Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Болдырев Денис Алексеевич

Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка"
<
Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка"
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Страница автора: Болдырев Денис Алексеевич


Болдырев Денис Алексеевич. Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка" : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.01 : Тольятти, 2004 137 c. РГБ ОД, 61:05-5/1420

Содержание к диссертации

Введение

1. Аналитический обзор 10

1.1 Общая характеристика состава, структуры и свойств серых чугунов, используемых для изготовления тормозных дисков 10

1.2 Материалы, применяемые в тормозных колодках дискового тормоза .. 22

1.3 Условия работы пары трения «тормозной диск - колодка» 25

2. Материалы, образцы, оборудование, методы испытаний и исследований. 29

2.1 Материалы и образцы 29

2.2 Оборудование и методики проведения испытаний и исследований 32

3. Исследование влияния технологических и эксплуатационных факторов на условия работы тормозного диска 39

3.1 Оценка различных технологий изготовления и относительных остаточных упругих деформаций вентилируемых тормозных дисков 43

3.2 Подбор режима термообработки для снятия остаточных напряжений и оценка влияния отжига, моделирующего нагрев при трении в эксплуатации, на геометрические параметры тормозных дисков 53

3.3 Характеристика работоспособности вентилируемых тормозных дисков при стендовых испытаниях 60

4. Исследование процессов и механизмов трения в контакте пары «тормозной диск - колодка» 62

4.1 Исследование свойств материалов тормозных колодок 65

4.2 Исследование поверхностей трения тормозных дисков после стендовых натурных испытаний средствами электронной микроскопии 76

5. Исследование влияния серы и микролегирующих добавок на структуру и свойства серого чугуна 91

5.1 Сравнительный анализ материалов вентилируемых тормозных дисков переднего тормоза импортного и отечественного производства 91

5.1.1 Результаты одноосного растяжения и замеров твёрдости по Бринелю 92

5.1.2 Результаты металлографических исследований и химического анализа 96

5.1.3 Результаты триботехнических испытаний 101

5.2 Исследование влияния микродобавок серы на структуру и свойства серого чугуна 104

5.2.1 Результаты лабораторных исследований 105

5.2.2 Результаты стендовых испытаний 110

5.3 Исследование влияния микролегирующих добавок карбидообразующих элементов на комплекс свойств серого чугуна 112

Основные результаты и выводы 120

Литература 123

Приложение 1 133

Приложение 2 134

Введение к работе

Процессы, связанные с внешним трением, локализуются в поверхностных слоях и приводят к образованию вторичных структур, которые по-разному • (положительно и отрицательно) влияют на износно- фрикционные характеристики пары трения, что необходимо учитывать при оптимизации материалов деталей, работающих на трение и износ.

Одна из наиболее ограниченных по ресурсу автомобильных пар трения - пара «тормозной диск - колодка». Условия её работы можно охарактеризовать как особо тяжёлые. Это обусловлено высокими контактными давлениями (до 10 МПа) и интенсивным фрикционным разогревом (до 600°С) при сухом абразивном трении. Наряду с износом ресурс пары «тормозной диск - колодка» может ограничивать появление интенсивных фрикционных колебаний, вызывающих отрицательный эксплуатационный эффект «вибрация при торможении» [1-12]. Препятствием для дальнейшей оптимизации материалов пары «тормозной диск — колодка» является отсутствие или недостаточность информации о влиянии состава и технологических факторов при изготовлении деталей пары трения на их эксплуатационные свойства, о механизмах трения и износа в паре «тормозной диск — колодка», об изменении структуры и свойств материалов в процессе работы пары трения [12-27]. Значительное повышение ресурса пары «тормозной диск - колодка» возможно при учете взаимного влияния и динамики изменения структуры и свойств материалов пары трения в процессе эксплуатации, в том числе динамики образования вторичных структур. Все это обусловливает актуальность работы, направленной на повышение ресурса пары «тормозной диск - колодка».

Цель работы. Повышение работоспособности и ресурса пары «тормозной диск - колодка» на основе изучения процессов трения и износа с учётом взаимного влияния и динамики изменения структуры и свойств материалов пары трения в реальных эксплуатационных условиях, а также анализа технологических факторов.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследовать влияние технологических факторов изготовления тормозного диска на его работоспособность, а также классифицировать и проанализировать причины появления эффекта «вибрация при торможении».

