Что такое фрикционные материалы

Что такое фрикционные материалы

Фрикционные материалы

Системы сцепления и тормоза, зубчатые передачи, автомобильное и промышленное оборудование, сложные механические системы — все, что должно иметь возможность замедлять или останавливать ход своих процессов, включает в себя фрикционные материалы. Такие компоненты, как фрикционные колодки, диски (кольца), сектора, вкладыши, а также колодки дисковых тормозов, изготовлены из фрикционных материалов.

Фрикционные изделия по отдельности или в составе агрегатов и запчастей, обеспечивая плавное скольжение, отвечают за бесперебойную работу деталей в условиях сильного трения. Так как материалы постоянно находятся в тесном контакте с ответными частями, это приводит к их износу. Фрикционные свойства ухудшаются из-за того, что детали скользят, трутся, сталкиваются друг с другом. Фрикционный материал отличается повышенной теплоемкостью и износоустойчивостью.

У него очень высокий коэффициент трения, который практически не зависит от температурных колебаний. Фрикционный материал имеет низкую адгезию и высокую теплопроводность, в ходе трения он способен сопротивляться тепловым ударам и быть вибротермопрочным.

Подбором фрикционных материалов под те или иные задачи клиента всегда должны заниматься настоящие профессионалы — изготовители фрикционных материалов. И наша команда консультантов Frenos Sauleda всегда рада помочь в этом.

Область применения

Сегодня нет ни одного автомобиля, водного или воздушного транспортного средства, в котором не было бы фрикционных материалов. Фрикционный материал необходим для того, чтобы обеспечить эффективную работу деталей, которые взаимодействуют при повышенном скольжении и трении, с большими нагрузками и при высоких температурах. Из-за высоких физических и химических параметров материал востребован в машиностроении и тяжелой промышленности. Без него не обходится:

  • самолетостроение;
  • судоходство;
  • железнодорожный транспорт;
  • сельхозтехника;
  • автопром;
  • строительство;
  • станкостроение;
  • нефтяная и газовая отрасли;
  • горнодобывающая промышленность;
  • лесное хозяйство;
    и многие-многие другие….

Тормозные системы

Фрикционные материалы используются в тормозных системах для замедления или остановки колес, а также для предотвращения движения других компонентов. Нажатие на тормоз активирует систему, в которой фрикционный материал прижимается к движущемуся диску либо ответной части, тем самым замедляя движение колес.

История фрикционных материалов

Трение — закон природы, и с незапамятных времен люди стремились манипулировать им. Например, одним из первых способов, которым люди научились добывать огонь, было создание трения между горючими материалами, такими как дерево.

Некоторые из самых ранних научных заметок, которые связаны с изучением трения, встречаются у таких древнегреческих и римских мыслителей, как Плиний Старший, Аристотель и Витрувий.

В посмертно изданных записных книжках Леонардо да Винчи есть записи 1493 года об его открытии классических законов трения скольжения.

Гийом Амонтон заново открыл эти же законы в 1699 году. Он опубликовал свое открытие, и эти законы были названы тремя законами сухого трения Амонтона. После этого появилось много новых сведений о трении, которые дополнили классическую эмпирическую модель трения. Эта модель состоит из статического, кинетического трения и трения качения. Вначале ученые увидели разницу между статическим и кинетическим трением.

Затем, в 1734 году, Джон Теофил Дезагюлье обнаружил, что трение является достаточно мощной силой, чтобы разорвать слипшиеся поверхности.

А в 1833 году Артур Жюль Морен опубликовал описание различий между трением скольжения и трением качения. Открытые ими законы трения используются до сих пор.

Леонардо да Винчи

Гийом Амонтон

Джон Теофил Дезагюлье

Артур Жюль Морен

Фрикционные материалы

В 1888 году после совершения одной из первых в мире поездок на дальние расстояния Берта Бенц (жена производителя автомобилей Карла Бенца) изобрела тормозные колодки. Тормозные колодки ее автомобиля, как и другие ранние тормозные колодки, были сделаны с использованием асбестовых фрикционных материалов. Хотя *асбест был невероятно эффективен, примерно через 100 лет ученые выяснили, что *асбест может вызывать рак и тяжелые заболевания легких. *Асбест — это собирательное название целого класса тонковолокнистых минералов. Асбест, состоит из длинных игольчатых волокон, устойчивых к кислотам. Поскольку в наших легких среда кислая, попадая в них, асбестовая пыль может накапливаться и вызывать мезотелиому плевры — один из злобных видов рака. С 1997 года асбестовые фрикционные материалы в Европе были заменены, в основном, синтетическими арамидными волокнами. Керамика, кевлар и их альтернатива — композитные фрикционы — также стали популярным фрикционными материалами благодаря своим термостойким свойствам и способности хорошо работать в масляных средах.

