemeleri: seçim, gereksinimler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Modern üretim ekipmanı oldukça karmaşık bir tasarıma sahiptir. Sürtünme mekanizmaları, sürtünme kuvveti yardımıyla hareketi iletir. Bunlar kavramalar, kelepçeler, yayıcılar ve frenler olabilir.

Ekipmanın dayanıklı olması, aksama olmadan çalışabilmesi için malzemelerine özel gereksinimler ortaya konmuştur. Sürekli büyüyorlar. Sonuçta, teknoloji ve ekipman sürekli olarak geliştirilmektedir. Kapasiteleri, çalışma hızları ve yükleri artıyor. Bu nedenle, işleyiş sürecinde çeşitli sürtünme malzemeleri kullanılır. Ekipmanın güvenilirliği ve dayanıklılığı, kalitelerine bağlıdır. Bazı durumlarda insanların güvenliği ve yaşamları sistemin bu unsurlarına bağlıdır.

Genel özellikler

Sürtünme malzemeleri, mekanik enerjiyi absorbe etme ve çevreye yayma yeteneğine sahip düzeneklerin ve mekanizmaların ayrılmaz elemanlarıdır. Aynı zamanda, tüm yapısal elemanlar hızlı bir şekilde yıpranmamalıdır. Bunu yapmak için sunulan malzemelerin belirli özellikleri vardır.

Sürtünme malzemelerinin sürtünme katsayısısabit ve yüksek olmalıdır. Aşınma direnci endeksi ayrıca operasyonel gereksinimleri karşılamalıdır. Bu tür malzemeler iyi bir ısı direncine sahiptir ve mekanik strese maruz kalmazlar.

Sürtünme işlevlerini yerine getiren maddenin çalışma yüzeylerine yapışmaması için yeterli yapışkanlık özelliklerine sahiptir. Bu özelliklerin kombinasyonu, ekipman ve sistemlerin normal çalışmasını sağlar.

Malzeme özellikleri

Sürtünme malzemelerinin belirli bir takım özellikleri vardır. Başlıcaları yukarıda listelenmiştir. Bunlar hizmet nitelikleridir. Her maddenin performans özelliklerini belirlerler.

Ancak tüm hizmet özellikleri bir dizi fiziksel-mekanik ve termostatik gösterge tarafından belirlenir. Bu parametreler malzemenin çalışması sırasında değişir. Ancak bir sürtünme maddesi seçme sürecinde sınır değerleri dikkate alınır.

Statik, dinamik ve deneysel göstergelere ayrılmış özellikler vardır. İlk parametre grubu, sıkıştırma, mukavemet, eğilme ve esneme sınırını içerir. Ayrıca malzemenin ısı kapasitesini, termal iletkenliğini ve doğrusal genleşmesini de içerir.

Dinamik koşullarda belirlenen göstergeler arasında termal kararlılık, ısı direnci bulunur. Sürtünme katsayısı, aşınma direnci ve stabilite deney ortamında belirlenir.

Malzeme türleri

Fren ve debriyaj sistemlerinin sürtünme malzemeleri çoğunlukla bakır veya demir bazında yapılır. İkinci grupmaddeler, özellikle kuru sürtünme ile artan yük koşullarında kullanılır. Orta ve hafif yükler için bakır malzemeler kullanılmaktadır. Ayrıca hem kuru sürtünme hem de yağlama sıvılarının kullanımı için uygundurlar.

Modern üretim koşullarında kauçuk ve reçine bazlı malzemeler yaygın olarak kullanılmaktadır. Metalik ve metalik olmayan bileşenlerden çeşitli dolgu maddeleri de kullanılabilir.

Uygulama kapsamı

Uygulama alanlarına göre sürtünme malzemelerinin bir sınıflandırması vardır. İlk büyük grup iletim cihazlarını içerir. Bunlar, yağlama olmadan çalışan orta ve hafif yüklü mekanizmalardır.

