Materiali d'attrito: scelta, requisiti

Le moderne attrezzature di produzione hanno un design piuttosto complesso. I meccanismi di attrito trasmettono il moto per mezzo della forza di attrito. Questi possono essere frizioni, morsetti, morsetti e freni.

Per rendere l'attrezzatura duratura, ha funzionato senzatempo di inattività, vengono richiesti requisiti speciali per i suoi materiali. Stanno crescendo costantemente. Dopo tutto, i macchinari e le attrezzature vengono costantemente migliorati. Le loro capacità, velocità di lavoro e anche i carichi aumentano. Pertanto, nel corso del loro funzionamento, vengono utilizzati vari materiali di attrito. Sulla loro qualità dipende affidabilità, durata delle attrezzature. In alcuni casi, la sicurezza e la vita delle persone dipende da questi elementi del sistema.

Caratteristiche generali

I materiali di attrito sono elementi integralinodi e meccanismi che hanno la capacità di assorbire energia meccanica e di dissiparla nell'ambiente. Allo stesso tempo, tutti gli elementi strutturali non dovrebbero consumarsi rapidamente. Per questo, i materiali presentati hanno determinate proprietà.

Il coefficiente di attrito dei materiali di attrito dovrebbe essereessere stabile e alto L'indice di usura è anche richiesto per soddisfare i requisiti operativi. Tali materiali hanno una buona resistenza al calore e non sono soggetti a influenze meccaniche.

Per una sostanza che svolge funzioni di attrito,Non era attaccato alle superfici di lavoro, è dotato di sufficienti qualità adesive. La combinazione di tali proprietà garantisce il normale funzionamento di apparecchiature e sistemi.

Proprietà materiali

I materiali di attrito hanno un certo insieme di proprietà. I principali erano elencati sopra. Queste sono qualità ufficiali. Determinano le caratteristiche di prestazione di ogni sostanza.

Ma tutte le caratteristiche del servizio sono determinateuna serie di indicatori fisico-meccanici e termostatici. Tali parametri cambiano durante il funzionamento del materiale. Ma il loro valore limitante è preso in considerazione nella selezione della sostanza di attrito.

C'è una separazione delle proprietà in statica,indicatori dinamici e sperimentali. Il primo gruppo di parametri include il limite di compressione, resistenza, flessione e allungamento. Sono inclusi anche qui la capacità termica, la conduttività termica e l'espansione lineare del materiale.

Agli indicatori, determinati in condizioni dinamiche, vengono considerate resistenza al calore e resistenza al calore. Nella situazione sperimentale vengono stabiliti il ​​coefficiente di attrito, resistenza all'usura e stabilità.

Tipi di materiali

Materiali di attrito del sistema frenante eLa frizione è spesso realizzata su base di rame o ferro. Il secondo gruppo di sostanze viene utilizzato in condizioni di carico aumentato, specialmente con attrito secco. I materiali in rame sono utilizzati per carichi medi e leggeri. E sono adatti sia per l'attrito a secco, sia con l'uso di fluidi lubrificanti.

Nelle moderne condizioni di produzione, i materiali su base di gomma e resina sono stati ampiamente utilizzati. Possono anche essere utilizzati vari filler di metallo e componenti non metallici.

Ambito di applicazione

C'è una classificazione dei materiali di attrito ina seconda dell'area della loro applicazione. Il primo gruppo di grandi dimensioni include i dispositivi di trasferimento. Questi sono meccanismi medi e leggermente caricati che funzionano senza lubrificazione.

Inoltre, si distinguono i materiali di attrito del sistema frenante, destinati a macchinari medi e pesantemente caricati. In questi nodi, non viene applicata alcuna lubrificazione.

Il terzo gruppo comprende sostanze utilizzate nelle frizioni di unità medie e molto caricate. Hanno olio.

Separare anche un gruppo separato di materiali dei freni in cui è presente un lubrificante liquido. I principali parametri dei meccanismi determinano la scelta dei materiali di attrito.

Nella frizione, il carico agisce sugli elementi del sistema per circa 1 s, e nel freno - fino a 30 s. Questo indicatore determina le caratteristiche dei materiali dei nodi.

Materiali metallici

Come già menzionato sopra, i principali materiali di attrito metallici del sistema di frizione, i freni sono in ferro e rame. L'acciaio e la ghisa sono molto popolari oggi.

Sono applicabili in diversi meccanismi. Ad esempio, i materiali di attrito per le ganasce dei freni, la cui composizione contiene ghisa, sono spesso usati nei sistemi ferroviari. Non si deforma, ma perde bruscamente le sue qualità di scorrimento ad una temperatura di 400 ° C.

Materiali non metallici

Anche materiali frizione o frizione sono realizzati con sostanze non metalliche. Sono creati principalmente su una base di amianto (resina, gomma agiscono come componenti vincolanti).

Il coefficiente di attrito rimane sufficientemente alto fino atemperatura di 220 ° С. Se il legante è una resina, il materiale è caratterizzato da un'elevata resistenza all'abrasione. Ma il loro coefficiente di attrito è leggermente inferiore rispetto ad altri materiali simili. Un materiale plastico popolare su questa base è retinax. Contiene resina fenolica-formaldeidica, amianto, barite e altri componenti. Questa sostanza è applicabile a nodi e freni con condizioni operative gravose. Conserva le sue qualità anche quando riscaldato a 1000 ° C. Pertanto, la retinax è applicabile anche nei sistemi di frenatura degli aerei.