2. Изучить процессы и механизмы трения, в том числе закономерности эволюции структуры материалов пары «тормозной диск — колодка» в процессе трения.

3. Исследовать влияние состава (содержание серы, марганца, хрома, молибдена, титана), структуры (сульфиды марганца, феррит, перлит, графит) и механических свойств (твёрдость, прочность, трещиностойкость) материала тормозного диска на его износостойкость в паре с материалом тормозной колодки.

4. Исследовать влияние композитного состава и структуры, а также механических свойств (твёрдость, прочность, упругость) материала тормозной колодки на его изнашивающую способность в паре с тормозным диском.

5. Представить рекомендации и внедрить мероприятия по увеличению работоспособности и ресурса пары трения «тормозной диск - колодка».

Научная новизна:

1. Описан реальный процесс и определены основные механизмы трения в паре «тормозной диск - колодка». Показано, что наряду с абразивным износом тормозного диска при трении наблюдается интенсивное окисление его поверхности, изменение структуры материала тормозного диска (серый чугун типа СЧ15 или СЧ25), перенос и намазывание материала тормозной колодки (композиционный материал, состоящий из неорганических наполнителей, связанных органическим веществом) и продуктов, возникающих при его фрикционном нагреве, на поверхность диска. Установлено, что в процессе работы пары трения в приповерхностных слоях материала тормозного диска происходит изменение основной структуры чугуна за счёт разложения (диспергирования) цементита перлита и выгорания углерода, снижающее износостойкость материала тормозного диска.

2. Определена зависимость интенсивности износа материалов пары трения от содержания серы в чугуне. Показано, что эта зависимость имеет хорошо выраженный минимум, обусловленный конкуренцией двух механизмов: во-первых, усилением смазывающего эффекта с возрастанием объёмной доли сульфидов марганца и, во-вторых, появлением охрупчивания при превышении размером сульфидных включений толщины графитных пластинок, что проявляется при увеличении содержания серы выше определённой концентрации.

3. Определена зависимость износостойкости материала тормозного диска от совместного содержания марганца и хрома, которое имеет оптимальные диапазоны, что обусловлено как положительным, так и отрицательным влиянием указанных карбидообразователей: повышение микротвёрдости и термостабильности перлита за счёт образования цементита, легированного этими элементами, и снижение (при значительных концентрациях этих элементов) контактной прочности.

4. Установлен механизм влияния на интенсивность износа чугуна размеров, формы и химического состава композитных составляющих, а также механических свойств материалов тормозных колодок. 

Материалы, применяемые в тормозных колодках дискового тормоза

Тормозные колодки играют важнейшую роль в процессе замедления движения автомобиля при торможении. Именно качество тормозных колодок является одним из решающих факторов, влияющих на надёжность тормозной системы (тормозов) и безопасность движения. Главное требование к тормозным колодкам - выдерживать огромные нагрузки при торможении и работать в самых экстремальных условиях эксплуатации тормозных систем автомобилей.

Материалы тормозных колодок дискового тормоза представляют собой сравнительно новое поколение фрикционных материалов [97-101]. Основными показателями материалов, применяемых в тормозных колодках дискового тормоза автотранспорта, являются: – коэффициент трения (должен быть выше 0,40; в экстремальных условиях работы при температурах свыше 350С допускается его снижение на 15…20%); – интенсивность износа; – максимальное рабочее давление; – максимальная рабочая температура: – при длительном торможении; – при кратковременном торможении. Материал тормозной колодки, являясь композитом, содержит в себе следующие компоненты: 1. Волокна (арамидное, минеральное, стальное, керамическое, стекловолокно, волластонит).

Арамидное волокно представляет собой органическое параарамидное волокно, полученное из парафенилендиамина и терефталойлхлорида (PPD). Минеральное волокно (или минеральная вата) - искусственное волокно со специальным покрытием из различных составов для повышения диспергируемости и сцепления с материалом матрицы.

Стекловолокно - широко используемый армирующий материал, полученный вытягиванием из расплавленного стекла алюмоборосиликатного типа с пониженным содержанием щёлочи. Оно может быть изготовлено с нанесением покрытия на поверхность для обеспечения полной совместимости с фенольными смолами.

Стальное волокно наиболее широко применяется для замены асбеста в накладках дискового тормоза, накладках барабанного тормоза легковых автомобилей, тормозных колодках для грузовых автомобилей и автомобильного транспорта. Обеспечивает высокую прочность и термостойкость. Основные недостатки: невысокая технологичность (комкование), абразивность (может нейтрализоваться введением больших количеств графита) и высокая плотность.