Sonraki, orta ve ağır hizmet mekanizmaları için tasarlanmış fren sisteminin sürtünme malzemeleridir. Bu üniteler yağlanmaz.

Üçüncü grup, orta ve ağır hizmet birimlerinin bağlantılarında kullanılan maddeleri içerir. Yağ içerirler.

Ayrıca sıvı yağ içeren fren malzemeleri de ayrı bir grup olarak ayırt edilir. Mekanizmaların ana parametreleri, sürtünme malzemelerinin seçimini belirler.

Debriyajda yük, sistem elemanlarına yaklaşık 1 s ve frende - 30 s'ye kadar etki eder. Bu gösterge, düğümlerin malzemelerinin özelliklerini belirler.

Metal malzemeler

Yukarıda belirtildiği gibi, debriyaj sisteminin ana metal sürtünme malzemeleri, frenler demir vebakır. Çelik ve dökme demir bugün çok popüler.

Farklı mekanizmalarda uygulanabilirler. Örneğin, dökme demir içeren fren pabuçları için sürtünme malzemeleri demiryolu sistemlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Eğilmez, ancak 400 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kayma özelliklerini keskin bir şekilde kaybeder.

Metalik olmayan malzemeler

Debriyajlar veya frenler için sürtünme malzemeleri de metalik olmayan maddelerden yapılır. Esas olarak asbest temelinde oluşturulurlar (reçine, bağlayıcı görevi gören kauçuk).

Sürtünme katsayısı 220 °C sıcaklığa kadar oldukça yüksek kalır. Bağlayıcı reçine ise, malzeme aşınmaya karşı oldukça dirençlidir. Ancak sürtünme katsayıları diğer benzer malzemelere göre biraz daha düşüktür. Bu temelde popüler bir plastik malzeme retinax'tir. Fenol-formaldehit reçinesi, asbest, barit ve diğer bileşenleri içerir. Bu madde, ağır çalışma koşullarına sahip üniteler ve fren mekanizmaları için geçerlidir. 1000 °C'ye ısıtıldığında bile kalitesini korur. Bu nedenle retinax uçak fren sistemlerinde bile uygulanabilir.

Asbest malzemeleri aynı adı taşıyan kumaştan oluşturularak yapılır. Asf alt, kauçuk veya Bakalit ile emprenye edilir ve yüksek sıcaklıklarda preslenir. Kısa asbest lifleri ayrıca dokumasız astarlar oluşturabilir. Küçük metal eklerlertalaş. Bazen gücü artırmak için pirinç tel kullanılır.

Sinterlenmiş malzemeler

Sunulan başka çeşitli sistem bileşenleri vardır. Bunlar, fren sisteminin sinterlenmiş sürtünme malzemeleridir. Bunun bir çeşitlilik olduğu, yapılma şekillerinden daha açık hale gelecektir. Çoğu zaman çelik bazında yapılırlar. Kaynak işleminde, bileşimi oluşturan diğer bileşenler onunla sinterlenir. Toz karışımlardan oluşan önceden sıkıştırılmış boşluklar yüksek sıcaklıkta ısıtmaya tabi tutulur.

Bu tür malzemeler en çok ağır yüklü debriyajlarda ve fren sistemlerinde kullanılır. Çalışma sırasındaki yüksek performansları, bileşimi oluşturan iki grup bileşen tarafından belirlenir. İlk malzemeler iyi bir sürtünme katsayısı ve aşınma direnci sağlarken, ikincisi stabilite ve yeterli düzeyde yapışma sağlar.

Kuru sürtünme için çelik bazlı malzemeler

Çeşitli sistemler için malzeme seçimi, üretim ve işletiminin ekonomik ve teknik fizibilitesine dayanmaktadır. Birkaç on yıl önce, FMK-8, MKV-50A ve SMK gibi demir bazlı malzemeler talep görüyordu. Ağır yüklü sistemlerde çalışan fren balataları için sürtünme malzemeleri daha sonra FMK-11'den yapılmıştır.

