制动器的选择与设计

摩擦材料

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摩擦材料

摩擦材料

摩擦材料

用于制动器的摩擦材料,通常在很高的剪力和温度条件下工作。要求这类材料能吸收动能,并将动能转化为热散发到空气中。其工作温度和温升速度是影响性能的主要因素,制动器工作时,吸收的能量越大,完成的制动时间越短,则温升越高。摩擦材料的工作温度如超过其许用工作温度,性能会显著恶化。对摩擦材料的基本要求如下:

① 摩擦因数高而稳定,具有良好的恢复性能;

② 耐磨性好,允许压强大,又不损伤对偶材料;

③ 有一定的耐油、耐湿、抗腐蚀及抗胶合性能;

④ 有一定的机械强度和良好的制造工艺性。

在摩擦面上开槽可以储集侵入的灰尘等脏物而减轻磨损。

1                          摩擦材料的种类

黏合剂

硬度(HBS)

抗剪强度

/MPa

抗压强度

/MPa

摩擦因数

(干式)

线膨胀系数

20~500

主要特性及用途

20℃时

60℃时

铜基

粉末

烧结

18~20

25~28

93~117

245~274

0.25~0.35

17.6×10-6~22×10-6

高速、高温时摩擦因数稳定且较高,耐高温、耐磨、许用压强可达2.74~ 3.92MPa。多用于重载荷的盘式制动器和重型汽车制动器

铁基

粉末

烧结

 

50~150

 

294~686

0.2~0.6

 

100

石棉

绒、

石棉

布、

橡胶或

树脂

布氏

硬度

/N·

cm-2

80±20

冲击

强度

/N·m

·cm-2

196

吸水

()

/%

0.3

(0.5)

工作

温度

120/

250/

300

0.42/

0.35

磨损率

/mm·

(30

min)-1

石棉纤维掺以一定的棉花,按需要在纺织时加入锌丝或铜丝织成布或带,再经黏合剂和充填物混合浸渍,干燥、热压制成。石棉绒的制法与石棉布类似,但不必织成布,是将绒经黏合,加添加剂经热压而成。这类制品各牌号分别制成轻、中、重型机械制动器

0.05

0.16

274

350±50

39.2

0.5

0.45/

0.40

0.04

0.07

307

250±50

39.2

0.5

0.45/

0.45

0.04

0.07

507

380±50

49

0.4

0.5/

/0.45

0.04

0.09

513

100±20

78.4

0.4

0.48/

/0.47

0.03

0.09

-碳摩擦材料

碳纤维

树脂

烧结

是新型摩擦材料,以碳纤维做增强剂,用有机高分子化合物黏结后焙烧而成。耐热性能好(可达800~1000)耐磨损,密度小,单位面积吸收功率高,在摩擦材料中性能最好

用于飞机制动器的摩擦材料

烧结

陶瓷

无机物

烧结

 

用于超音速飞机上、超重载荷制动器的摩擦材料

2                         摩擦副计算用数据(推荐值)

摩擦材料

对摩

材料

块式制动器

带式制动器

盘式制动器

摩擦因数

μ

许用

温度

t/

停止式

滑摩式

停止式

滑摩式

 

湿 

pp

()p

pp

()p

pp

()p

pp

()p

pp

()p

pp

()p

湿

铸铁

2

5

1.5

2.5

1.5

2.5

1

1.5

0.2~0.3

 

0.6~0.8

 

0.17~0.2

0.06~0.08

260

钢或

铸铁

2

 

1.5

 

1.5

 

1

 

0.2~0.3

 

0.6~0.8

 

0.15~0.18

0.06~0.08

260

青铜

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2~0.3

 

0.6~0.8

 

0.15~0.2

0.06~0.11

150

石棉树脂

0.6

5

0.3

2.5

0.6

2.5

0.3

2.5

0.2~0.3

1.4

0.6~0.8

 

0.35~0.4

0.10~0.12

250

石棉橡胶

 

5

 

2.5

0.6

2.5

0.3

2.5

 

1.4

 

 

0.4~0.43

0.12~0.16

250

石棉铜丝

 

5

 

2.5

0.6

2.5

0.3

2.5

 

1.4

 

 

0.33~0.35

石棉浸油

0.6

5

0.3

2.5

0.6

2.5

0.3

2.5

0.2~0.3

1.4

0.6~0.8

 

0.3~0.35

0.08~0.12

250

石棉塑料

0.6

5

0.4

2.5

0.6

2.5

0.4

2.5

0.4~0.6

1.4

1.0~1.2

 

0.35~0.45

0.15~0.20

 

此处为通称,垂直制动时称下降式。②即石棉树脂刹车带。

pp为许用压强,单位为MPa()p为许用值,其单位为MPa·m/s