Изготовление фрикционных дисков: новые технологии и материалы
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5.00 (1 Голос)

Изготовление фрикционных дисков: новые технологии и материалы

 Изготовление фрикционных дисков

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Из каких материалов изготавливают фрикционные диски
  • Какие материалы используются для изготовления фрикционных накладок
  • Какие технологии применяются для изготовления фрикционных дисков

Фрикционы (фрикционные диски, пакеты фрикционов) – элементы сцепления между передачами в устройстве АКПП, необходимые для включения и передачи крутящего момента. Основой фрикциона является стальной диск, на который наклеивается специальная накладка.

Главная функция фрикционных дисков заключается в том, что при переключении передачи фрикционный пакет смыкается и блокирует движение шестерни КПП, соответствующей конкретной передачи. При размыкании шестеренка продолжает вращаться. Само же замыкание происходит под давлением трансмиссионной жидкости. Темой нашей сегодняшней статьи будет технология изготовления фрикционных дисков.

 

Материалы для изготовления фрикционных дисков

Материалы для изготовления фрикционных дисков

Наиболее часто фрикционные узлы можно встретить в муфтах сцепления или же тормозных системах, как автомобилей, так и бытовых производственных механизмов. Конечно, они могут иметь существенные конструктивные различия, однако сам принцип работы остается неизменным и его основой является использование силы трения.

Материал, из которого изготовлен фрикционный диск напрямую определяет силу трения. При этом для существенной экономии из дорогих или же дефицитных компонентов изготавливаются только сменные накладки на диски.

Еще одним определяющим параметром при выборе материала для изготовления фрикционных дисков, кроме коэффициента трения, является его износостойкость. Отталкиваясь от этих характеристик, становится возможным рассчитать удельное давление и уменьшить размеры тормозного узла или муфты.

К примеру, если речь заходит о тяжелой технике, чаще всего изготовление фрикционных дисков производится из таких доступных и недорогих металлов, как сталь или чугун, и применяются в парах сталь-сталь, сталь-чугун.

Параметры при выборе материала для изготовления фрикционных дисков

Так как процесс трения сопровождается значительными выделениями тепла, то зачастую для улучшения характеристик износостойкости и трения во фрикционных парах используют такие неметаллические материалы, как асбест. Армированное медной, латунной или алюминиевой проволокой, соединенное воедино синтетической смолой или каучуком, асбестовое волокно обладает замечательной теплопроводностью и, как следствие, срок надежной службы фрикционных дисков значительно продлевается.

Поскольку работа тяжелой техники зачастую происходит в тяжелых природных или климатических условиях, то крайне остро встал вопрос о необходимости новых сверхнадежных материалов для изготовления фрикционных дисков. Очень удачным решением стали металлокерамические комбинации с медной или железной основой – используя в процессе создания различные присадки, такие как графит, свинец или цинк, которые «спекаются» с основой, стало возможным изготовлять фрикционы с отличными характеристиками.

Технологии изготовления фрикционных дисков

Так как накладки зачастую эксплуатируются в тяжелых условиях температурных перегрузок, то от их износа напрямую зависит продолжительность службы фрикционных дисков (ФС).

Материалы, используемые при изготовлении фрикционных накладок, подразделяются на два типа:

  • композиционные с полимерной основой;
  • порошковые.

Основа полимерных композиционных материалов представляет собой композицию, состоящую из несущей части, теплостойкой арматуры и наполнителя. Связующими составляющими в этом случае являются различные комбинации каучука и смол. Наибольшее распространение получили модифицированные анилинформальдегидные и фенолформальдегидные смолы, различные каучуки, как натуральные, так и синтетические, и всевозможные их комбинации.

Материалы, используемые при изготовлении фрикционных накладок

Для процесса регулировки технологических и рабочих свойств материала при изготовлении металлокерамических фрикционных дисков используются различные наполнители, которые подразделяются на следующие виды:

  • Металлические (медь, титан, латунь и т. п.).
  • Неметаллические (графит, углерод).
  • Органические – к примеру, скорлупа ореха кешью.

Сами по себе каучуковые или смоляные основы не обладают достаточными механическими свойствами, и особенно остро это ощущается при воздействии высоких температур. Именно по этой причине полимерные материалы комбинируются с такой термостойкой арматурой, какой, к примеру, является асбест. Наличие этого компонента определяет технологию производства фрикционных дисков, что зачастую отражено в названии: материалы, армированные асбестом, называют фрикционными асбополимерными материалами (ФАПМ).

