Torni materiali: izbira, zahteve

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Sodobna proizvodna oprema ima precej zapleteno zasnovo. Mehanizmi trenja prenašajo gibanje s pomočjo sile trenja. To so lahko sklopke, sponke, razpršilci in zavore.

Da bi bila oprema trpežna, delovala brez izpadov, so za njene materiale postavljene posebne zahteve. Nenehno rastejo. Konec koncev se tehnologija in oprema nenehno izboljšujeta. Povečujejo se njihove zmogljivosti, delovne hitrosti in tudi obremenitve. Zato se v procesu njihovega delovanja uporabljajo različni torni materiali. Zanesljivost in vzdržljivost opreme sta odvisna od njihove kakovosti. V nekaterih primerih sta varnost in življenja ljudi odvisna od teh elementov sistema.

Splošne značilnosti

Torni materiali so sestavni elementi sklopov in mehanizmov, ki imajo sposobnost absorbiranja mehanske energije in jo razpršiti v okolje. Hkrati se vsi strukturni elementi ne smejo hitro obrabiti. Za to imajo predstavljeni materiali določene lastnosti.

Koeficient trenja tornih materialovmora biti stabilen in visok. Indeks odpornosti proti obrabi mora izpolnjevati tudi operativne zahteve. Takšni materiali imajo dobro toplotno odpornost in niso izpostavljeni mehanskim obremenitvam.

Da se snov, ki opravlja torne funkcije, ne lepi na delovne površine, je obdarjena z zadostnimi lepilnimi lastnostmi. Kombinacija teh lastnosti zagotavlja normalno delovanje opreme in sistemov.

Lastnosti materiala

Torni materiali imajo določen niz lastnosti. Glavne so bile navedene zgoraj. To so storitvene kvalitete. Določajo lastnosti delovanja vsake snovi.

Vendar vse značilnosti storitev določa niz fizikalno-mehanskih in termostatskih indikatorjev. Ti parametri se med delovanjem materiala spreminjajo. Toda njihova mejna vrednost se upošteva pri izbiri torne snovi.

Lastnosti se delijo na statične, dinamične in eksperimentalne kazalnike. Prva skupina parametrov vključuje mejo stiskanja, trdnosti, upogibanja in raztezanja. Vključuje tudi toplotno kapaciteto, toplotno prevodnost in linearno raztezanje materiala.

Indikatorji, določeni v dinamičnih pogojih, vključujejo toplotno stabilnost, toplotno odpornost. Koeficient trenja, odpornost proti obrabi in stabilnost so določeni v eksperimentalnem okolju.

Vrste materialov

Torni materiali zavornega in sklopnega sistema so najpogosteje izdelani na osnovi bakra ali železa. Druga skupinasnovi se uporablja v pogojih povečane obremenitve, zlasti pri suhem trenju. Bakreni materiali se uporabljajo za srednje in lahke obremenitve. Poleg tega so primerni tako za suho trenje kot za uporabo mazalnih tekočin.

V sodobnih proizvodnih pogojih se široko uporabljajo materiali na osnovi gume in smole. Uporabljajo se lahko tudi različna polnila iz kovinskih in nekovinskih komponent.

Obseg uporabe

Obstaja razvrstitev tornih materialov glede na njihovo področje uporabe. Prva velika skupina vključuje prenosne naprave. To so srednje in lahki obremenjeni mehanizmi, ki delujejo brez mazanja.

Naslednji so torni materiali zavornega sistema, zasnovani za srednje in težke mehanizme. Te enote niso mazane.

Tretja skupina vključuje snovi, ki se uporabljajo v sklopkah srednje in težkih enot. Vsebujejo olje.

Tudi zavorni materiali, ki vsebujejo tekoče mazivo, so prav tako ločeni kot ločena skupina. Glavni parametri mehanizmov določajo izbiro tornih materialov.

V sklopki obremenitev deluje na elemente sistema približno 1 s, v zavori pa do 30 s. Ta indikator določa značilnosti materialov vozlišč.

Kovinski materiali

Kot je navedeno zgoraj, so glavni kovinski torni materiali sistema sklopke, zavore iz železa inbaker. Jeklo in lito železo sta danes zelo priljubljena.

Uporabljajo se v različnih mehanizmih. Na primer, v železniških sistemih se pogosto uporabljajo torni materiali za zavorne čeljusti, ki vsebujejo lito železo. Ne deformira se, ampak močno izgubi svoje drsne lastnosti pri temperaturah nad 400 °C.

Nekovinski materiali

Torni materiali za sklopke ali zavore so prav tako izdelani iz nekovinskih snovi. Ustvarjene so predvsem na osnovi azbesta (smola, guma delujejo kot vezivo).

Koeficient trenja ostane precej visok do temperature 220 °C. Če je vezivo smola, je material zelo odporen proti obrabi. Toda njihov koeficient trenja je v primerjavi z drugimi podobnimi materiali nekoliko nižji. Priljubljen plastični material na tej osnovi je retinax. Vsebuje fenol-formaldehidno smolo, azbest, barit in druge sestavine. Ta snov je uporabna za enote in zavorne mehanizme s težkimi pogoji delovanja. Svoje lastnosti ohrani tudi pri segrevanju na 1000 °C. Zato je retinax uporaben tudi v zavornih sistemih letal.

