Berzes materiāli: izvēle, prasības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Mūsdienu ražošanas iekārtām ir diezgan sarežģīts dizains. Berzes mehānismi pārraida kustību ar berzes spēka palīdzību. Tie var būt sajūgi, skavas, sadalītāji un bremzes.

Lai iekārta būtu izturīga, strādātu bez dīkstāves, tās materiāliem tiek izvirzītas īpašas prasības. Tie nepārtraukti aug. Galu galā tehnoloģijas un aprīkojums tiek nepārtraukti uzlaboti. Pieaug to jaudas, darbības ātrumi, kā arī slodzes. Tāpēc to darbības procesā tiek izmantoti dažādi berzes materiāli. Iekārtu uzticamība un izturība ir atkarīga no to kvalitātes. Dažos gadījumos cilvēku drošība un dzīvība ir atkarīga no šiem sistēmas elementiem.

Vispārīgās īpašības

Berzes materiāli ir mezglu un mehānismu neatņemami elementi, kas spēj absorbēt mehānisko enerģiju un izkliedēt to vidē. Tajā pašā laikā visiem konstrukcijas elementiem nevajadzētu ātri nolietoties. Lai to izdarītu, iesniegtajiem materiāliem ir noteiktas īpašības.

Berzes materiālu berzes koeficientsjābūt stabilam un augstam. Nodilumizturības indeksam jāatbilst arī ekspluatācijas prasībām. Šādiem materiāliem ir laba karstumizturība, un tie nav pakļauti mehāniskai slodzei.

Lai viela, kas veic berzes funkcijas, nepieliptu pie darba virsmām, ir apveltīta ar pietiekamām adhezīvām īpašībām. Šo īpašību kombinācija nodrošina normālu iekārtu un sistēmu darbību.

Materiāla īpašības

Berzes materiāliem ir noteikts īpašību kopums. Galvenie no tiem ir uzskaitīti iepriekš. Tās ir apkalpošanas īpašības. Tie nosaka katras vielas darbības raksturlielumus.

Bet visus servisa raksturlielumus nosaka fizikāli mehānisko un termostatisko indikatoru kopums. Šie parametri mainās materiāla darbības laikā. Bet to robežvērtība tiek ņemta vērā berzes vielas izvēles procesā.

Ir rekvizītu iedalījums statiskajos, dinamiskajos un eksperimentālajos rādītājos. Pirmajā parametru grupā ietilpst saspiešanas, stiprības, lieces un stiepšanās robeža. Tas ietver arī materiāla siltumietilpību, siltumvadītspēju un lineāro izplešanos.

Dinamiskos apstākļos noteiktie rādītāji ietver termisko stabilitāti, karstumizturību. Berzes koeficients, nodilumizturība un stabilitāte tiek noteikta eksperimentālajā vidē.

Materiālu veidi

Bremžu un sajūgu sistēmu berzes materiāli visbiežāk ir izgatavoti uz vara vai dzelzs bāzes. Otrā grupavielas tiek izmantotas paaugstinātas slodzes apstākļos, īpaši ar sausu berzi. Vara materiāli tiek izmantoti vidējai un vieglai slodzei. Turklāt tie ir piemēroti gan sausai berzei, gan eļļošanas šķidrumu lietošanai.

Mūsdienu ražošanas apstākļos plaši tiek izmantoti materiāli uz gumijas un sveķu bāzes. Var izmantot arī dažādas pildvielas no metāliskām un nemetāliskām sastāvdaļām.

Lietošanas joma

Pastāv berzes materiālu klasifikācija atkarībā no to pielietojuma jomas. Pirmajā lielajā grupā ietilpst pārraides ierīces. Tie ir vidēji un viegli noslogoti mehānismi, kas darbojas bez eļļošanas.

Tālāk ir bremžu sistēmas berzes materiāli, kas paredzēti vidējas un lielas noslodzes mehānismiem. Šīs vienības nav ieeļļotas.

Trešajā grupā ietilpst vielas, ko izmanto vidējas un lieljaudas vienību sakabēs. Tie satur eļļu.

Tāpat kā atsevišķa grupa tiek izdalīti arī šķidro smērvielu saturoši bremžu materiāli. Mehānismu galvenie parametri nosaka berzes materiālu izvēli.

Sajūgā slodze uz sistēmas elementiem iedarbojas apmēram 1 s, bet bremzē - līdz 30 s. Šis indikators nosaka mezglu materiālu īpašības.

Metāla materiāli

Kā minēts iepriekš, galvenie sajūga sistēmas metāla berzes materiāli, bremzes ir dzelzs unvarš. Tērauds un čuguns mūsdienās ir ļoti populāri.

Tie ir piemērojami dažādos mehānismos. Piemēram, dzelzceļu sistēmās bieži izmanto berzes materiālus bremžu lokiem, kas satur čugunu. Tas ne deformējas, bet strauji zaudē slīdēšanas īpašības temperatūrā virs 400 °C.

Nemetāliski materiāli

Berzes materiāli sajūgiem vai bremzēm ir izgatavoti arī no nemetāliskām vielām. Tie ir izgatavoti galvenokārt uz azbesta bāzes (sveķi, gumija darbojas kā saistvielas).

Berzes koeficients saglabājas diezgan augsts līdz pat 220 °C temperatūrai. Ja saistviela ir sveķi, materiāls ir ļoti nodilumizturīgs. Bet to berzes koeficients ir nedaudz zemāks salīdzinājumā ar citiem līdzīgiem materiāliem. Populārs plastmasas materiāls uz šī pamata ir retinax. Tas satur fenola-formaldehīda sveķus, azbestu, barītu un citus komponentus. Šī viela ir piemērota vienībām un bremžu mehānismiem ar smagiem darbības apstākļiem. Tas saglabā savas īpašības pat uzkarsējot līdz 1000 °C. Tāpēc retinax ir piemērojams pat gaisa kuģu bremžu sistēmās.

Azbesta materiāli tiek izgatavoti, izveidojot tāda paša nosaukuma audumu. Tas ir piesūcināts ar asf altu, gumiju vai bakelītu un presēts augstā temperatūrā. Īsas azbesta šķiedras var veidot arī neaustas oderes. Viņi pievieno mazu metāluskaidas. Dažreiz, lai palielinātu izturību, tajās tiek ievietota misiņa stieple.

Sinterēti materiāli

Ir piedāvāti citi sistēmas komponenti. Tie ir saķepināti bremžu sistēmas berzes materiāli. Tas, ka šī ir dažādība, kļūs skaidrāks no to izgatavošanas veida. Visbiežāk tie ir izgatavoti uz tērauda bāzes. Metināšanas procesā ar to tiek saķepināti citi komponenti, kas veido kompozīciju. Iepriekš saspiestās sagataves, kas sastāv no pulvera maisījumiem, tiek pakļautas karsēšanai augstā temperatūrā.

Šādus materiālus visbiežāk izmanto ļoti noslogotos sajūgos un bremžu sistēmās. To augsto veiktspēju darbības laikā nosaka divas komponentu grupas, kas veido kompozīciju. Pirmie materiāli nodrošina labu berzes un nodilumizturības koeficientu, savukārt pēdējie nodrošina stabilitāti un pietiekamu adhēzijas līmeni.

Materiāli uz tērauda bāzes sausai berzei

Materiāla izvēle dažādām sistēmām balstās uz tā ražošanas un ekspluatācijas ekonomisko un tehnisko iespējamību. Pirms vairākām desmitgadēm bija pieprasīti materiāli uz dzelzs bāzes, piemēram, FMK-8, MKV-50A un SMK. Frikcijas materiāli bremžu klučiem, kas darbojās ļoti noslogotās sistēmās, vēlāk tika izgatavoti no FMK-11.

MKV-50A ir jaunāks dizains. To izmanto disku bremžu uzliku ražošanā. Tai ir priekšrocības salīdzinājumā ar PMK grupu stabilitātes rādītāju ziņā,nodilumizturība.

Mūsdienu ražošanā tādi materiāli kā SMK ir kļuvuši plaši izplatīti. Tajos ir augsts mangāna saturs. Iekļauts arī bora karbīds un nitrīds, molibdēna disulfīds un silīcija karbīds.

Materiāli uz bronzas bāzes sausai berzei

Materiāli uz alvas bronzas bāzes ir labi pierādījuši sevi dažādu mērķu transmisijas un bremžu sistēmās. Tie valkā daudz mazāk dzelzs vai tērauda savienojošo detaļu nekā dzelzs bāzes berzes materiāli.

Piedāvātā materiālu dažādība tiek izmantota pat aviācijas nozarē. Īpašos ekspluatācijas apstākļos alvu var aizstāt ar tādām vielām kā titāns, silīcijs, vanādijs, arsēns. Tas novērš starpkristālu korozijas veidošanos.

Materiāli uz alvas bronzas bāzes tiek plaši izmantoti automobiļu rūpniecībā, kā arī lauksaimniecības tehnikas ražošanā. Viņi iztur lielas slodzes. Sakausējumā iekļautā 5-10% alvas nodrošina paaugstinātu izturību. Svins un grafīts darbojas kā cieta smērviela, savukārt silīcija dioksīds vai silīcijs palielina berzes koeficientu.

Darbošanās šķidrās eļļošanas apstākļos

Materiāliem, ko izmanto sausās sistēmās, ir būtisks trūkums. Tie ir pakļauti ātrai nodilumam. Kad tauki nokļūst tajos no tuvējiem mezgliem, to efektivitāte strauji samazinās. Tāpēc pēdējā laikā materiāli, kas paredzēti darbam šķidrā eļļā, ir kļuvuši plaši izplatīti.

Šāds aprīkojums ieslēdzas vienmērīgi, to raksturo augstsnodilumizturības līmenis. Tas viegli atdzesē un vienkārši noslēdz.

Ārvalstu praksē pēdējā laikā pieaug tāda produkta kā azbesta bāzes berzes materiāls bremzēm, sajūgiem un citiem mehānismiem ražošanas apjomi. Tas ir piesūcināts ar sveķiem. Izstrādāts ar augstu metāla pildījumu līstes.

Smērvielai visbiežāk tiek izmantoti saķepināti materiāli uz vara bāzes. Lai uzlabotu berzes raksturlielumus, sastāvā ir iekļauti nemetāliski cietie komponenti.

Uzlabojiet īpašumus

Pirmkārt, uzlabošanai nepieciešama nodilumizturība, kāda piemīt berzes materiāliem. No tā ir atkarīga iesniegto komponentu ekonomiskā un darbības iespējamība. Šajā gadījumā tehnologi izstrādā veidus, kā novērst pārmērīgu karsēšanu uz berzes virsmām. Lai to izdarītu, tie uzlabo paša berzes materiāla īpašības, ierīces konstrukciju, kā arī regulē darbības apstākļus.

Izmantojot materiālus sausas berzes apstākļos, īpaša uzmanība tiek pievērsta to karstumizturībai un oksidācijas izturībai. Šādas vielas ir mazāk pakļautas abrazīva tipa nodilumam. Bet eļļotām sistēmām siltuma pretestība nav tik svarīga. Tāpēc lielāka uzmanība tiek pievērsta to spēkam.

Tāpat, uzlabojot berzes materiālu kvalitāti, tehnologi pievērš uzmanību to oksidācijas pakāpei. Jo mazāks tas ir, jo izturīgākas ir mehānismu sastāvdaļas. Vēl viens virziens ir samazināt materiāla porainību.

Moderniražošanā būtu jāuzlabo dažādu pārvietojamu, transmisijas ierīču ražošanas procesā izmantotie papildu materiāli. Tas atbildīs pieaugošajām patērētāju un veiktspējas prasībām attiecībā uz berzes materiāliem.