В случаях, когда асбест заменяется на другую теплостойкую арматуру, то такие материалы называют фрикционными безасбестовыми полимерными (ФБПМ). Необходимость применения ФБПМ в ФС возникла после того, как в составе асбестовых материалов были выявлены канцерогены, и целый ряд стран запретил его применение в транспортной промышленности.

Бесплатная консультация

На сегодняшний день асбест успешно заменяют синтетическими арамидными волокнами типа «Кевлар», керамикой, валлостонитом, борными и углеродными соединениями, базальтом и т. п. Наибольшей популярностью в промышленности сегодня пользуются, конечно, арамидные «кевларовые» волокна, так как даже незначительная их добавка (порядка 5 %) в ФАПМ повышает долговечность фрикциона приблизительно в 1,5 раза.

Поскольку изготовление фрикционных дисков производится по нормативам, установленным ГОСТ 1786, то толщина нового изделия составляет от 3 до 5,5 мм. Изготавливаются они, как правило, в виде целого кольца, но так же встречаются в виде усеченных секторов. В некоторых случаях, чтобы обеспечить охлаждение поверхности и возможность удаления продуктов износа, поверхность накладки дополняют вентиляционными канавками.

Порошковые фрикционы изготавливают на основе меди (примерно 62–71 %) или на основе железа (от 60 до 65 %), часто добавляется оксид кремния в качестве наполнителя, что способствует повышению характеристик надежности, барит или графит и др.

Порошковые фрикционы

Между тем на рынке гораздо большей популярностью пользуются комбинации на медной основе, нежели железные порошки, и связано это с тем, что износ контртел при их использовании значительно ниже.

В связи с тем, что накладки из порошковых соединений очень хрупкие, их применение возможно только со стальной подложкой, которая служит основанием для ведомого диска или подложки в виде пластины, которая приклепывается к основанию ведомого диска.

Чтобы ведущие диски, как детали, наиболее подверженные нагреву, в процессе трения могли максимально поглощать и рассеивать избытки температур, их делают весьма массивными. При этом нажимной диск ФС должен обладать необходимой жесткостью, которая позволит ему при перегреве не коробиться и обеспечит максимально надежное прилегание к накладке ведомого диска.

Самыми продаваемыми металлами для изготовления таких дисков являются такие виды серого чугуна, как СЧ 18, СЧ 21, СЧ 22, СЧ 24, так как они обладают более высоким показателем износостойкости по сравнению со сталью.

Серый чугун

От того, насколько правильно была реализована технология изготовления фрикционных дисков, напрямую зависит долговечность узлов КПП и тормозных систем.

Изготовление фрикционных дисков из того или иного материала

При выборе материала для изготовления фрикционных дисков под заказ следует руководствоваться тем, как именно они будут применяться. Использование фрикционов имеет несколько областей механического использования. Первой из них являются передаточные устройства, которые, по сути, являются слабонагруженными механизмами и вполне могут работать без смазки.

Следом идут тормозные системы, использующиеся в средних и тяжело нагруженных механизмах, также работающих без применения смазки.

Третью группу представляют фрикционы, сцепляющие средние и тяжело нагруженные передаточные узлы, подлежащие смазыванию.

Не стоит забывать и о тормозных системах, которые работают с применением смазки.

Параметры эти определяются временем воздействия максимальной нагрузки на элемент: если в передаточной системе это время составляет порядка 1 секунды, то в тормозных системах оно может достигать до 30.

  1. Металлические материалы.

    Металлические материалы

    Как уже было сказано выше, основными металлами для изготовления фрикционных дисков системы сцепления, тормоза является железо и медь. Очень популярны сегодня сталь и чугун.

    Сфера их применения чрезвычайно высока. К примеру, фрикционы, изготовленные из чугуна, нередко применяются в тормозных системах железнодорожных поездов, так как он не подвержен короблению при больших нагрузках. Однако есть и минус – при температуре выше +400 °С он резко теряет сцепляющие свойства.

  2. Неметаллические материалы.