Azbestni materiali so izdelani z ustvarjanjem istoimenske tkanine. Impregniran je z asf altom, gumo ali bakelitom in stisnjen pri visokih temperaturah. Kratka azbestna vlakna lahko tvorijo tudi netkane obloge. Dodajo majhno kovinoostružkov. Včasih se vanje uvede medeninasta žica, da se poveča moč.

Sinterirani materiali

Predstavljena je še ena vrsta sistemskih komponent. To so sintrani torni materiali zavornega sistema. Da gre za sorto, bo postalo jasno iz načina njihove izdelave. Najpogosteje so izdelani na jekleni osnovi. V procesu varjenja se z njim sintrajo druge komponente, ki sestavljajo sestavo. Predkomprimirane surovce, sestavljene iz mešanic prahu, segrejemo pri visoki temperaturi.

Takšni materiali se najpogosteje uporabljajo v močno obremenjenih sklopkah in zavornih sistemih. Njihovo visoko zmogljivost med delovanjem določata dve skupini komponent, ki sestavljajo sestavo. Prvi materiali zagotavljajo dober koeficient trenja in odpornost proti obrabi, drugi pa stabilnost in zadostno raven oprijema.

Materiali na osnovi jekla za suho trenje

Izbira materiala za različne sisteme temelji na ekonomski in tehnični izvedljivosti njegove izdelave in delovanja. Pred nekaj desetletji so bili povpraševani materiali na osnovi železa, kot so FMK-8, MKV-50A in SMK. Torni materiali za zavorne ploščice, ki so delovali v močno obremenjenih sistemih, so bili kasneje izdelani iz FMK-11.

MKV-50A je novejši dizajn. Uporablja se pri izdelavi oblog za kolutne zavore. Ima prednost pred skupino PMK glede kazalnikov stabilnosti,odpornost proti obrabi.

V sodobni proizvodnji so postali bolj razširjeni materiali, kot je SMK. Imajo visoko vsebnost mangana. Vključeni so tudi borov karbid in nitrid, molibdenov disulfid in silicijev karbid.

materiali na osnovi brona za suho trenje

Materiali na osnovi kositrnega brona so se dobro izkazali v prenosnih in zavornih sistemih za različne namene. Obrabijo veliko manj železnih ali jeklenih spojnih delov kot torni materiali na osnovi železa.

Predstavljena raznolikost materialov se uporablja tudi v letalski industriji. Za posebne pogoje delovanja je mogoče kositer nadomestiti s snovmi, kot so titan, silicij, vanadij, arzen. To preprečuje nastanek intergranularne korozije.

Materiali na osnovi kositrnega brona se pogosto uporabljajo v avtomobilski industriji, pa tudi v proizvodnji kmetijskih strojev. Prenašajo velike obremenitve. 5-10 % kositra, vključenega v zlitino, zagotavlja večjo trdnost. Svinec in grafit delujeta kot trdno mazivo, medtem ko silicijev dioksid ali silicij povečata koeficient trenja.

Delovanje v pogojih tekočega mazanja

Materiali, ki se uporabljajo v suhih sistemih, imajo pomembno pomanjkljivost. Podvrženi so hitri obrabi. Ko maščoba vstopi v njih iz bližnjih vozlišč, se njihova učinkovitost močno zmanjša. Zato so v zadnjem času postali bolj razširjeni materiali, zasnovani za delo v tekočem olju.

Takšna oprema se vklopi gladko, je značilna visokastopnja odpornosti proti obrabi. Hladi se enostavno in enostavno tesni.

V tuji praksi se v zadnjem času povečuje obseg proizvodnje takšnega izdelka, kot je torni material na osnovi azbesta za zavore, sklopke in druge mehanizme. Prepojen je s smolo. Formulirano z visokokovinskim polnilom.

Za mazalni medij se najpogosteje uporabljajo sintrani materiali na osnovi bakra. Nekovinske trdne komponente so vnesene v sestavo za izboljšanje tornih lastnosti.

Izboljšaj lastnosti

Najprej za izboljšanje je potrebna odpornost proti obrabi, ki jo imajo torni materiali. Od tega je odvisna ekonomska in operativna izvedljivost predstavljenih komponent. V tem primeru tehnologi razvijajo načine za odpravo prekomernega segrevanja na drgnjenih površinah. Da bi to naredili, izboljšajo lastnosti samega tornega materiala, zasnovo naprave in tudi uravnavajo pogoje delovanja.

Ko se materiali uporabljajo v pogojih suhega trenja, je posebna pozornost namenjena njihovi toplotni odpornosti in odpornosti proti oksidaciji. Takšne snovi so manj dovzetne za obrabo abrazivnega tipa. Toda za mazane sisteme toplotna odpornost ni tako pomembna. Zato je več pozornosti namenjene njihovi moči.

Tudi pri izboljšanju kakovosti tornih materialov so tehnologi pozorni na njihovo stopnjo oksidacije. Manjši kot je, bolj trpežne so komponente mehanizmov. Druga smer je zmanjšanje poroznosti materiala.

Modernoproizvodnja bi morala izboljšati dodatne materiale, ki se uporabljajo v proizvodnem procesu različnih premičnih, prenosnih naprav. To bo izpolnilo naraščajoče zahteve potrošnikov in zmogljivosti za torne materiale.