Керамическое волокно отличается высокой термостойкостью, но, одновременно, и абразивностью, низкой прочностью из-за плохой совместимости с фенольными смолами, высоким процентным содержанием стеклогранул. После обработки силаном совместимость с фенольными смолами повышается. 2. Связующие (фенольные смолы, синтетический каучук, жидкие смолы, растворимые силикаты). Фенольные (наволачные) смолы - наиболее широко применяющиеся органические вещества при производстве фрикционных материалов. Синтетический каучук: для достижения высокого качества фрикционных изделий обычно используется бутадиен-стирольный и акрилонитрильный каучуки в виде раствора с различными растворителями или в порошкообразной форме. Модифицированная жидкая смола из скорлупы ореха кешью применяется для изготовления тормозных накладок лёгких и среднетяжёлых автомобилей.

Растворимые силикаты - это неорганические связующие, применяемые при смешении с растворителем. Обеспечивают высокую стабильность коэффициента трения при высоких температурах. 3. Для изготовления смесей для фрикционных материалов требуется ряд наполнителей. Наиболее известны бариты, каолин, мел, но применяются и специальные наполнители, например, трисульфид сурьмы, для регулирования показателей трения при высоких температурах и стабилизации фрикционных характеристик.

Наиболее известными фирмами, занимающимися изготовлением фрикционных материалов и, в частности, материалов для тормозных колодок, являются: АТЕ (Германия), QH (Великобритания), Lucas (Великобритания), Samko (Италия), DAfmi (Украина), Полиэдр (Россия), Roulunds (Дания), ВАТИ (Россия), STS (Россия), AP Lockheed (Великобритания), Bosch (Германия), Rona (Венгрия), ТИИР (Россия), ЕЗАТИ (Россия), Trans Master (Украина), Ferodo (Великобритания).

Несмотря на непрерывно проводящиеся работы по оптимизации материала тормозных колодок, до сих пор недостаточно изученной остаётся проблема влияния композитного состава и механических свойств материалов тормозных колодок на их износно-фрикционные свойства.

Оборудование и методики проведения испытаний и исследований

Определение относительных остаточных упругих деформаций, по которым оценивали уровень остаточных напряжений, проводилось по исследовательской методике согласно следующего алгоритма [53]: 1. С наружной и внутренней сторон тормозного диска (см. рис. 4а) наносятся друг против друга по паре рисок на расстоянии 20+1 мм. 2. Определяется длина окружности, соответствующая максимальному диаметру тормозного диска: L=7rD, где D - диаметр диска. 3. Измеряется расстояние с наружной /м и с внутренней /02 стороны тормозного диска между нанесёнными рисками (рис. 4б). 4. Производится разрез тормозного диска фрезой шириной 2 мм между рисками (рис. 4в). 5. Производится измерение расстояния с наружной 1п и с внутренней /i2 стороны между рисками после разреза (рис. 4в). 6. Определяется изменения расстояния между рисками по наружной A/i и по внутренней А/2 сторонам тормозного диска до и после разреза: A/i =/ц-/оь A/2 =/l2-/02 7. Определяется остаточная относительная упругая деформация до разреза по наружной Si и по внутренней s2 сторонам тормозного диска: Si=A/i/L, s2=A/2/L. Схема определения относительных остаточных упругих деформаций Триботехнические испытания образцов из материалов исследуемой пары трения (не менее 6 испытаний на каждый вариант) проводили на универсальной машине для испытаний на трение и износ по схеме «ролик -пластина» (рис. 5). Из материалов тормозных колодок были изготовлены образцы в виде пластин, а из чугунов - образцы в виде роликов. Режим испытаний: - диаметр образца 50 мм: нормальная нагрузка – 36 Н, линейная скорость – 6,23 м/с, время проведения одного испытания - 10 минут. - диаметр образца 27 мм: нормальная нагрузка – 72 Н, линейная скорость – 3,12 м/с, время проведения одного испытания - 10 минут. Износ чугунных образцов определялся весовым способом (средняя величина износа определялась при доверительной вероятности 80%).

