Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Из чего делают фрикционные накладки — вопрос, определяющий тормозной момент, ресурс и тепловой режим узла. Современные фрикционные накладки муфт и тормозов изготавливают преимущественно из безасбестовых композитов на полимерном связующем с волокнистым армированием и наполнителями, а для тяжёлых режимов — из спечённых металлокерамических материалов и термостойких асбосмоляных композиций. Материал подбирают под нужный коэффициент трения, термостойкость и допустимый износ контртела.
В статье разобрано, из каких материалов делают фрикционные накладки, чем отличаются безасбестовые композиты, спечённые (металлокерамические) материалы и асбосмоляные композиции, какие у них коэффициент трения и термостойкость, и как выбирать материал накладки под условия работы. Данные приведены по действующим стандартам на фрикционные изделия и справочным источникам.
Фрикционная накладка — рабочий элемент тормоза или муфты сцепления, который преобразует кинетическую энергию в тепло за счёт управляемого трения о металлическое контртело (диск, барабан, шкив). От материала накладки зависят тормозной момент, стабильность торможения и износ всей пары трения.
К фрикционным материалам предъявляют комплекс требований: высокий и стабильный коэффициент трения, высокая фрикционная теплостойкость (сохранение свойств при нагреве), низкая склонность к адгезии (схватыванию), высокая теплопроводность и теплоёмкость, устойчивость к тепловому удару, коррозионная стойкость и износостойкость обоих элементов пары.
Фрикционные накладки работают в тяжёлых условиях: давление до 6 МПа, скорость скольжения до 40 м/с, температура в зоне трения, мгновенно возрастающая до 1000 °C.
Фрикционный материал — это композит. Он состоит из связующего (матрицы), армирующих волокон и функциональных наполнителей. Каждая группа компонентов решает свою задачу.
Современная фрикционная смесь насчитывает от 10 до 30 и более компонентов. Соотношение компонентов подбирают под конкретное применение: больше абразивов — выше эффективность торможения, но выше износ диска и шум; больше твёрдых смазок — ниже износ и шум, но ниже коэффициент трения.
Исторически каркасом фрикционных накладок служил асбест — термостойкий и легко расщепляющийся на волокна. Из-за канцерогенности асбеста в развитых странах перешли на безасбестовые материалы. Заменить асбест одним компонентом нельзя, поэтому число составляющих в смеси выросло. Безасбестовые материалы делят на несколько типов.
Безасбестовые органические материалы (NAO, non-asbestos organic) армируют арамидными, стеклянными и другими волокнами на полимерном связующем. Бережны к контртелу, тише в работе; применяются в умеренных и средних режимах.
Содержат порошковые металлы (железо, медь, олово, цинк) и жёсткие абразивы. Дают высокий коэффициент трения и хороший теплоотвод, но абразивнее к диску. Применяются в нагруженных режимах.
Композиты с керамическими и армирующими волокнами. Сочетают термостойкость, стабильность трения, низкий шум и пыление; бережны к контртелу. Применяются в самых требовательных по комфорту и термостойкости режимах.
Спечённые фрикционные материалы получают спеканием спрессованных заготовок из порошковых смесей. Их применяют в тяжелонагруженных тормозах и муфтах благодаря высоким износостойкости, коэффициенту трения, теплостойкости и теплопроводности. Для прочности спечённый слой обычно соединяют со стальной основой в процессе спекания.
Одни компоненты спечённого материала обеспечивают высокий коэффициент трения и износостойкость (карбиды и оксиды металлов), другие — стабильность свойств и отсутствие схватывания (графит, дисульфид молибдена, барит). При сухом трении температура выше, поэтому применяют железную основу с более высокой температурой плавления.
Для тяжёлых тормозных узлов применяют термостойкие асбосмоляные композиции типа ретинакса — на основе асбеста, фенолоформальдегидной смолы и наполнителей (барит, латунная стружка), полученные горячим прессованием. Ретинакс изготавливают двух марок.
Ретинакс применяют в узлах трения авиационных колёс, буровых лебёдок, прессового оборудования и других тяжелонагруженных тормозов и муфт. Изделия из него выпускают армированными и неармированными (накладки, секторы, вкладыши, колодки, диски).
Асбестосодержащие материалы при истирании выделяют опасную пыль, поэтому к ним предъявляют санитарные требования, а в современных изделиях асбест всё чаще заменяют безасбестовыми составами. Обработку и обслуживание таких узлов ведут с соблюдением требований охраны труда.
Коэффициент трения (μ) — безразмерная величина, определяющая тормозную эффективность. Для накладок при сухом трении он обычно лежит в диапазоне 0,3–0,5; при работе в масле — ниже. Чем выше коэффициент, тем выше тормозной момент, но, как правило, выше и износ.
По фрикционной теплостойкости материалы делят на группы по предельной рабочей температуре.
При эксплуатации в масле температура на рабочих поверхностях обычно не превышает 100–150 °C, поэтому требования к теплостойкости материала ниже, чем при сухом трении.
Материал фрикционной накладки выбирают под условия работы узла, а не по принципу «самый высокий коэффициент трения». Порядок следующий.
Из композитов: связующее (термостойкие смолы, каучуки), армирующие волокна (арамидные, стеклянные, углеродные, металлические; ранее — асбест) и наполнители (абразивы, графит, барит). Для тяжёлых режимов применяют спечённые металлокерамические материалы и асбосмоляные композиции типа ретинакса.
В безасбестовых материалах каркас образуют арамидные, стеклянные, углеродные или металлические волокна вместо асбеста. Они экологичнее и безопаснее в обслуживании, при истирании не выделяют асбестовую пыль, а при высоких температурах часто дают более стабильный коэффициент трения.
При сухом трении коэффициент трения накладок обычно составляет 0,3–0,5; при работе в масле он ниже. Точное значение зависит от состава материала и пары трения и нормируется стандартом на изделие.
Различают режимы: лёгкий — до 250 °C, средний — до 600 °C, тяжёлый и сверхтяжёлый — до 1000 °C. Асбосмоляной ретинакс марки А выдерживает кратковременную поверхностную температуру до 1100 °C, марки Б — до 700 °C.
Это металлокерамические материалы, полученные спеканием порошковых смесей на медной или железной основе, обычно на стальной подложке. Их применяют в тяжелонагруженных тормозах и муфтах за высокие износостойкость, теплостойкость и теплопроводность.
Фединг (затухание) — временное снижение тормозной эффективности из-за перегрева: связующее разлагается, образуется газовый слой, коэффициент трения падает. Стойкость к федингу обеспечивают термостойкие связующие и наполнители фрикционного материала.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.