מקורם ופיתוח רפידות בלם

רפידות בלם הן חלקי הבטיחות הקריטיים ביותר במערכת הבלמים, הממלאת תפקיד מכריע באיכות אפקט הבלם, וכרית בלמים טובה היא מגן האנשים והרכבים (מטוסים).

ראשית, מקור רפידות הבלם

בשנת 1897 המציא הרברטפרוד את רפידות הבלם הראשונות (באמצעות חוט כותנה כסיבים מחזקים) והשתמש בהם בכרכרות רתומות לסוסים ובמכוניות מוקדמות, ממנה הוקמה חברת פרודו המפורסמת בעולם. ואז בשנת 1909 המציאה החברה את כרית הבלם הראשונה המוצקת באסבסט; בשנת 1968 הומצאו רפידות הבלם הראשונות המבוססות על חצי מטאל בעולם, ומאז החלו להתפתח חומרי חיכוך לעבר נטולי אסבסט. בבית ומחוצה לו החלו ללמוד מגוון סיבי החלפת אסבסט כמו סיבי פלדה, סיבי זכוכית, סיבי ארמיד, סיבי פחמן ויישומים אחרים בחומרי חיכוך.

שנית, סיווג רפידות הבלם

ישנן שתי דרכים עיקריות לסווג חומרי בלם. האחד מחולק על ידי שימוש במוסדות. כמו חומרי בלם רכב, חומרי בלם רכבת וחומרי בלם תעופה. שיטת הסיווג פשוטה וקלה להבנה. האחד מחולק לפי סוג החומר. שיטת סיווג זו מדעית יותר. חומרי הבלם המודרניים כוללים בעיקר את שלוש הקטגוריות הבאות: חומרי בלם מבוססי שרף (חומרי בלם אסבסט, חומרי בלם שאינם אסקסטוס, חומרי בלם מבוססי נייר), חומרי בלם מתכות אבקה, חומרי בלם מורכבים בפחמן/פחמן וחומרי בלם מבוססי קרמיקה.

שלישית, חומרי בלם רכב

1, סוג חומרי בלם הרכב לפי חומר הייצור שונה. ניתן לחלק אותו לגליון אסבסט, סדין מתכת למחצה או יריעת מתכת נמוכה, NAO (חומר אורגני חינם אסבסט), יריעת פחמן פחמן וגיליון קרמיקה.
1.1. גיליון Asbestos

כבר מההתחלה, אסבסט שימש כחומר חיזוק לרפידות בלם, מכיוון שלסיבי אסבסט יש חוזק גבוה ועמידות בטמפרטורה גבוהה, כך שהוא יכול לעמוד בדרישות של רפידות בלם ודיסקי מצמד ואטמים. לסיבים זה יכולת מתיחה חזקה, יכולה אפילו להתאים פלדה בדרגה גבוהה ויכולה לעמוד בטמפרטורות גבוהות של 316 מעלות צלזיוס מה שכן, אסבסט זול יחסית. זה מופק מעפרות אמפיבול, שנמצאות בכמויות גדולות במדינות רבות. חומרי חיכוך של אסבסט משתמשים בעיקר בסיבי אסבסט, כלומר סיליקט מגנזיום מיובש (3MGO · 2SiO2 · 2H2O) כסיבי חיזוק. מתווסף מילוי להתאמת תכונות חיכוך. חומר מורכב מטריקס אורגני מתקבל על ידי לחיצה על הדבק בתבנית עיתונות חמה.

לפני שנות השבעים. גיליונות חיכוך מסוג אסבסט נמצאים בשימוש נרחב בעולם. ושלט במשך זמן רב. עם זאת, בגלל ביצועי העברת החום הגרועים של אסבסט. לא ניתן להתפזר חום חיכוך במהירות. זה יגרום לשכבת הריקבון התרמית של משטח החיכוך להתעבות. הגדל את בלאי החומרים. בינתיים. מי הקריסטל של סיבי אסבסט משקעים מעל 400 ℃. נכס החיכוך מצטמצם משמעותית והבלאי מוגבר באופן דרמטי כאשר הוא מגיע ל -550 ℃ ומעלה. מי הקריסטל אבודים ברובם. השיפור אבוד לחלוטין. חשוב מכך. זה מוכח מבחינה רפואית. אסבסט הוא חומר שיש לו נזק קשה לאיברי הנשימה האנושיים. יולי 1989. הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (EPA) הודיעה כי היא תאסור על יבוא, ייצור ועיבוד של כל מוצרי האסבסט עד 1997.