MKV-50A daha yeni bir tasarımdır. Disk fren balatalarının imalatında kullanılır. Stabilite göstergeleri açısından PMK grubuna göre avantajlıdır,aşınma direnci.

Modern üretimde SMK gibi malzemeler daha yaygın hale geldi. Manganez içeriği yüksektir. Ayrıca bor karbür ve nitrür, molibden disülfür ve silikon karbür de dahildir.

Kuru sürtünme için bronz bazlı malzemeler

Kalay bronz bazlı malzemeler, çeşitli amaçlar için şanzıman ve fren sistemlerinde kendilerini kanıtlamıştır. Demir bazlı sürtünme malzemelerine göre çok daha az demir veya çelik eşleşen parçalar giyerler.

Sunulan malzeme çeşitliliği havacılık endüstrisinde bile kullanılmaktadır. Özel çalışma koşulları için kalay yerine titanyum, silikon, vanadyum, arsenik gibi maddeler kullanılabilir. Bu, taneler arası korozyon oluşumunu engeller.

Kalay bronz bazlı malzemeler, otomotiv endüstrisinde ve tarım makineleri imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ağır yüklere dayanırlar. Alaşıma dahil edilen %5-10 kalay, artan mukavemet sağlar. Kurşun ve grafit katı bir yağlayıcı görevi görürken silikon dioksit veya silikon sürtünme katsayısını artırır.

Sıvı yağlama koşullarında çalıştırma

Kuru sistemlerde kullanılan malzemelerin önemli bir dezavantajı vardır. Hızlı aşınmaya maruz kalırlar. Gres onlara yakındaki düğümlerden girdiğinde, verimlilikleri keskin bir şekilde azalır. Bu nedenle son zamanlarda sıvı yağda çalışacak şekilde tasarlanmış malzemeler daha yaygın hale geldi.

Bu tür ekipman sorunsuz bir şekilde açılır, yüksekaşınma direnci seviyesi. Kolayca soğur ve kolayca sızdırmaz hale gelir.

Yabancı uygulamada, frenler, debriyajlar ve diğer mekanizmalar için asbest bazlı sürtünme malzemesi gibi bir ürünün üretim hacimleri son zamanlarda artmaktadır. Reçine ile emprenye edilmiştir. Yüksek metal dolgulu pervazlarla formüle edilmiştir.

Bakır bazlı sinterlenmiş malzemeler çoğunlukla yağlama ortamı için kullanılır. Sürtünme özelliklerini iyileştirmek için bileşime metalik olmayan katı bileşenler eklenir.

Özellikleri iyileştirin

Öncelikle iyileştirme, sürtünme malzemelerinin sahip olduğu aşınma direncini gerektirir. Sunulan bileşenlerin ekonomik ve operasyonel fizibilitesi buna bağlıdır. Bu durumda, teknoloji uzmanları sürtünme yüzeylerinde aşırı ısınmayı ortadan kaldırmanın yollarını geliştiriyorlar. Bunu yapmak için sürtünme malzemesinin özelliklerini, cihazın tasarımını iyileştirir ve ayrıca çalışma koşullarını düzenlerler.

Malzemeler kuru sürtünme koşullarında kullanıldığında, ısı direncine ve oksidasyon direncine özellikle dikkat edilir. Bu tür maddeler, aşındırıcı tip aşınmaya daha az duyarlıdır. Ancak yağlanmış sistemler için ısı direnci o kadar önemli değildir. Bu nedenle, güçlerine daha fazla dikkat edilir.

Ayrıca, teknoloji uzmanları sürtünme malzemelerinin kalitesini iyileştirirken oksidasyon derecelerine dikkat ederler. Ne kadar küçük olursa, mekanizmaların bileşenleri o kadar dayanıklı olur. Diğer bir yön, malzemenin gözenekliliğini az altmaktır.

Modernüretim, çeşitli hareketli, iletim cihazlarının üretim sürecinde kullanılan ek malzemeleri geliştirmelidir. Bu, sürtünme malzemeleri için artan tüketici ve performans gereksinimlerini karşılayacaktır.