    Неметаллические материалы

    Фрикционные пакеты, изготовленные из неметаллических материалов, таких как асбест, имеют достаточно высокий коэффициент трения, пока не достигнут температурной отметки в +220 °С. Однако он все равно значительно ниже, чем у таких материалов, как, скажем, ретинакс. В составе этого вещества присутствуют асбест, барит, фенолформальдегидные смолы и т. д. Может легко применятся для тормозных систем с тяжелыми условиями эксплуатации, так как выдерживает температуру до +1000 °С.

    Эти характеристики позволяют успешно применять ретинакс в ряде производств, он нередко используется при изготовлении деталей для авиационной промышленности.

    Готовый асбестовый материал представляет собой одноименную ткань, пропитанную резиной или бакелитом, спрессованный под воздействием высокой температуры, часто добавляется мелкая металлическая стружка. Чтобы повысить характеристики прочности, применяется латунная проволока.

  3. Спеченные материалы.

    Изготовление фрикционных дисков для использования в тяжелогрузных муфтах и системах торможения происходит путем спекания специально отобранных компонентов со стальной основой.

    Спеченные материалы

    Для изготовления таких материалов предварительно спрессованные заготовки, состоящие из порошковых смесей, подвергают высокотемпературному нагреву. Материалы для заготовок отбираются исходя из того, на что ориентирован конечный результат, потому как одни имеют хороший коэффициент трения и износоустойчивость, а другие стабильность и хороший уровень адгезии.

  4. Материалы на стальной основе для сухого трения.

    Материалы на стальной основе для сухого трения

    Если вам требуется изготовление фрикционных дисков под заказ, необходимо отталкиваться от технических сторон их эксплуатации, и, конечно же, от экономической базы. И нельзя забывать о тенденциях развития рынка. Несколько десятилетий тому назад востребованными были такие материалы на железной основе, как ФМК-8, МКВ-50А, а также СМК. Позднее материалы для тормозных колодок, которые работали в тяжело нагруженных системах, стали изготавливать из ФМК-11.

    Одной из последних разработок на сегодняшний день является МКВ-50А, которая применяется при изготовлении дисковых тормозов и по своим показателям во многом превосходит группу ФМК.

    Также большой популярностью в современной промышленности пользуются материалы типа СМК.

  5. Материалы на основе бронзы для сухого трения.

    Хорошим вариантом являются фрикционы, изготовленные на основе оловянистой бронзы. При работе пары бронза-сталь или бронза-чугун износ стальных и чугунных деталей значительно меньше, чем в парах с железной основой.

    Повсеместное применение этой технологии можно встретить также и в авиационной промышленности, потому как для тяжелых условий эксплуатации олово может быть заменено на такие компоненты, как титан или кремний, что поможет избежать межкристаллической коррозии.

    Фрикционные диски на основе оловянистой бронзы применяются как в автомобильной промышленности, так и в сельскохозяйственной технике, потому как хорошо держат большие нагрузки и обладают повышенной прочностью.

Изготовление фрикционных дисков, работающих в условиях жидкой смазки

Изготовление фрикционных дисков

Главным недостатком фрикционов, которые применяются в сухих системах, является быстрый износ. Именно поэтому в последнее время стремительно набирают популярность материалы, работающие в жидком масле.

Механизмы, основанные на этой технологии, имеют плавное и легкое включение, легко охлаждаются и очень просты в плане герметизации. Обладают очень высоким уровнем износоустойчивости.

Несмотря на то, что изготовление металлокерамических фрикционных дисков сопряжено с рядом технических сложностей, хорошие показатели этих изделий говорят сами за себя. За рубежом каждый день растет производство фрикционов, работающих в условиях жидкой смазки. Основой для этих деталей являются спеченные материалы с использованием меди. Для повышения свойств часто добавляют твердые неметаллические компоненты.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

  • Изготовление металлических профилей: обзор видов и комплектующих

    Изготовление металлических профилей: обзор видов и комплектующих

    Изготовление металлических профилей имеет большое значение, так как продукция используется в самых разных сферах: от строительства мостов до отделочных работ в помещениях. Соответственно, требования к характеристикам различные, и конечная продукция имеет свои особенности. Для работы с профилем используются комплектующие, которые должны отвечать определенным требованиям. А чтобы конструкция прослужила долго, необходимо знать виды дефектов, которые могут быть выявлены при изготовлении профиля. Обо всем этом расскажем в нашей статье.
  • Качество плазменной резки: 9 секретов улучшения

