Reibwerkstoffe: Auswahl, Anforderungen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Moderne Produktionsanlagen sind ziemlich komplex aufgebaut. Reibungsmechanismen übertragen Bewegung mit Hilfe von Reibungskraft. Dies können Kupplungen, Klemmen, Spreizer und Bremsen sein.

Damit die Ausrüstung langlebig ist und ohne Ausfallzeiten funktioniert, werden besondere Anforderungen an ihre Materialien gestellt. Sie wachsen ständig. Schließlich werden Technik und Ausstattung ständig verbessert. Ihre Kapazitäten, Betriebsgeschwindigkeiten sowie Belastungen steigen. Daher werden im Laufe ihrer Funktion verschiedene Reibmaterialien verwendet. Die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Geräte hängt von ihrer Qualität ab. In einigen Fällen hängen die Sicherheit und das Leben von Menschen von diesen Elementen des Systems ab.

Allgemeine Merkmale

Reibungsmaterialien sind integrale Bestandteile von Baugruppen und Mechanismen, die mechanische Energie absorbieren und an die Umgebung abgeben können. Gleichzeitig sollten alle Strukturelemente nicht schnell verschleißen. Dazu haben die vorgestellten Materialien bestimmte Eigenschaften.

Reibungskoeffizient von Reibungsmaterialiensollte stabil und hoch sein. Auch der Verschleißfestigkeitsindex muss den betrieblichen Anforderungen genügen. Solche Materialien haben eine gute Hitzebeständigkeit und unterliegen keinen mechanischen Belastungen.

Damit die Substanz, die Reibungsfunktionen erfüllt, nicht an den Arbeitsflächen haftet, ist sie mit ausreichenden Hafteigenschaften ausgestattet. Die Kombination dieser Eigenschaften gewährleistet den normalen Betrieb von Geräten und Systemen.

Materialeigenschaften

Reibungsmaterialien haben bestimmte Eigenschaften. Die wichtigsten sind oben aufgeführt. Das sind Servicequalitäten. Sie bestimmen die Leistungsmerkmale jeder Substanz.

Aber alle Betriebseigenschaften werden durch eine Reihe physikalisch-mechanischer und thermostatischer Indikatoren bestimmt. Diese Parameter ändern sich während des Betriebs des Materials. Aber ihr Grenzwert wird bei der Auswahl eines Reibmaterials berücksichtigt.

Es gibt eine Einteilung der Eigenschaften in statische, dynamische und experimentelle Indikatoren. Die erste Gruppe von Parametern umfasst die Grenze der Kompression, Festigkeit, Biegung und Dehnung. Dazu gehören auch Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Längenausdehnung des Materials.

Die unter dynamischen Bedingungen ermittelten Indikatoren umfassen thermische Stabilität, Hitzebeständigkeit. Reibungskoeffizient, Verschleißfestigkeit und Stabilität werden in der Versuchsumgebung ermittelt.

Materialarten

Reibmaterialien der Brems- und Kupplungssysteme werden meist auf Kupfer- oder Eisenbasis hergestellt. Zweite GruppeSubstanzen wird bei erhöhter Belastung, insbesondere bei Trockenreibung, eingesetzt. Kupferwerkstoffe werden für mittlere und leichte Belastungen verwendet. Außerdem sind sie sowohl für die Trockenreibung als auch für den Einsatz von Schmierflüssigkeiten geeignet.

Unter modernen Produktionsbedingungen werden häufig Materialien auf Gummi- und Harzbasis verwendet. Es können auch verschiedene Füllstoffe aus metallischen und nichtmetallischen Komponenten verwendet werden.

Geltungsbereich

Es gibt eine Einteilung von Reibmaterialien nach ihrem Einsatzgebiet. Die erste große Gruppe umfasst Übertragungsgeräte. Dies sind mittel- und leichtbelastete Mechanismen, die ohne Schmierung arbeiten.

Als nächstes kommen die Reibmaterialien des Bremssystems, die für mittelschwere und schwere Mechanismen ausgelegt sind. Diese Einheiten sind nicht geschmiert.

Die dritte Gruppe umfasst Stoffe, die in Kupplungen von mittelschweren und schweren Einheiten verwendet werden. Sie enth alten Öl.