I materiali di amianto sono realizzati creandocon lo stesso nome È impregnato di asfalto, gomma o bachelite e pressato ad alte temperature. Brevi fibre di amianto possono anche formare chiazze non tessute. Aggiungono sottili trucioli di metallo. A volte viene introdotto filo di ottone per rafforzare la resistenza in essi.

Materiali sinterizzati

C'è un'altra varietà dicomponenti di sistemi. Questo è il materiale d'attrito sinterizzato del sistema frenante. Qual è questa varietà, diventerà più chiara dal modo in cui sono fatti. Sono spesso realizzati su base di acciaio. Nel processo di saldatura con esso, sono inclusi altri componenti. Gli spazi pre-pressati costituiti da miscele di polvere sono sottoposti a riscaldamento ad alta temperatura.

Tali materiali sono usati più spesso ingiunti e sistemi di frenatura pesanti Le loro elevate prestazioni durante il funzionamento sono determinate da due gruppi di componenti che compongono la composizione. I primi materiali forniscono un buon coefficiente di attrito e durata, mentre il secondo - stabilità e un livello sufficiente di adesione.

Materiali su base di acciaio per attrito secco

Selezione del materiale per diversi sistemiEssa si basa sulla fattibilità economica e tecnica della sua fabbricazione e l'uso. A pochi decenni fa tali materiali sono stati richiesti su base di ferro, come la FMC-8, MKV-50A e QMS. materiale di attrito per pastiglie dei freni che funzionano in sistemi pesanti furono poi costituito da PMA-11.

MKV-50A è un nuovo sviluppo. Viene utilizzato nella produzione di rivestimenti per freni a disco. Ha un vantaggio rispetto al gruppo di PMK sugli indicatori di stabilità, resistenza all'usura.

Nella produzione moderna, i materiali di tipo SMK sono diventati più diffusi. Hanno aumentato il contenuto di manganese. Inoltre, esso è composto di carburo e nitruro di boro, molibdeno disolfuro e carburo di silicio.

Materiali a base di bronzo per attrito secco

Nei sistemi di trasmissione e frenatura di variI materiali sono basati sul bronzo di stagno. Indossano le parti di accoppiamento della ghisa o dell'acciaio molto meno dei materiali di attrito a base di ferro.

Viene utilizzata la varietà di materiali presentataanche nel settore dell'aviazione. Per condizioni operative particolari, lo stagno può essere sostituito con sostanze come titanio, silicio, vanadio, arsenico. Ciò impedisce la formazione di corrosione intercristallina.

Materiali basati su bronzo di stagno ampiamentesono utilizzati nell'industria automobilistica, così come nella produzione di macchine agricole. Resistono a carichi pesanti. I costituenti della lega 5-10% di stagno forniscono una maggiore resistenza. Piombo e grafite svolgono il ruolo di un lubrificante solido e la silice o il silicio aumenta il coefficiente di attrito.

Funzionamento nelle condizioni di lubrificazione liquida

I materiali utilizzati nei sistemi a secco hannoun inconveniente significativo. Sono soggetti a rapida usura. Quando ottengono il grasso dai nodi adiacenti, la loro efficacia diminuisce drasticamente. Di conseguenza, recentemente, i materiali destinati al lavoro con olio liquido sono stati sempre più distribuiti.

Tali attrezzature sono attivate senza problemi, caratterizzate da un alto livello di durata. È facilmente raffreddato e semplicemente sigillato.

In pratica straniera, recentemente in crescitavolumi di produzione di un prodotto come materiale di attrito per freni, giunti e altri meccanismi basati sull'amianto. È impregnato di resina. La composizione comprende elementi stampati con un alto contenuto di riempitivi metallici.

Più spesso per il mezzo lubrificante utilizzato materiali sinterizzati, fatti di rame. Per aumentare le caratteristiche di attrito, componenti solidi non metallici vengono introdotti nella composizione.

Miglioramento delle proprietà

Prima di tutto,resistenza all'usura dei materiali di attrito. La convenienza economica e operativa delle componenti presentate dipende da questo. In questo caso, i tecnologi stanno sviluppando modi per eliminare il riscaldamento eccessivo sulle superfici di attrito. Per fare ciò, migliorare le proprietà del materiale d'attrito stesso, il design del dispositivo e regolare le condizioni di lavoro.

Se i materiali sono usati in condizioni asciutteattrito, viene prestata particolare attenzione alla loro resistenza al calore e alla resistenza all'ossidazione. Tali sostanze sono meno soggette all'usura abrasiva. Ma per i sistemi con lubrificazione, la resistenza al calore non è così importante. Pertanto, maggiore attenzione è rivolta alla loro forza.

Inoltre, i tecnologi nel migliorare la qualitàI materiali di attrito prestano attenzione al loro grado di ossidazione. Più è piccolo, più sono lunghi i componenti dei meccanismi. Un'altra direzione è ridurre la porosità del materiale.

La produzione moderna dovrebbe migliorareutilizzato materiali aggiuntivi nel processo di produzione di vari dispositivi mobili e di trasferimento. Questo soddisferà le esigenze crescenti dei consumatori e operative presentate ai materiali di attrito.