Схема проведения триботехнических испытаний Натурные испытания проводились на инерционном динамометрическом стенде. Стенд обеспечивает заданные режимы работы тормозного узла и имеет контрольно-измерительное оборудование, позволяющее контролировать и регистрировать следующие параметры: - температуру в диапазоне от 0 до 600С с погрешностью ±10С; - давление жидкости в тормозном цилиндре в диапазоне от 0 до 9,81 МПа (от 0 до 100 кгс/см2) с погрешностью ±1,6%; - тормозной момент в диапазоне от 0 до 1472 Н-м (от 0 до 150 кгс-м) с погрешностью ±1,5%; - частоту вращения инерционного вала стенда в диапазоне от 0 до 30 с"1 (от 0 до 1800 мин"1) с погрешностью ±1,5%; - время между торможениями в диапазоне от 0 до 60 с с погрешностью ±1,5%.

Режим испытания исследуемой пары трения: - момент инерции 1=4,18 кгхм2; - количество торможений при каждой начальной температуре нагрева тормозного диска: N=200; - начальные температуры нагрева тормозного диска перед торможением: 100С, 150С, 200С, 250С, 300С и 350С; - замедление: ja=3 м/с2; - момент трения: Мт=38 кгхм; - начальная скорость торможения: Vнач=100 км/ч; - конечная скорость торможения: Vкон=60 км/ч. Замеры геометрических параметров тормозных дисков проводились на трёхкоординатной измерительной машине “DEA” (производства Германии) -максимальная погрешность измерения (при Р=99,7%) - 0,005 мм. Оценка средних значений геометрических параметров с учётом инструментальной погрешности 0,002 мм проводилась при доверительной вероятности Р=80%.

Средняя оценка проводилась без разделения тормозных дисков на группы с предварительным отжигом отливок и без него, поскольку первичные замеры проводились сразу после их механической обработки.

Определяли изменение геометрических параметров тормозных дисков через 1 и через 2 месяца естественного старения после их изготовления. При инструментальной погрешности измерения геометрических параметров 0,005 мм максимальную (при Р=99,7%) погрешность определения изменения геометрических параметров получали как погрешность косвенно определяемой величины: 0,007 = д/0,0052 +0,0052 . 3. Исследование влияния технологических и эксплуатационных факторов на условия работы тормозного диска

Источником вибрации рулевого колеса при торможении является переменный момент трения в контакте пары «тормозной диск - колодка». Фрикционные автоколебания, передающиеся на рулевое колесо, обусловлены разнотолщинностью или поводкой тормозного диска, которые могут иметь место при изготовлении или развиться в эксплуатации. Главной причиной появления разнотолщинности тормозного диска при эксплуатации является, прежде всего, его неравномерный износ. Степень усиления или ослабления колебаний определяется демпфирующими характеристиками кинематической цепи от источника колебаний до рулевого колеса. При этом, очевидно, что время до появления критической величины разнотолщинности вентилируемого тормозного диска, вызывающей вибрацию, определяется износостойкостью материала (рис. 6). Рис. 6. Комплекс факторов, влияющих на появление дефекта «вибрация рулевого колеса при торможении [13] По результатам испытаний тормозных дисков автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2110 и ВАЗ-2112 выявлено, что разнотолщинность 0,02 мм вызывает слабую вибрацию рулевого колеса при торможении в интервале скоростей 100…120 км/ч, а разнотолщинность 0,04 мм вызывает вибрацию рулевого колеса во всём диапазоне скоростей. В то же время разнотолщинность исследованных импортных дисков не превышает 0,005 мм. При этом необходимо отметить, что до настоящего времени допуск на разнотолщинность в конструкторской документации на диски производства ОАО «АВТОВАЗ» отсутствует.

Повышенная (более 0,02 мм) разнотолщинность рабочей части тормозного диска может возникать из-за неточности изготовления, а также появляться в процессе эксплуатации из-за неравномерного износа. При этом наиболее существенной является проблема появления разнотолщинности свыше 0,02 мм при изготовлении дисков.

Подбор режима термообработки для снятия остаточных напряжений и оценка влияния отжига, моделирующего нагрев при трении в эксплуатации, на геометрические параметры тормозных дисков

Остаточные напряжения, приводящие к короблению тормозного диска при эксплуатации [30], могут быть устранены или заметно снижены после проведения такой операции термической обработки как отжиг.