1.2, גיליון מטאל חצי

זהו סוג חדש של חומר חיכוך שפותח על בסיס חומר חיכוך אורגני וחומר חיכוך מתכות אבקה מסורתי. הוא משתמש בסיבי מתכת במקום סיבי אסבסט. זהו חומר חיכוך שאינו אסקסטוס שפותח על ידי חברת בנדיס האמריקאית בראשית שנות השבעים.
רפידות בלם היברידיות "חצי מטאל" (חצי-מט) עשויות בעיקר מצמר פלדה מחוספס כסיב חיזוק ותערובת חשובה. ניתן להבדיל בקלות על אסבסט וכריות בלם אורגניות שאינן אסקסטיות (NAO) מהמראה (סיבים עדינים וחלקיקים), ויש להם גם תכונות מגנטיות מסוימות.

לחומרי חיכוך חצי מתכתיים יש את המאפיינים העיקריים הבאים:
(l) יציב מאוד מתחת למקדם החיכוך. אינו מייצר ריקבון תרמי. יציבות תרמית טובה;
(2) התנגדות ללבוש טובה. חיי השירות הם פי 3-5 מזה של חומרי חיכוך אסבסט;
(3) ביצועי חיכוך טובים תחת עומס גבוה ומקדם חיכוך יציב;
(4) מוליכות תרמית טובה. שיפוע הטמפרטורה קטן. מתאים במיוחד למוצרי בלם דיסק קטנים יותר;
(5) רעשי בלימה קטנים.
ארצות הברית, אירופה, יפן ומדינות אחרות החלו לקדם את השימוש באזורים גדולים בשנות השישים. התנגדות השחיקה של גיליון מתכת למחצה גבוהה יותר מ- 25% מזו של גיליון האסבסט. נכון לעכשיו היא תופסת עמדה דומיננטית בשוק כרית הבלמים בסין. ורוב המכוניות האמריקאיות. במיוחד מכוניות ורכבי נוסעים ומטען. רירית בלמים חצי-מטאלית היווה יותר מ 80%.
עם זאת, למוצר יש גם את החסרונות הבאים:
(l) סיבי פלדה קל לחלודה, קל להדביק או לפגוע בזוג לאחר חלודה, וכוחו של המוצר מופחת לאחר חלודה, והבלאי מוגבר;
(2) מוליכות תרמית גבוהה, שקל לגרום למערכת הבלמים לייצר עמידות בפני גז בטמפרטורה גבוהה, וכתוצאה מכך שכבת החיכוך וניתוק צלחות הפלדה:
(3) קשיות גבוהה תפגע בחומר הכפול, וכתוצאה מכך פטפוט ורעש בלימה בתדר נמוך;
(4) צפיפות גבוהה.
למרות של "חצי מטאל" אין חסרונות קטנים, אלא בגלל יציבות הייצור הטובה שלו, מחיר נמוך, הוא עדיין החומר המועדף על רפידות בלם רכב.

1.3. סרט נאו
בתחילת שנות השמונים היו מגוון של ציפוי בלמים נטולי אסבסט מחוזקים בסיבים היברידיים בעולם, כלומר הדור השלישי של רפידות בלם של חומר אורגני נטול אסבסט. מטרתו לפצות על פגמים של סיבי פלדה חומרי בלם חצי מתכתיים מחוזקים בודדים, הסיבים המשמשים הם סיבי צמח, סיבי ארמונג, סיבי זכוכית, סיבי קרמיקה, סיבי פחמן, סיבי מינרלים וכן הלאה. בגלל היישום של סיבים מרובים, הסיבים ברירית הבלמים משלימים זה את זה בביצועים, וקל לתכנן את נוסחת רירית הבלמים עם ביצועים מקיפים מצוינים. היתרון העיקרי של גיליון NAO הוא לשמור על אפקט בלימה טובה בטמפרטורה נמוכה או גבוהה, להפחית בלאי, להפחית את הרעש ולהרחיב את חיי השירות של דיסק הבלם, המייצג את כיוון הפיתוח הנוכחי של חומרי חיכוך. חומר החיכוך המשמש את כל המותגים המפורסמים בעולם של רפידות בלם בנץ/פילודו הוא החומר האורגני ללא אסבסט מהדור השלישי, שיכול לבלום בחופשיות בכל טמפרטורה, להגן על חיי הנהג ולמקסם את חיי דיסק הבלם.