Auch flüssige Schmiermittel enth altende Bremsmaterialien werden ebenfalls als eigene Gruppe unterschieden. Die Hauptparameter der Mechanismen bestimmen die Wahl der Reibmaterialien.

In der Kupplung wirkt die Last etwa 1 s lang auf die Elemente des Systems und in der Bremse bis zu 30 s. Dieser Indikator bestimmt die Eigenschaften der Materialien der Knoten.

Metallwerkstoffe

Wie oben erwähnt, sind die wichtigsten metallischen Reibmaterialien des Kupplungssystems, Bremsen und EisenKupfer. Stahl und Gusseisen sind heute sehr beliebt.

Sie sind in verschiedenen Mechanismen anwendbar. Beispielsweise werden in Eisenbahnsystemen häufig gusseisenh altige Reibmaterialien für Bremsbacken verwendet. Es verzieht sich nicht, verliert aber bei Temperaturen über 400 °C stark seine Gleitfähigkeit.

Nichtmetallische Werkstoffe

Reibmaterialien für Kupplungen oder Bremsen werden ebenfalls aus nichtmetallischen Stoffen hergestellt. Sie werden überwiegend auf Asbestbasis hergestellt (Harz, Kautschuk wirken als Bindemittel).

Der Reibwert bleibt bis zu einer Temperatur von 220 °C recht hoch. Wenn das Bindemittel Harz ist, ist das Material sehr verschleißfest. Ihr Reibungskoeffizient ist jedoch im Vergleich zu anderen ähnlichen Materialien etwas niedriger. Ein beliebtes Kunststoffmaterial auf dieser Basis ist Retinax. Es enthält Phenol-Formaldehyd-Harz, Asbest, Schwerspat und andere Bestandteile. Dieser Stoff ist für Einheiten und Bremsmechanismen mit schweren Betriebsbedingungen geeignet. Auch bei Erhitzung auf 1000 °C behält es seine Eigenschaften. Daher ist Retinax sogar in Flugzeugbremssystemen anwendbar.

Asbestmaterialien werden durch die Herstellung des gleichnamigen Stoffes hergestellt. Es wird mit Asph alt, Gummi oder Bakelit imprägniert und bei hohen Temperaturen gepresst. Kurze Asbestfasern können auch Vliesauskleidungen bilden. Sie fügen kleines Metall hinzuRasuren. Manchmal wird Messingdraht in sie eingeführt, um die Festigkeit zu erhöhen.

Sinterwerkstoffe

Es gibt eine weitere Vielf alt von Systemkomponenten, die vorgestellt werden. Dies sind gesinterte Reibmaterialien der Bremsanlage. Dass es sich um eine Sorte handelt, wird durch die Art der Herstellung deutlicher. Sie werden meistens auf Stahlbasis hergestellt. Beim Schweißen werden andere Komponenten, aus denen die Zusammensetzung besteht, damit gesintert. Vorgepresste Rohlinge aus Pulvermischungen werden einer Hochtemperaturerhitzung unterzogen.

Solche Werkstoffe werden am häufigsten in hochbelasteten Kupplungen und Bremssystemen eingesetzt. Ihre hohe Leistung während des Betriebs wird durch zwei Gruppen von Komponenten bestimmt, aus denen sich die Zusammensetzung zusammensetzt. Erstere Materialien bieten einen guten Reibungskoeffizienten und Verschleißfestigkeit, während letztere für Stabilität und eine ausreichende Haftung sorgen.

Werkstoffe auf Stahlbasis für Trockenreibung

Die Materialauswahl für verschiedene Systeme orientiert sich an der wirtschaftlichen und technischen Machbarkeit von Herstellung und Betrieb. Vor einigen Jahrzehnten waren Materialien auf Eisenbasis wie FMK-8, MKV-50A und SMK gefragt. Reibmaterialien für Bremsbeläge, die in stark belasteten Systemen funktionierten, wurden später aus FMK-11 hergestellt.

MKV-50A ist ein neueres Design. Es wird bei der Herstellung von Belägen für Scheibenbremsen verwendet. Es hat einen Vorteil gegenüber der PMK-Gruppe in Bezug auf Stabilitätsindikatoren,Verschleißfestigkeit.

