Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Из чего делают тормозные колодки — вопрос прежде всего о фрикционном материале накладки, который и создаёт тормозной момент. Сама колодка состоит из стального каркаса (основания) и закреплённого на нём фрикционного слоя — композита из связующего, армирующих волокон и функциональных наполнителей. По составу фрикционной смеси колодки делят на органические (безасбестовые), полуметаллические, низкометаллические, спечённые (металлокерамические) и керамические. Ниже разобрано, из каких компонентов состоит фрикционный материал, какую роль играет связующее, как формируются коэффициент трения, теплоотвод и износостойкость, а также какие действующие стандарты регламентируют тормозные фрикционные изделия.
Тормозная колодка — фрикционное изделие, создающее тормозной момент при прижатии к тормозному диску или барабану. Рабочую функцию выполняет фрикционный материал накладки — композит, в котором матрица (связующее) удерживает армирующие волокна и наполнители, а контакт с контртелом (диском, барабаном) преобразует кинетическую энергию в теплоту за счёт трения.
Фрикционный материал относится к классу композиционных: связующее (матрица) пластично и удерживает структуру, а наполнители и волокна задают прочность, жёсткость и фрикционно-износные свойства. Наполнители по назначению делят на армирующие (усиливают механические свойства) и технологические (изменяют фрикционные, тепловые и другие характеристики).
Свойства колодки определяет не один материал, а рецептура: фрикционная смесь содержит до нескольких десятков компонентов, подобранных под режим торможения.
Полимерные (неметаллические) фрикционные материалы изготавливают на основе связующего с добавлением волокон и наполнителей. Типовые группы компонентов:
Сочетание этих компонентов в определённой пропорции задаёт уровень и стабильность трения, износостойкость и теплопроводность материала. Рецептуры конкретных составов, как правило, не раскрываются.
По преобладающей основе фрикционной смеси выделяют несколько типов. Деление условное: многие современные составы — комбинированные.
Основа — органические и минеральные волокна с полимерным связующим и небольшой долей металла. Мягко работают по диску, тише, но в среднем быстрее изнашиваются и хуже отводят тепло при интенсивном торможении.
Содержат значительную долю металла (в полуметаллических основу составляют стальные волокна). Хорошо отводят тепло и держат высокий уровень трения при нагреве, но более абразивны к диску и могут быть шумнее. Низкометаллические — промежуточный вариант с меньшей долей металла.
Получают спеканием спрессованных порошковых смесей на медной или железной основе с наполнителями, стабилизирующими коэффициент трения. Применяют в тяжелонагруженных узлах (в том числе в виде дисков, секторов, колодок). Недостатки — нестабильность коэффициента трения при резком изменении температуры и склонность к схватыванию трущихся поверхностей.
Фрикционный слой на керамической основе с малой долей металлических волокон. Отличаются стабильным трением, низким износом накладки и малым шумом; ограничения связаны с поведением во влажной среде и взаимодействием с диском в зависимости от рецептуры.
Связующее (матрица) удерживает волокна и наполнители в единой структуре и во многом определяет теплостойкость материала. В полимерных фрикционных материалах применяют фенолоформальдегидную смолу, каучуки или их сочетания. Из-за полимерной матрицы такие материалы часто называют полимерными.
Материалы на каучуковом связующем дают относительно высокий и устойчивый коэффициент трения; на смоляном связующем — более высокую износостойкость при несколько меньшем уровне трения. Для самых тяжёлых режимов применяют материалы типа ретинакса (на основе фенолоформальдегидной смолы с баритом, металлическими и волокнистыми компонентами), работоспособные при высокой температуре на поверхности трения.
Эффективность торможения характеризует коэффициент трения фрикционной пары. Согласно действующему стандарту на фрикционные тормозные изделия, фрикционные свойства при торможении можно выражать тормозным путём (м), временем торможения (с), замедлением (м/с²), моментом трения (Н·м) или коэффициентом трения — в зависимости от установленных требований.
Важнее абсолютного значения — стабильность коэффициента трения в рабочем диапазоне температур, скоростей и давлений. Падение трения при нагреве (так называемый «фейдинг») снижает эффективность торможения, поэтому в рецептуру вводят стабилизирующие наполнители (графит, барит, дисульфид молибдена и др.). Конкретные числовые значения коэффициента трения нормируются в технических условиях на конкретный ассортимент изделий и зависят от состава пары и режима.
Коэффициент трения — параметр фрикционной пары «колодка — диск (барабан)», а не только колодки: он зависит от материала контртела, температуры, скорости и давления в контакте.