Для определения режима отжига для снятия остаточных напряжений на отливках тормозных дисков 2110 и 2112 [54-56] был проведён отжиг 11 плоских образцов (рис. 10), вырезанных с наружной (6 длинных образцов) и внутренней (5 коротких образцов) сторон отливки тормозного диска 2112 при температурах 450, 500, 520, 540, 560, 580, 600, 620, 640, 660 и 680С по режиму: 1. Нагрев образцов вместе с печью. 2. После выхода на режим, выдержка образцов при заданной температуре в течение 2 часов. 3. Охлаждение образцов вместе с печью до 100С. 4. От 100С – охлаждение образцов на воздухе до комнатной температуры. До термообработки на образцах была проведена серия замеров твёрдости по Бринелю. После отжига образцы разрезались пополам в радиальном направлении. На частях образцов с замерами твёрдости до термообработки и после отжига была определена толщина обезуглероженного слоя, после чего поверхность других частей шлифовалась с запасом на глубину, превышающую максимальную величину обезуглероженного слоя (1 мм) на 0,2 мм, то есть на 1,2 мм. На перешлифованных половинках образцов также замерялась твёрдость по Бринелю (рис. 10). Места замеров твёрдости

С учётом того, что при серийном производстве отжиг дисков переднего тормоза может проводиться в промышленной термической печи, дающей колебания температуры, был назначен следующий режим отжига для снятия остаточных напряжений в отливках тормозных дисков: 1. Нагрев пустой печи до температуры 450С. 2. Загрузка деталей в печь. 3. Нагрев печи с деталями до температуры 580С. 4. Выдержка деталей в печи при заданной температуре в течение 2-х . 5. Охлаждение деталей вместе с печью до температуры 350С. 6. Выгрузка деталей из печи на неметаллическую подложку. 7. Охлаждение деталей на спокойном воздухе до комнатной температуры.

Учитывая, что повышенные температуры дополнительно активизируют и релаксационные процессы, было оценено влияние нагрева, моделирующего температурное воздействие при эксплуатации тормозных дисков, на изменение их геометрии в результате коробления. Для этого был реализован следующий 5-ти цикловой режим отжига: 1. Нагрев дисков вместе с печью до температуры 350С. 2. После выхода на режим, выдержка дисков при заданной температуре в течение 7 часов. 3. Охлаждение дисков вместе с печью до комнатной температуры. Геометрические параметры до и после моделирующего отжига определяли на эталонной ступице микрометром с ценой деления 0,01 мм.

Измеренные и средние значения контролируемых геометрических параметров вентилируемых тормозных дисков переднего тормоза, замеренные по схеме, представленной на рисунке 12, до и после отжига, моделирующего температурное воздействие на диск при эксплуатации, а также изменения контролируемых параметров после моделирующего отжига представлены в таблицах 12, 13. Для изменений геометрических параметров после температурного воздействия значение погрешности косвенного определения принято равным цене деления микрометра. зо

Таким образом, после отжига, моделирующего температурное воздействие на конструкцию тормозного диска в процессе эксплуатации: - параметры 20-0,2 и D 0,05 остались неизменными у всех тормозных дисков; - параметр Т 0,05 Б уменьшился на всех тормозных дисках, кроме ВАЗ-2112, изготовленных по технологии механической обработки без правки шлифовального инструмента из отливки в поставке; - закономерности в изменении параметров / 0,04 и / 0,05 Б не выявлены. 3.3 Характеристика работоспособности вентилируемых тормозных дисков при стендовых испытаниях Нагрев всех тормозных дисков при стендовых натурных испытаниях сопровождается закономерной «зонтичной» деформацией ротора тормозного диска, которая, однако, не приводит к возникновению вибрации, но оказывает косвенное влияние на образование «косого» износа тормозных колодок. Нагрев всех испытанных тормозных дисков (за исключением изготовленных по технологии обработки без операции шлифования) в процессе серии торможений вызывает изменение осевого биения рабочих поверхностей в пределах 0,045 мм. Остаточное изменение биения (после охлаждения) не превышает 0,03 мм. На тормозных дисках, изготовленных по технологии обработки без операции шлифования, изменение биения при нагреве достигает 0,075 мм, а остаточное – 0,045 мм. При этом необходимо отметить, что эти тормозные диски после изготовления имеют наибольшее биение (до 0,1 мм), которое при торможениях фактически уменьшается. Наилучшую устойчивость геометрии продемонстрировали диски ВАЗ-2112, изготовленные из отожженных отливок, на которых вместо финишной операции шлифования производилась финишная лезвийная обработка.