In der modernen Produktion haben Werkstoffe wie SMK eine immer größere Verbreitung gefunden. Sie haben einen hohen Mangangeh alt. Ebenfalls enth alten sind Borcarbid und -nitrid, Molybdändisulfid und Siliziumcarbid.

Werkstoffe auf Bronzebasis für Trockenreibung

Werkstoffe auf Basis von Zinnbronze haben sich in Getrieben und Bremssystemen für verschiedene Zwecke bewährt. Sie verschleißen viel weniger Eisen- oder Stahlpaare als Reibmaterialien auf Eisenbasis.

Die vorgestellte Materialvielf alt findet sogar in der Luftfahrtindustrie Anwendung. Für besondere Betriebsbedingungen kann Zinn durch Stoffe wie Titan, Silizium, Vanadium, Arsen ersetzt werden. Dadurch wird die Bildung interkristalliner Korrosion verhindert.

Werkstoffe auf Basis von Zinnbronze sind in der Automobilindustrie sowie bei der Herstellung von Landmaschinen weit verbreitet. Sie h alten starken Belastungen stand. Die in der Legierung enth altenen 5–10 % Zinn sorgen für eine erhöhte Festigkeit. Blei und Graphit wirken als Festschmierstoff, Siliziumdioxid oder Silizium erhöhen den Reibungskoeffizienten.

Betrieb unter Bedingungen mit Flüssigkeitsschmierung

Materialien, die in Trockensystemen verwendet werden, haben einen erheblichen Nachteil. Sie unterliegen einem schnellen Verschleiß. Wenn Fett von nahe gelegenen Knoten in sie eindringt, nimmt ihre Effizienz stark ab. Daher haben sich in letzter Zeit Materialien, die für den Einsatz in flüssigem Öl entwickelt wurden, weiter verbreitet.

Solche Geräte sch altet sich reibungslos ein, zeichnet sich durch hohe ausVerschleißfestigkeitsgrad. Es kühlt leicht und dichtet einfach ab.

In der ausländischen Praxis sind die Produktionsmengen eines solchen Produkts wie Reibungsmaterial auf Asbestbasis für Bremsen, Kupplungen und andere Mechanismen in letzter Zeit gestiegen. Es ist mit Harz imprägniert. Formuliert mit hochmetallischen Füllstoffen.

Sinterwerkstoffe auf Basis von Kupfer werden am häufigsten als Schmiermedium verwendet. Nichtmetallische Feststoffkomponenten werden in die Zusammensetzung eingeführt, um die Reibungseigenschaften zu verbessern.

Eigenschaften verbessern

Verbesserung erfordert vor allem Verschleißfestigkeit, die Reibmaterialien haben. Davon hängt die wirtschaftliche und betriebliche Umsetzbarkeit der vorgestellten Komponenten ab. In diesem Fall entwickeln Technologen Möglichkeiten, um eine übermäßige Erwärmung auf Reibflächen zu beseitigen. Dazu verbessern sie die Eigenschaften des Reibmaterials selbst, das Design des Geräts und regulieren auch die Betriebsbedingungen.

Beim Einsatz von Werkstoffen im Trockenreibungsbereich wird besonderes Augenmerk auf deren Hitze- und Oxidationsbeständigkeit gelegt. Solche Substanzen sind weniger anfällig für abrasiven Verschleiß. Aber für geschmierte Systeme ist Hitzebeständigkeit nicht so wichtig. Daher wird ihrer Stärke mehr Aufmerksamkeit geschenkt.

Auch bei der Verbesserung der Qualität von Reibmaterialien achten Technologen auf deren Oxidationsgrad. Je kleiner es ist, desto langlebiger sind die Komponenten der Mechanismen. Eine andere Richtung besteht darin, die Porosität des Materials zu verringern.

ModernDie Produktion sollte die zusätzlichen Materialien verbessern, die im Herstellungsprozess verschiedener beweglicher Übertragungsgeräte verwendet werden. Dies wird den wachsenden Verbraucher- und Leistungsanforderungen an Reibmaterialien gerecht.