    Качество плазменной резки: 9 секретов улучшения

    Качество плазменной резки определяется в соответствии с такими параметрами, как угол реза, цвет обработанной заготовки, количество окалины, качество поверхности. Повлиять на эти свойства можно верной настройкой оборудования и соблюдением правил металлообработки. Неверно заданный угол, слишком высокая или низкая скорость обработки, количество подаваемого газа – все это может снизить качество выполняемых работ и привести к образованию дефектов. На что необходимо обращать внимание при выполнении плазменной резки для снижения процента брака, мы поговорим в этой статье.
  • Усиленный металлический стеллаж: способы изготовления и сферы применения

    Усиленный металлический стеллаж: способы изготовления и сферы применения

    Усиленный металлический стеллаж – универсальная металлоконструкция, предназначенная для временного и постоянного хранения тяжелых грузов. Используется производственными, торговыми, промышленными компаниями. Конструкция усиленных стеллажей может варьироваться в зависимости от типа хранимого груза и складского помещения, где будут установлены изделия. О том, как изготавливаются и чем могут комплектоваться усиленные стеллажи, читайте далее.
  • Технология сварки стали: нюансы и особенности

    Технология сварки стали: нюансы и особенности

    Технологии сварки различных видов стали предполагают применение разного оборудования, условий и расходных материалов. От правильного выбора этих составляющих зависит, насколько качественно будет произведена сварка. К примеру, технология сварки стали с низким содержанием углерода предполагает использование инвертора и специальных электродов, в то время как для легированной стали используется газ. Но обо всем по порядку.
  • Резка трубы газом: способы и оборудование

    Резка трубы газом: способы и оборудование

    Резка трубы газом востребована на рынке металлообработки, так как является одним из наиболее применимых способов резки. Посредством такого метода разрезаются трубы любого диаметра с толщиной стенок до 300 мм. Существуют разные способы резки трубы с применением газа, для этого используется различное оборудование. О том, как осуществляется данный процесс и какие нюансы необходимо учитывать при подготовке и выполнении работ, читайте далее.
  • Основные свойства алюминия: области применения

    Основные свойства алюминия: области применения

    Основные свойства алюминия делают этот материал по-настоящему универсальным и ценным. Его используют во всех видах промышленного производства, в сельском хозяйстве, в быту, в коммерции. Обладает огромным количеством преимуществ по отношению к стали и другим видам металла. Самые популярные сферы применения алюминия – изготовление металлоконструкций и металлообработка. О том, какие свойства металла и где конкретно они нашли свое применение, читайте далее.
  • Лазерная резка металла на станках с ЧПУ: обзор технологии и оборудования

    Лазерная резка металла на станках с ЧПУ: обзор технологии и оборудования

    Лазерная резка металла на станках с ЧПУ используется в основном для раскроя листа по сложному контуру. При этом все достоинства технологии сохраняются независимо от сложности процесса, изделия отличаются чистотой реза и точностью размеров при условии соблюдения технологии. Резка лазером на станке с ЧПУ осуществляется по специальным чертежам, которые должны быть оформлены в особом формате. В нашей статье мы расскажем обо всех особенностях лазерной резки металла на станке ЧПУ.
  • Изготовление металлических заборов: разбираемся в технологии и видах продукции

    Изготовление металлических заборов: разбираемся в технологии и видах продукции

    Чтобы выбрать качественную ограду для своего участка, необходимо представлять, как происходит изготовление металлических заборов. Понимание технологии и оценка условий производства помогут избежать приобретения продукции сомнительного качества, сделанной кустарно. Не лишним будет разобраться в ассортименте ограждений из металла, чтобы понимать их сильные и слабые стороны. Помимо вышеперечисленного, расскажем и о способах ухода за металлическими заборами.
  • Цвета металлических изделий: как выбрать «правильный»

    Цвета металлических изделий: как выбрать «правильный»

    Цвета металлических изделий могут быть самыми разными. Главное, чтобы они соответствовали общему дизайну помещения или здания. И тут есть одна проблема. Скажем, если загородный дом возводился отдельно, а забор вокруг него ставился спустя какое-то время, то цвет подобрать будет достаточно сложно. Но решение все же есть. Чтобы выбрать наиболее подходящий оттенок, вам придется обратиться к каталогу RAL. Не все знают что это, но попробуем помочь.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Добавить файл
Акция