Фрикционные материалы

Тормозные устройства относятся к числу важнейших узлов современных машин. Наиболее распространены неметаллические фрикционные материалы типа Ферродо, Райбест и др. Эти материалы не удовлетворяют в полной мере требованиям при тяжелых условиях работы в современных танках, самолетах, грузовых автомобилях и т. п. Громадные усилия при торможении вызывают мгновенное возникновение высоких температур в плоскости трения (до 650°), что приводит к быстрому износу и разрушению тормозной поверхности.

Биметаллические тормозные элементы — диски, сегменты, колодки, лента и т. п. состоят из стальной основы, облицованной слоем, изготавливаемым из смеси различных металлических и неметаллических порошков. Подобные фрикционные материалы обладают рядом существенных преимуществ: способностью к длительной службе при высоких удельных давлениях и температурах, равномерным коэффициентом трения, мягким плавным сцеплением, стойкостью при сотрясениях и малой чувствительностью к действию высоких температур, влажности, масла и пыли.

Биметаллические тормозные элементы сравнительно дороги, поэтому применение их целесообразно лишь в тех случаях, когда стойкость обычных фрикционных материалов оказывается недостаточной. Наибольшее распространение биметаллические фрикционные материалы во время войны нашли в авиации, артиллерии и танкостроении в виде дисков сцепления тормозных узлов в моторах и самолетах, прокладок танковых башен, в танковых тормозах, в автоматических трансмиссиях танков и т. п. В послевоенное время эти материалы применяются главным образом для средних и тяжелых грузовых автомобилей, автобусов, дорожных машин, сельскохозяйственных машин и др. агрегатов, в которых осуществляется торможение в, тяжелых условиях.

В 1939 г. выпуск фрикционных порошковых материалов в США оценивался в 2 млн. долларов, а к концу войны годовой выпуск достиг — 20 млн. долларов. Соответственно расход медного порошка, являющегося основным компонентом в составе фрикционного слоя, равнялся в 1939 г. 180 т, а к концу войны 1500 т в год.

Наибольшее распространение получили тормозные диски с односторонним или двусторонним покрытием фрикционным слоем. В качестве несущего элемента (стальной основы) применяется инструментальная сталь различных марок, от малоуглеродистой до легированной, толщиной 0,5—3 мм (в зависимости от размеров и условий работы диска); толщина фрикционного слоя также различна, в пределах от 0,5 до 3 мм и для односторонних дисков больше, чем для двусторонних. Фрикционный слой изготовляется из смеси порошков с преобладающим содержанием меди.Подобным состаом покрывают внутренние стенки автоцистерн для нефтепродуктов.

Крупность исходных порошков та же, что и для втулок. Составы применяются различные — от простейших, содержащих медь, свинец, олово и графит, до весьма сложных композиций, в состав которых с целью повышения коэффициента трения входят также порошки железа (до 5%), цинка (до 7%), кальция (до 2%), кремния (до 2%) и другие. Коэффициент сухого трения достигает 0,4 и выше. В зависимости от условий работы, применяются диски разнообразной формы и размеров от 40 мм и до 1 м в диаметре, с шириной фрикционного кольца или сектора от 10 до 150 мм и выше.

Сборка биметаллических дисков и конструкция привода обычная, участки, которые крепятся на валу или во втулке (зубья, шлиры), не имеют покрытия.