Основное различие между сцеплением и тормозом состоит в длительности передачи энергии: сцепление работает около 1 сек, а тормоз – 1-30 сек.

Реферат

по материаловедению

 

Выбор материалов фрикционных механизмов

 

Студент гр.2045/1                                                                                          Фролова Ю.Е.

 

Преподаватель                                                                                                 Жукова М.А.

 

 

Санкт-Петербург

2010 г.

Оглавление

 

1.Введение. 3

2.Взаимосвязь эксплуатационных и физических свойств фрикционных материалов. 3

3.Основные типы фрикционных материалов. 3

4.Пути улучшения свойств фрикционных материалов. 3

Литература. 3

 

1.Введение

Фрикционный механизм, механизм для передачи или преобразования движения с помощью трения. К фрикционным механизмам относятся, фрикционные передачи, фрикционные муфты и тормоза, механизмы фрикционного зажима и разжима.

Надежная работа современных машин и механизмов невозможна без применения тормозных и передаточных устройств, оснащенных износостойкими тормозными, или, как принято называть, фрикционными материалами. В связи с быстрым ростом мощностей, скоростей и нагрузок различного рода механизмов требования к фрикционным материалам непрерывно повышаются. Фрикционные узлы принадлежат к наиболее важным узлам в машинах, так как они в первую очередь определяют надежность и долговечность их работы, а во многих случаях (авиация, автомобильный транспорт) и безопасность для жизни людей.

Фрикционные узлы – тормоза, муфты сцепления, предохранительные муфты, фрикционные передачи – работают по принципу использования сил трения.

Наиболее важной характеристикой фрикционных материалов является способность поглощения ими энергии движения, превращения ее в теплоту и рассеяние последней в воздухе без катастрофического износа самого материалы и разрушения узлов трения.

Фрикционные материалы должны обладать комплексом свойств, из которых основные: достаточно высокий и стабильный коэффициент трения, высокие износостойкость, теплостойкость и механическая прочность, отсутствие схватывания [10].

Фрикционные металлические пары (сталь-сталь, чугун-сталь, бронза-сталь), которые находят еще некоторое применение, характеризуются нестабильным коэффициентом трения, резко понижающимся с повышением температуры и скорости скольжения, склонностью к схватыванию при высоких температурах. При работе в масле металлические пары имеют слишком низкий коэффициент трения.

Развитие технологии порошковой металлургии позволило синтезировать фрикционные материалы нового типа, отличающиеся высокими теплостойкостью фрикционными характеристиками – коэффициентом трения износостойкостью – в самых разнообразных условиях работы фрикционных устройств.

Взаимосвязь эксплуатационных и физических свойств фрикционных материалов

К основным характеристикам фрикционных материалов относятся износостойкость, коэффициент трения и его стабильность в работе. Именно эти свойства, которые в дальнейшем для краткости будут называться служебными, определяют эффективность работы узла трения как конструкции, осуществляющей тормозные функции или функции передаточного устройства.

Служебные свойства материала, в свою очередь, определяются целым комплексом других характеристик, таких как физико-механические (прочность, твердость, усталость, модуль упругости) и теплофизические (термостойкость, термоусталость, устойчивость против тепловых ударов, жаростойкость и др.), которые, правда, в отдельности не определяют однозначно работу материала в условиях эксплуатации [10].  Однако их изменение в определенных пределах позволяет влиять на фрикционные и износные свойства в желаемом направлении.

В настоящее время свойства фрикционных материалов подразделяются на следующие:

· физико-механические и теплофизические, определяемые в статике (модуль упругости, пределы прочности при сжатии, изгибе и растяжении, твердость, теплопроводность, теплоемкость, коэффициент линейного расширения)

· физико-механические и теплофизические, определяемые в динамически условиях при повышенных и переменных температурах, меняющихся нагрузках и скоростях, приближающихся к условиям эксплуатации материалы (фрикционные теплостойкость, термоусталость – устойчивость против тепловых ударов, усталостная прочность)

· фрикционные (коэффициент трения, его стабильность, износостойкость), определяемые на образцах и моделях фрикционных изделий на лабораторных испытательных установках, стендах и в натурных условиях работы фрикционных пар.

Фрикционный материал должен обладать каким-то минимумом механической прочности и пластичности. Обеспечивающими отсутствие катастрофической деформации и разрушения под влиянием приложенных к нему механических нагрузок.

Основные типы фрикционных материалов

Классификация фрикционных материалов по применению

Основными типами фрикционных материалов, предназначенных для тормозных и передаточных устройств, являются материалы на железной и медной основах. У этих материалов основным металлическим компонентом, связующим и придающим материалу конструктивную прочность, являются соответственно железо и медь. Материалы на железной основе обычно применяются для тяжелых и самых тяжелых условий работы и, как правило, используются в условиях сухого трения. Материалы на медной основе предназначены для работы в более легких условиях и применяются как в условиях сухого трения, так и при работе с жидкостной смазкой.

Находят также широкое применение материалы, у которых связующей основой являются каучук, смолы и наполнители – порошки металлических и неметаллических составляющих. При получении этих материалов для предварительной подготовки веществ, входящих в наполнитель, также применяются методы порошковой металлургии [10].

Можно дать следующую классификацию областей применения фрикционных материалов:

· передаточные устройства, работающие всухую, - слабонагруженные (сельскохозяйственные тракторы, металлорежущие станки, контрольные системы в самолетах, дорожные тракторы), средненагруженные (чеканочные и штамповочные прессы, промышленный транспорт)

· тормоза для работы в условиях сухого трения – средненагруженный (автоматические, штамповочные и чеканочные прессы), тяжелонагруженные (самолеты)

· сцепления, работающие в масле, - средненагруженные (легкие автоматические трансмиссии, металлорежущие станки, сцепления управления тракторов), тяжелонагруженные (силовые трансмиссии в тракторах)

· тормоза, работающие с жидкой смазкой, - средне - и тяжелонагруженные (грузовики для работы в сельской местности).

Основное различие между сцеплением и тормозом состоит в длительности передачи энергии: сцепление работает около 1 сек, а тормоз – 1-30 сек.