Bahan gesekan: pilihan, persyaratan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Peralatan produksi modern memiliki desain yang agak rumit. Mekanisme gesekan mengirimkan gerakan dengan bantuan gaya gesekan. Ini bisa berupa kopling, klem, penyebar dan rem.

Agar peralatan tahan lama, bekerja tanpa waktu henti, persyaratan khusus diajukan untuk materialnya. Mereka terus berkembang. Bagaimanapun, teknologi dan peralatan terus ditingkatkan. Kapasitas mereka, kecepatan operasi, serta beban meningkat. Oleh karena itu, dalam proses fungsinya, berbagai bahan gesekan digunakan. Keandalan dan daya tahan peralatan tergantung pada kualitasnya. Dalam beberapa kasus, keselamatan dan kehidupan orang bergantung pada elemen sistem ini.

Karakteristik umum

Bahan gesekan adalah elemen integral dari rakitan dan mekanisme yang memiliki kemampuan untuk menyerap energi mekanik dan membuangnya ke lingkungan. Pada saat yang sama, semua elemen struktural tidak boleh cepat aus. Untuk melakukan ini, materi yang disajikan memiliki sifat tertentu.

Koefisien gesekan bahan gesekanharus stabil dan tinggi. Indeks ketahanan aus juga harus memenuhi persyaratan operasional. Bahan tersebut memiliki ketahanan panas yang baik dan tidak mengalami tekanan mekanis.

Agar zat yang melakukan fungsi gesekan tidak menempel pada permukaan kerja, ia diberkahi dengan kualitas perekat yang cukup. Kombinasi properti ini memastikan pengoperasian normal peralatan dan sistem.

Properti bahan

Bahan gesekan memiliki seperangkat sifat tertentu. Yang utama telah tercantum di atas. Ini adalah kualitas layanan. Mereka menentukan karakteristik kinerja masing-masing zat.

Tetapi semua karakteristik layanan ditentukan oleh serangkaian indikator fisik-mekanis dan termostatik. Parameter ini berubah selama pengoperasian material. Tetapi nilai batasnya diperhitungkan dalam proses pemilihan zat gesekan.

Ada pembagian properti menjadi indikator statis, dinamis, dan eksperimental. Kelompok parameter pertama meliputi batas tekan, kekuatan, tekuk dan regangan. Ini juga mencakup kapasitas panas, konduktivitas termal, dan ekspansi linier material.

Indikator yang ditentukan dalam kondisi dinamis meliputi stabilitas termal, ketahanan panas. Koefisien gesekan, ketahanan aus, dan stabilitas ditetapkan di lingkungan eksperimental.

Jenis bahan

Bahan gesekan pada sistem rem dan kopling paling sering dibuat dengan bahan dasar tembaga atau besi. Grup keduazat digunakan dalam kondisi peningkatan beban, terutama dengan gesekan kering. Bahan tembaga digunakan untuk beban sedang dan ringan. Selain itu, mereka cocok untuk gesekan kering dan penggunaan cairan pelumas.

Dalam kondisi produksi modern, bahan berbasis karet dan resin banyak digunakan. Berbagai pengisi dari komponen logam dan non-logam juga dapat digunakan.

Cakupan aplikasi

Ada klasifikasi bahan gesekan tergantung pada area aplikasinya. Kelompok besar pertama termasuk perangkat transmisi. Ini adalah mekanisme beban sedang dan ringan yang beroperasi tanpa pelumasan.

Berikutnya adalah bahan gesekan sistem rem, yang dirancang untuk mekanisme tugas sedang dan berat. Unit ini tidak dilumasi.

Kelompok ketiga mencakup zat yang digunakan dalam kopling unit tugas sedang dan berat. Mereka mengandung minyak.

Selain itu, bahan rem yang mengandung pelumas cair juga dibedakan sebagai kelompok tersendiri. Parameter utama mekanisme menentukan pilihan bahan gesekan.

Di kopling, beban bekerja pada elemen sistem selama sekitar 1 detik, dan di rem - hingga 30 detik. Indikator ini menentukan karakteristik material dari node.

Bahan logam

Seperti disebutkan di atas, bahan gesekan logam utama dari sistem kopling, rem adalah besi dantembaga. Baja dan besi cor sangat populer saat ini.

Mereka berlaku dalam mekanisme yang berbeda. Misalnya, bahan gesekan untuk sepatu rem yang mengandung besi tuang sering digunakan dalam sistem perkeretaapian. Itu tidak melengkung, tetapi kehilangan kualitas gesernya secara tajam pada suhu di atas 400 °C.

Bahan non-logam

Bahan gesekan untuk kopling atau rem juga terbuat dari bahan non-logam. Mereka dibuat terutama atas dasar asbes (resin, karet bertindak sebagai pengikat).

Koefisien gesekan tetap cukup tinggi hingga suhu 220 °C. Jika pengikatnya adalah resin, bahannya sangat tahan aus. Tetapi koefisien gesekannya agak lebih rendah dibandingkan dengan bahan serupa lainnya. Bahan plastik yang populer atas dasar ini adalah retinax. Ini mengandung resin fenol-formaldehida, asbes, barit dan komponen lainnya. Zat ini berlaku untuk unit dan mekanisme rem dengan kondisi pengoperasian yang parah. Ini mempertahankan kualitasnya bahkan ketika dipanaskan hingga 1000 °C. Oleh karena itu, retinax dapat diterapkan bahkan pada sistem pengereman pesawat.