При торможении почти вся кинетическая энергия переходит в теплоту в зоне контакта, поэтому теплоотвод и термостойкость материала критичны. Металлические компоненты (медь, латунь, сталь) повышают теплопроводность и помогают отводить тепло из зоны трения; полимерная матрица, напротив, ограничивает верхнюю рабочую температуру — при перегреве связующее деградирует.
Поэтому для тяжёлых тепловых режимов применяют составы с повышенной долей металла или спечённые металлокерамические материалы, а также материалы типа ретинакса с высокой теплостойкостью. Сравнение типов по теплоотводу и термостойкости — качественное; точные температурные пороги задаются для конкретной марки в её технической документации.
Износ фрикционного материала — результат механического, теплового и химического воздействия в контакте. На него влияют тип основы, доля и природа наполнителей, режим эксплуатации и материал контртела. Общие закономерности: органические составы в среднем мягче к диску, но изнашиваются быстрее; металлсодержащие лучше держат нагрузку и нагрев, но более абразивны к диску.
Износ оценивают в составе комплекса фрикционно-износных характеристик вместе с коэффициентом трения и термостойкостью; в исследованиях и нормативах его рассматривают как один из ключевых показателей фрикционного слоя наряду с эффективностью торможения.
Общие технические требования к тормозным фрикционным изделиям устанавливает действующий ГОСТ 32516-2013 «Изделия фрикционные тормозные. Общие технические требования» (введён в действие в качестве национального стандарта с 2015 года). Стандарт распространяется на тормозные колодки, накладки, ленты, фрикционные пластины, секторы и вкладыши, применяемые в различных тормозных устройствах; вид климатического исполнения изделий — 0(V) по ГОСТ 15150.
Номенклатуру показателей качества фрикционных изделий для тормозных механизмов задаёт ГОСТ 4.79-87. Размеры тормозных накладок устанавливает ГОСТ 15853-70, маркировку, упаковку, транспортирование и хранение фрикционных изделий — ГОСТ 27513-2018. Климатические исполнения — по ГОСТ 15150-69.
Тормозные колодки — элемент системы безопасности. Замену и подбор выполняют по требованиям к конкретному тормозному механизму; характеристики фрикционного материала должны соответствовать нормативной и технической документации на изделие.
Из стального каркаса и закреплённого на нём фрикционного материала — композита из связующего (фенолоформальдегидная смола, каучуки), армирующих волокон (базальтовые, углеродные, кевларовые и др.), металлических компонентов (медь, латунь, сталь) и наполнителей-модификаторов трения (барит, графит, дисульфид молибдена и др.).
Органические — на полимерном связующем с органическими и минеральными волокнами, мягче к диску, но быстрее изнашиваются. Полуметаллические содержат много металла (стальные волокна), лучше отводят тепло, но абразивнее. Спечённые (металлокерамические) получают спеканием порошковых смесей на медной или железной основе для тяжёлых тепловых режимов.
В полимерных фрикционных материалах применяют фенолоформальдегидную смолу, каучуки или их сочетания. Каучуковое связующее даёт более устойчивый коэффициент трения, смоляное — выше износостойкость. Для тяжёлых режимов используют материалы типа ретинакса на основе фенолоформальдегидной смолы.
Это безразмерная характеристика фрикционной пары «колодка — диск (барабан)», определяющая эффективность торможения. По стандарту фрикционные свойства можно выражать также тормозным путём, временем торможения, замедлением или моментом трения. Важна стабильность коэффициента трения при нагреве, а не только его абсолютное значение.
При торможении кинетическая энергия переходит в теплоту в зоне контакта. Если тепло отводится плохо, материал перегревается, связующее деградирует, а коэффициент трения падает. Металлические компоненты повышают теплопроводность; для тяжёлых режимов применяют металлсодержащие и спечённые составы.
Медь (и латунь) улучшают теплоотвод и влияют на уровень трения; графит и дисульфид молибдена стабилизируют коэффициент трения и снижают схватывание; барит и другие наполнители корректируют фрикционные и тепловые свойства. Это функциональные модификаторы фрикционной смеси.
Общие технические требования к тормозным фрикционным изделиям (колодкам, накладкам, лентам, пластинам, секторам, вкладышам) устанавливает действующий ГОСТ 32516-2013. Номенклатуру показателей задаёт ГОСТ 4.79-87, размеры накладок — ГОСТ 15853-70, климатические исполнения — ГОСТ 15150-69.
Да. Современные органические колодки относятся к безасбестовым (NAO): вместо асбеста применяют базальтовые, углеродные, кевларовые и другие волокна. Асбестовые волокна в ряде составов исторически использовались, но в современных рецептурах их преимущественно заменяют.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.