1.4, גיליון פחמן פחמן
חומר חיכוך מורכב פחמן פחמן הוא סוג של חומר עם מטריצת פחמן מחוזקת של סיבי פחמן. תכונות החיכוך שלה מצוינות. צפיפות נמוכה (פלדה בלבד); רמת קיבולת גבוהה. יש לו קיבולת חום גבוהה בהרבה מחומרי אבקת מתכות ופלדה; עוצמת חום גבוהה; אין עיוות, תופעת הדבקה. טמפרטורת הפעלה עד 200 ℃; ביצועים טובים וללבוש ביצועים. חיי שירות ארוכים. מקדם החיכוך יציב ומתון במהלך הבלימה. גיליונות מורכבים פחמן פחמן שימשו לראשונה בכלי טיס צבאיים. מאוחר יותר הוא אומץ על ידי מכוניות מירוץ פורמולה 1, המהווה היישום היחיד של חומרי פחמן פחמן ברפידות בלם רכב.
חומר חיכוך מורכב פחמן פחמן הוא חומר מיוחד עם יציבות תרמית, עמידות בלאי, מוליכות חשמלית, חוזק ספציפי, גמישות ספציפית ומאפיינים רבים אחרים. עם זאת, גם לחומרי חיכוך מורכבים פחמן פחמן יש את החסרונות הבאים: מקדם החיכוך אינו יציב. זה מושפע מאוד מלחות;
עמידות חמצון לקויה (חמצון קשה מתרחש מעל 50 מעלות צלזיוס באוויר). דרישות גבוהות לסביבה (יבש, נקי); זה מאוד יקר. השימוש מוגבל לשדות מיוחדים. זו גם הסיבה העיקרית לכך שקשה לקדם את הגבלת חומרי הפחמן הפחמן.

1.5, חתיכות קרמיקה
כמוצר חדש בחומרי חיכוך. רפידות בלם קרמיקה הן בעלות היתרונות של שום רעש, ללא אפר נופל, שום קורוזיה של רכזת גלגלים, חיי שירות ארוכים, הגנה על הסביבה וכן הלאה. רפידות בלם קרמיקה פותחו במקור על ידי חברות כרית בלמים יפניות בשנות התשעים. הופכים בהדרגה ליקירתו החדשה של שוק כרית הבלמים.
הנציג האופייני של חומרי חיכוך מבוססי קרמיקה הוא מרוכבים C/ C-SIC, כלומר סיבי פחמן מחוזקים סיליקון קרביד מטריקס C/ SIC. חוקרים מאוניברסיטת שטוטגרט והמכון לחקר האווירה הגרמני חקרו את היישום של מרוכבים C/ C-SIC בתחום החיכוך, ופיתחו רפידות בלם C/ C-SIC לשימוש במכוניות פורשה. המעבדה הלאומית של אוק רידג 'עם מרוכבים מרוכבים של Honeywell, Honeywellaireratf lnading, ומערכות מסחריות של Honeywell החברה עובדת יחד כדי לפתח רפידות בלם מורכבות C/SIC בעלות נמוכה כדי להחליף ברזל יצוק ורידות בלם פלדה יצוקה המשמשות לרכבים כבדים.

2, יתרונות כרית בלם מורכבים קרמיקה פחמן:
1, בהשוואה לרפידות בלם הברזל האפור המסורתי, המשקל של רפידות הבלם הקרמיקה הפחמן מצטמצם בכ- 60%, ומסת הלא-מיס מופחתת בכמעט 23 קילוגרמים;
2, למקדם חיכוך הבלמים יש עלייה גבוהה מאוד, מהירות תגובת הבלמים מוגברת והפחתת בלם מופחתת;
3, התארכות מתיחה של חומרי קרמיקה פחמניים נעה בין 0.1% ל -0.3%, המהווה ערך גבוה מאוד לחומרים קרמיים;
4, דוושת הדיסק הקרמי מרגישה נוחה במיוחד, יכולה לייצר מייד את כוח הבלימה המרבי בשלב הראשוני של הבלימה, כך שאין אפילו צורך להגדיל את מערכת הסיוע בבלמים, והבלימה הכוללת מהירה וקצרה יותר ממערכת הבלימה המסורתית;
5, על מנת להתנגד לחום גבוה, יש בידוד חום קרמי בין בוכנת הבלם לתוחם הבלם;
6, לדיסק בלם קרמיקה יש עמידות יוצאת דופן, אם השימוש הרגיל הוא החלפה חופשית לכל החיים, ודיסק בלם ברזל יצוק רגיל משמש בדרך כלל לכמה שנים להחלפה.