Bahan asbes dibuat dengan membuat kain dengan nama yang sama. Itu diresapi dengan aspal, karet atau Bakelite dan ditekan pada suhu tinggi. Serat asbes pendek juga dapat membentuk lapisan non-anyaman. Mereka menambahkan logam kecilserutan. Terkadang kawat kuningan dimasukkan ke dalamnya untuk meningkatkan kekuatan.

Bahan yang disinter

Ada variasi lain dari komponen sistem yang disajikan. Ini adalah bahan gesekan sinter dari sistem rem. Bahwa ini adalah varietas akan menjadi lebih jelas dari cara pembuatannya. Mereka paling sering dibuat atas dasar baja. Dalam proses pengelasan, komponen lain yang membentuk komposisi disinter dengannya. Blanko pra-kompresi yang terdiri dari campuran bubuk dikenai pemanasan suhu tinggi.

Bahan seperti ini paling sering digunakan pada kopling dan sistem rem dengan beban berat. Kinerja tinggi mereka selama operasi ditentukan oleh dua kelompok komponen yang membentuk komposisi. Bahan yang pertama memberikan koefisien gesekan dan ketahanan aus yang baik, sedangkan yang terakhir memberikan stabilitas dan tingkat adhesi yang cukup.

Bahan berbahan dasar baja untuk gesekan kering

Pemilihan bahan untuk berbagai sistem didasarkan pada kelayakan ekonomi dan teknis dari pembuatan dan pengoperasiannya. Beberapa dekade lalu, material berbahan dasar besi seperti FMK-8, MKV-50A, dan SMK diminati. Bahan gesekan untuk bantalan rem yang bekerja pada sistem beban berat kemudian dibuat dari FMK-11.

MKV-50A adalah desain yang lebih baru. Ini digunakan dalam pembuatan lapisan untuk rem cakram. Ini memiliki keunggulan dibandingkan kelompok PMK dalam hal indikator stabilitas,ketahanan aus.

Dalam produksi modern, materi seperti SMK menjadi lebih luas. Mereka memiliki kandungan mangan yang tinggi. Juga termasuk boron karbida dan nitrida, molibdenum disulfida dan silikon karbida.

Bahan berbahan dasar perunggu untuk gesekan kering

Bahan berbahan dasar perunggu timah telah terbukti baik dalam sistem transmisi dan pengereman untuk berbagai keperluan. Mereka memakai lebih sedikit bagian kawin besi atau baja daripada bahan gesekan berbasis besi.

Berbagai bahan yang disajikan digunakan bahkan di industri penerbangan. Untuk kondisi operasi khusus, timah dapat diganti dengan zat seperti titanium, silikon, vanadium, arsenik. Ini mencegah pembentukan korosi intergranular.

Bahan berbahan dasar perunggu timah banyak digunakan dalam industri otomotif, serta dalam pembuatan mesin pertanian. Mereka menahan beban berat. Timah 5-10% yang termasuk dalam paduan memberikan peningkatan kekuatan. Timbal dan grafit bertindak sebagai pelumas padat, sedangkan silikon dioksida atau silikon meningkatkan koefisien gesekan.

Beroperasi dalam kondisi pelumasan cair

Bahan yang digunakan dalam sistem kering memiliki kelemahan yang signifikan. Mereka tunduk pada keausan yang cepat. Ketika minyak memasukinya dari node terdekat, efisiensinya menurun tajam. Oleh karena itu, baru-baru ini, bahan yang dirancang untuk bekerja dalam minyak cair telah menjadi lebih luas.

Peralatan seperti itu menyala dengan lancar, ditandai dengan tinggitingkat ketahanan aus. Mendingin dengan mudah dan hanya segel.

Dalam praktik di luar negeri, volume produksi produk seperti bahan gesekan berbasis asbes untuk rem, kopling, dan mekanisme lainnya baru-baru ini meningkat. Itu diresapi dengan resin. Diformulasi dengan cetakan filler logam tinggi.

Bahan sinter berbahan dasar tembaga paling sering digunakan untuk media pelumas. Komponen padat non-logam dimasukkan ke dalam komposisi untuk meningkatkan karakteristik gesekan.

Tingkatkan properti

Pertama-tama, peningkatan membutuhkan ketahanan aus, yang dimiliki bahan gesekan. Kelayakan ekonomi dan operasional dari komponen yang disajikan tergantung pada ini. Dalam hal ini, para ahli teknologi sedang mengembangkan cara untuk menghilangkan pemanasan berlebihan pada permukaan gosok. Untuk melakukan ini, mereka meningkatkan sifat bahan gesekan itu sendiri, desain perangkat, dan juga mengatur kondisi operasi.

Bila bahan digunakan dalam kondisi gesekan kering, perhatian khusus diberikan pada ketahanan panas dan ketahanan oksidasinya. Zat tersebut kurang rentan terhadap keausan jenis abrasif. Tetapi untuk sistem yang dilumasi, ketahanan panas tidak begitu penting. Oleh karena itu, lebih banyak perhatian diberikan pada kekuatan mereka.

Juga, saat meningkatkan kualitas bahan gesekan, para ahli teknologi memperhatikan tingkat oksidasinya. Semakin kecil, semakin tahan lama komponen mekanisme. Arah lain adalah untuk mengurangi porositas material.

Modernproduksi harus meningkatkan bahan tambahan yang digunakan dalam proses pembuatan berbagai perangkat transmisi bergerak. Ini akan memenuhi kebutuhan konsumen dan kinerja yang berkembang untuk bahan gesekan.