Следует отметить, что используемая операция шлифования ухудшает формоустойчивость тормозных дисков. Это связано с большой ошибкой при смене баз при переходе с токарной операции на шлифовальную, когда шлифование не выбирает ошибку базирования, и с короблением тормозного диска в процессе самого «силового» (припуск 0,2 мм для обычного шлифования слишком большой) шлифования.

Исследование поверхностей трения тормозных дисков после стендовых натурных испытаний средствами электронной микроскопии

При фрикционном разогреве свыше 250С наблюдается интенсивный перенос материала тормозной колодки на рабочую поверхность тормозного диска. При этом наблюдается перенос (намазывание) полимерной связующей (наиболее заметно для материалов шифров Е и F) и отдельных композитных составляющих. Слой перенесённого материала увеличивается на поверхности диска до некоторой толщины, после чего происходит его удаление. Этот процесс повторяется периодически на различных участках поверхности тормозного диска.

В зависимости от дисперсности композитных составляющих материала тормозной колодки эффект переноса может проявляться по-разному: с образованием однородного или неоднородного слоя на поверхности тормозного диска (с отдельными участками, соответствующими намазыванию различных композитных составляющих материала тормозной колодки) - рис. 25-36. Так при испытаниях с материалом шифра E на поверхности тормозного диска в результате переноса материала тормозной колодки наблюдается образование более однородных слоёв, чем при испытаниях с материалом шифра С (рис. 25, 29 и 31, 35). При этом на поверхности тормозного диска при испытаниях с колодкой Е более заметны следы от микрорезания, чем при испытаниях с колодкой С (рис. 25, 29). При испытаниях с колодкой C особенно заметен локальный перенос и адгезия на поверхности тормозного диска частиц, содержащих алюминий (рис. 31).

Интенсивный перенос мягких композитных составляющих материала тормозной колодки на поверхность тормозного диска, отсутствие грубых твёрдых включений в материале тормозной колодки эффективно снижает интенсивность микрорезания и износ тормозного диска.

В температурном диапазоне проведения испытаний от 100 до 250С колодки E и F показывают более высокую изнашивающую способность по сравнению с материалом шифра С за счёт меньшего содержания латуни и более крупнодисперсной структуры. В температурном диапазоне от 100 до 350С общий линейный износ тормозного диска после испытаний с материалами шифров C, E, и F практически одинаков (рис. 17).

Во всех случаях повышение температуры вызывает снижение коэффициента трения за счет намазывания полимерной связующей на поверхность тормозного диска. Однако для материалов шифров А, В и С намазывание полимерной связующей выражено значительно меньше, чем для материалов D, E и F (см. рис. 25-30), и, поэтому, разница между коэффициентом трения при комнатной температуре и 350С для колодок А, В и С составляет 0,07…0,09 по сравнению с 0,19…0,26 для материалов D, E и F (величина коэффициента трения при 20С для всех колодок находится в диапазоне 0,39…0,55). Это же является причиной того, что с повышением температуры интенсивность изнашивания тормозного диска с материалами колодок А, В и С возрастает, а с материалами колодок типов D, E и F практически не меняется (см. рис. 17) – возрастание интенсивности окислительных процессов и микрорезания с повышением температуры компенсируется защитным эффектом от образования толстых полимерных слоёв на поверхности диска. Однако такое сильное снижение коэффициента трения отрицательно влияет на эффективность торможения. Тем не менее, следы от микрорезания на поверхности тормозных дисков при работе с колодкой F более заметны, чем с колодкой С, поэтому при более низких температурах износ тормозного диска в паре с колодкой С ниже, чем с колодками Е и F (рис. 17).

Кроме наволакивания и микрорезания в зоне трения пары «тормозной диск – колодка» наблюдаются интенсивные окислительные процессы. Окисление поверхности наиболее выражено при трении с колодкой B (рис. 32), а наименее - с колодкой А (рис. 33). При этом для колодки А необходимо отметить наименее выраженный на поверхности тормозного диска после трения перенос композитных составляющих материала колодки и наиболее выраженные следы микрорезания. При длительном фрикционном нагреве также наблюдается разложение полимерной связующей материала тормозной колодки с образованием на поверхности трения локальных участков скопления углерода (см. рис. 32, где величина выделений углерода заметно превышает размеры графитных включений в чугуне).

Похожие диссертации на Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка"