ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОРМОЗНЫХ НАКЛАДОК
к. т.н., доцент, Мининский университет
студетн группы АС-11-1, Мининский университет
В последние десятилетия в развитых странах мира широкое развитие получило научно-практическое направление, связанное с трибологией. Это вызвано требованиями создания надежных, долговечных и экономичных машин, приборов, аппаратов, технологического оборудования и инструментов, а также экономическими проблемами.
В практике появилось большое количество новых износостойких и антифрикционных металлических и металлополимерных материалов, обеспечивающих высокую долговечность узлов трения машин, например в тормозной системе.
Фрикционный тормоз представляет собой очень важную часть безопасности, чтобы транспортное средство могло уверенно тормозить при любых погодных условиях, скорости и нагрузке. Поэтому фрикционный материал и тормозная система должны соответствовать определенному количеству технических требований, наиболее важными из которых являются требования безотказности процесса торможения.
Тормоз – это устройство для снижения скорости движения или для осуществления полной остановки машины или механизма. Соприкасающиеся поверхности – тормозной диск или тормозной барабан из серого чугуна или литой стали, и тормозные накладки. Тормозные накладки, в основном, состоят из: жаропрочного связующего вещества; волокнистого материала (тонкая стальная стружка или органическое волокно); добавок, контролирующих трение и различных наполнителей.
За последние годы, к современным безасбестовым тормозным накладкам предъявляются не только требования по соответствию безопасности и комфорту, но и с помощью проводимых исследований увеличивается срок службы трущихся поверхностей для того, чтобы облегчить техническое обслуживание. К сроку службы трущихся поверхностей предъявляются следующие требования: износостойкость накладки; износостойкость при высоких температурах (частое торможение); износостойкость диска; предотвращение «покрытия пятнами» (точечные дефектные образования); предотвращение коррозии тормозных накладок (при наличии влажности стальная стружка начинает ржаветь).
Такой набор технических норм безопасности, связанных с действием сил трения, составляют трудную задачу для технологий твердых смазочных материалов. Возможности и свойства большого количества твердых веществ для областей применения, связанных с действием сил трения, испытываются в практических ситуациях. Всесторонние фундаментальные исследования показывают, что некоторые сочетания твердых смазочных материалов продлевают срок службы, такие сочетания обладают синергичным действием (Синергетический эффект консистентных смазок).
Были разработаны специальные присадки для бесасбестовых накладок. Эти присадки для тормозных накладок улучшают трибологические свойства трущихся накладок. Количественное улучшение трущихся накладок зависит от их исходной структуры. Присадки MOLYKOTE Lubolid входят в состав большинства высококачественных безасбестовых тормозных накладок и накладок сцепления с высокими требованиями безопасности, комфорта и срока службы. Трибологический эффект присадок, контролирующих трение в структуре тормозных накладок, был испытан с добавлением присадки Lubolid, приблизительно 5 процентов от веса, к порошкообразному безасбестовому составу. Смесь спрессовывалась и сплавлялась в тормозную накладку.
Присадки, контролирующие трение, создают различные триботехнические усовершенствования основных составов тормозных накладок. Действие присадок в тормозных накладках заключается в следующем: неорганические присадки тормозных накладок разлагаются при высоких температурах трения, образованных между тормозной накладкой и тормозным диском, образуя гладкий реакционный слой на поверхности. Этот слой создает постоянный коэффициент трения во время процесса торможения, предотвращает сильный износ дисковых тормозов, устраняет вибрации и истирание тормозных накладок.
В тормозных конструкциях обычны соединения материалов, такие как сталь/пластик или сталь/эластомер. Впитывание химических веществ, таких как смазочные материалы, может являться причиной того, что пластики и, особенно, эластомеры могут вздуться, или, посредством потери пластификаторов, могут стать хрупкими или усохнуть. Другая проблема может быть вызвана наличием гликоля или тормозной жидкости. Фрикционный материал не должен ни смываться, ни вступать в химическую реакцию с такими веществами.
Концентрация присадки зависит от того, насколько качество работы накладок соответствует заданному. Большинство присадок – многофункциональные, т. е. они уменьшают износ накладок, уменьшают износ диска и обеспечивают бесшумную работу.
Разработаны специальные присадки для предотвращения коррозии безасбестовых накладок, содержащих стальную стружку. Концентрация 5%, содержащаяся в составе фрикционных накладок, предотвращает коррозию металлических накладок и ржавление стальной стружки. Поэтому, коррозия не возникает, даже когда металлические тормозные накладки длительное время контактируют с дисками или барабанами. Специально разработанные присадки дают очень стабильные фрикционные свойства и намного снижают вибрацию, и тем самым устраняют тормозной шум.
Без контролирующих трение присадок с многофункциональным действием, невозможно сделать так, чтобы безасбестовые тормозные накладки строго соответствовали техническим требованиям безопасности, комфорта и срока службы.