Важно! 1 января 1997 года использование асбеста было запрещено во Франции.
C 2005 года применение асбеста в Европейском союзе полностью запрещено.

Постоянное развитие и рост отрасли повысили конкурентность, что, в свою очередь, заставило производителей фрикционных материалов и тормозов держать в секрете составы и рецептуру выпускаемых ими материалов, продолжая при этом непрерывно их совершенствовать. Например, внедрение керамики и кевлара в промышленность открыло множество возможностей для повышения эффективности и долговечности изделий из фрикционных материалов. Пониженный уровень шума и более быстрая остановка стали общими требованиями к продуктам для торможения и сцепления — если говорить, например, об автомобилях. Технологические разработки в этой отрасли происходят постоянно, и, несмотря на уже пройденный долгий путь, качество устойчивых к трению материалов будет и дальше совершенствоваться, предлагая рынку новые решения. Поэтому одна из старейших и авторитетных в этой отрасли испанская компания Frenos Sauleda предлагает на выбор клиента альтернативные керамике фрикционные кевларовые и композитные материалы без *асбеста. Ассортимент фрикционных материалов Frenos Sauleda очень обширен, здесь вы найдете решения для любых поставленных задач!

Материалы

Поскольку тепловая энергия является побочным продуктом процесса создания трения, для изготовления фрикционных материалов производители обычно используют материалы, устойчивые к нагреву. Раньше среди устаревших технологий наиболее популярным выбором фрикционных материалов были волокна из *асбеста. Однако из-за роста серьезных проблем со здоровьем, связанных с воздействием на него *асбеста, в качестве альтернативы этим устаревшим и небезопасным популярность получили новые материалы — кевлар, керамика и ее композитные заменители.

Фрикционные материалы должны выдерживать высокие физические нагрузки, так как трение неизбежно вызывает износ материала. Керамика и кевлар очень прочны и устойчивы к нагреву, поэтому используются в средах с высоким трением. Помимо них у компании Frenos Sauleda есть альтернативные керамике фрикционные композитные материалы.

Еще одним видом фрикционов являются полуметаллические тормозные материалы, в которых используются связанные смолой латунь, медь и стальная вата. Эти продукты аналогичны керамическим по прочности и также представлены у Frenos Sauleda.

Общие понятия

Тип используемого материала во многом зависит от вида необходимого трения. К видам трения относятся статическое, кинетическое и трение качения.

Статическое трение действует между двумя твердыми телами, не перемещающимися относительно друг друга. Если значение силы, стремящейся сдвинуть объект меньше значения силы статического трения, то движение полностью предотвращается. Важным моментом, который следует учитывать при таком типе трения, является наклон поверхности.

Кинетическое или динамическое трение возникает между двумя поверхностями, движущимися друг относительно друга. В этом случае либо один объект может двигаться вдоль неподвижной поверхности, либо оба объекта могут двигаться относительно друг друга.

Трение качения возникает как сопротивление при перекатывании тел друг по другу. Оно возникает при вращении колес и других вращающихся деталей, которые есть почти во всех станках и транспортных машинах. Оно наблюдается, например, между движущимися элементами подшипников или автомобильной шиной колеса и дорожным покрытием.

При разработке и создании новых фрикционных материалов с улучшенными характеристиками, производители учитывают следующие факторы: как быстро трение должно остановить объект или систему (чем выше трение, тем быстрее объект может быть остановлен); как часто будет использоваться фрикционный материал; требуемая химическая стойкость; требуемая износостойкость; допустимое тепловыделение; требуемое поглощение энергии и коэффициент трения; себестоимость изготовления и, конечно, низкое воздействие фрикционного материала на прилегающие к нему поверхности для увеличения износостойкости активно взаимодействующих с ним материалов: сталь разных марок, алюминий, чугун и другие.

Производители фрикционных материалов предлагают разнообразные решения для востребованных на этом рынке задач. Фрикционные материалы могут быть текстурированы или иметь шероховатую поверхность, чтобы обеспечить дополнительное трение и тем самым повысить эффективность. Для более эффективной транспортировки материалов производители рекомендуют использовать более гладкие поверхности. Кроме того, в состав материала можно добавлять резину, чтобы повысить способность тормозной системы создавать поверхностное трение. Однако, чем больше текстуры добавлено к поверхности, тем больше энергии требуется для перемещения по ней. Чтобы обсудить все возможности состава фрикционных материалов, поговорите с вашим поставщиком Frenos Sauleda и получите профессиональную консультацию.

Функциональные параметры

Фрикционные материалы используются для различных задач. Они обеспечивают сверхплотное взаимодействие с деталью. Благодаря высокой износостойкости фрикционы рассчитаны на долгий срок службы и могут успешно функционировать как в масляной среде, так и при сухом трении. Для того чтобы механизм обеспечивал бесперебойную работу и долгий срок службы, выбирая для него фрикционный материал, необходимо учитывать максимально допустимую температуру, нагнетаемую в ходе эксплуатирования, а также формат, тип и размер фрикционного материла. Исчерпывающую консультацию по необходимому вам фрикционному материалу или изделию вы можете получить у нас в Frenos Sauleda.

Типы фрикционных изделий

К изделиям, изготовленным из фрикционных материалов, относятся: тормозные колодки, фрикционные диски (кольца), диски сцепления (дисковые муфты), накладки сцепления, сектора, вкладыши, тормозные накладки, комплекты сцепления и тормозные колодки (тормозные ленты) и многие другие.

Тормозные колодки, также известные как фрикционные колодки, представляют собой металлические пластины, используемые в качестве металлической половины фрикционных тормозных систем.

Диски сцепления (кольца) или фрикционные диски сцепления являются подтипом фрикционного диска. Соединяя двигатель автомобиля с входным валом трансмиссии, они облегчают временное разделение, которое происходит при переключении передачи.

Накладки сцепления представляют собой фрикционный материал, используемый с дисками сцепления. Они помогают муфте запускать и останавливать поток энергии между ведомым и ведущим валами. Это происходит за счет низкого коэффициента трения. Они работают с более низким коэффициентом трения, чем аналогичные фрикционные изделия, что позволяет создавать исключительно тихие, стабильные и плавные системы.

Тормозные накладки, сектора, вкладыши представляют собой слои фрикционного материала, наклеенные на тормозные колодки, накладки и разные металлические изделия. Тормозные накладки устойчивы к высоким температурам, что предотвращает возгорание или появление искр при возникающем трении.

Тормозные ленты, состоят из металлической пластины, прикрепленной к фрикционной поверхности, такой как тормозная накладка. Тормозные колодки доступны в широком диапазоне таких конфигураций, как барабанные и дисковые тормозные колодки.

Правильный уход за фрикционными материалами

Постоянное использование фрикционных материалов приводит к их довольно быстрому изнашиванию. К сожалению, на этот процесс невозможно повлиять. И поэтому крайне важно знать, когда нужно заменить изношенные фрикционные изделия, чтобы предотвратить более серьезные повреждения автомобиля, механизмов или оборудования, в которых они используются.

В тормозной системе явным признаком износа тормозов является визг. Когда ваши тормоза начинают визжать, проверьте их и посмотрите, не нужно ли их заменить. Хотя нет нужды снимать их при первых признаках износа, но и ждать, пока они полностью разрушатся, тоже не стоит. Эксплуатация оборудования или механизмов без достаточной прокладки и трения может привести к повреждению или даже несчастному случаю. Лучше перестраховаться, чем сожалеть. Если вы слышите или чувствуете скрежет, значит вы слишком долго ждали, и, скорее всего, тормозная система вашего оборудования повреждена.

Еще один момент, на который стоит обратить внимание, — это повреждение тормозной системы из-за утечки масла или тормозной жидкости. Одним из наиболее распространенных признаков загрязнения тормозов является «дребезг тормозов» или «вибрирующий» шум, исходящий от тормозов. Если вы слышите или видите «дребезжание» тормозов, вам необходимо найти и устранить утечку, а затем заменить фрикционное изделие. При одновременной замене фрикционных изделий вы должны убедиться, что фрикционные материалы тормозов имеют одинаковую толщину. Неравномерные фрикционные материалы вызывают неравномерное торможение. При этом важно обязательно проверить прилегающую ответную поверхность, с которой взаимодействует фрикционный материал. Если она изношена, то быстро выведет из строя новое фрикционное изделие. Лучше всего отдавать прилегающую ответную часть на шлифовку, чтобы ее полностью обновили. Ни в коем случае нельзя шлифовать ответную часть на токарном станке, как это многие часто делают, совершая грубую ошибку. Резец токарного станка не может дать необходимую поверхности гладкость, которая должна соответствовать заводским требованиям. Вы будете вынуждены постоянно менять фрикционные изделия, и это станет для вас серьезной проблемой. Данную процедуру шлифовки необходимо делать на специальном шлифовальном оборудовании, которое есть, например, в производственном арсенале Frenos Sauleda. После шлифовки прилегающей ответной части и установки нового фрикционного изделия, ваш агрегат будет работать как новый, и срок его службы будет максимально продлен.

Что обязательно следует учитывать

Когда вы выбираете фрикционный материал или продукты из фрикционного материала, лучше работать с известным и хорошо зарекомендовавшим себя в данной отрасли поставщиком, например, с Frenos Sauleda. Это ключ к вашему успеху! Не бойтесь задавать вопросы нашим высококлассным специалистам и компетентным менеджерам. Именно для этого мы здесь! Наша команда полностью удовлетворит любой запрос на уникальное решение по фрикционам как для частных лиц, так и небольшого бизнеса или крупного промышленного клиента.