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搜索更好的石棉

经过设计世界员工|5月16日,2008年5月16日

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主编Leslie Langnau著

摩擦是机械设计中的重要力量。但为工业应用找到合适的摩擦材料可能是一项挑战。相对较新的材料可能会使您的选择更容易,并帮助您花费更少的钱更换或重置转子,鼓或飞轮。


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面向100%Kevlar纤维复合衬里,用于安装卡车和其他车辆离合器。

当石棉成为工业制动衬里的不良材料时,工程师和研究人员开始开发专用摩擦衬里配方。许多人转向有机替代品,如天然非晶和细香石墨。在这些配方中,添加了其他有机材料,如橡胶,腰果,玻璃,矿棉,陶瓷,kevlar®和各种纤维以提供涂抹特定的特征。什锦的聚合物基树脂不仅染色这些材料,还升压强度,增强吸热性能,提高可制造性,并提供其他所需的特征。在一些配方中,包括金属和碳材料,例如熨斗和钢纤维和铜或铜或铁基材料,烧结无机组分。常见的例子包括具有莫来石和烧结铁的固态烧结青铜,具有石墨。

碳碳摩擦材料是由碳纤维与非晶态碳结合而成,是一种轻量材料,适合于高工作温度的应用,如2000°C或更高。

然而,对于卡车、造纸厂、起重机、冲压机和其他工业设备的转子、滚筒或飞轮上的摩擦系统,许多替代摩擦衬里配方在寿命和磨损方面都不如基于石棉的衬里。此外,许多衬里材料有灰尘,噪音,或磨损的配合部分太快。因此,继续寻找一种适合工业摩擦应用的替代品。

几乎完全从Kevlar形成的一点已知材料具有比其他材料长五倍的磨损寿命,不会磨损配合表面,其紧密的静态 - 动态比率提供平稳的接合。另外,没有灰尘清洁。

Kuvlar于1965年由Stephanie Kwolek开发,同时她在杜邦作为研究化学家工作。通过在液晶聚合物领域的实验和原始思维,她创造了长链分子纤维的聚对苯酞。因为链条以沿纤维轴线的强粘接粘合,所以它们具有独特的性能组合。

这些性能包括在规定的延伸率下的高负荷、低重量下的高拉伸强度、结构刚性、低电导率和高耐化学性等等。

Kevlar纤维被认为是芳纶,一类耐热和强合成纤维。其他相关的芳纶包括Nomex和Technora。当Kevlar材料堆叠在图层中(最多20个)时,它可以停止超过1000 fps的子弹。

摩擦衬里材料的开发人员长期以来一直希望使用这种人造纤维,因为其罕见的高强度,非增强性和耐热和撕裂的抗性。

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各种离合器和制动板的越野和工业应用内衬100% Kevlar纤维复合衬里。

然而,对制造过程的限制和Kevlar的成本使得开发人员将这种材料作为接地纸浆包括,这降低了其特殊功能。

然而,一家制造商已经发现了对Kevlar的不同制造技术。它是专有的,但这种技术使用纺织品制作过程,该过程利用Kevlar的长纤维。有些像地毯制造的编织循环一样,这种开发商的生产技术互通的凯夫拉纤维互相缩小到复杂的基质中,以产生纺织品。这块布中的长纤维不会在使用中拔出,如衬里中的衬垫中可能发生在kevlar或其他材料的组分中。

此外,该公司还添加了一种树脂,用于粘合,这是美国宇航局开发的用于再入飞行器的树脂。这种聚酰亚胺树脂比用于标准摩擦面的酚醛树脂具有更高的耐热性。

这种摩擦材料的基体配置和“太空时代”粘合剂使其使用寿命比石棉、烧结青铜、模压石墨和其他原始设备表面长5倍。它不受冷热温度的影响,也不受乙二醇的影响,乙二醇是一种溶剂,往往会腐蚀许多摩擦衬里。因此,它非常适合需要更持久、可预测和可靠操作的应用程序;例如,计划停机的应用程序。它可以处理干湿施工摩擦应用,如离合器,动力传输,PTOs,扭矩变换器,同步器和越野制动器。

因为这种摩擦衬里更像是一片布,所以它并没有真正具有平坦度尺寸。因此,它可以吻合更干净地与配合表面,甚至是具有违规的那些。另外,它不会磨损,划伤或得分相对的表面。

衬里取得了重载,可以承受高温和压力以提供更多的扭矩。这种材料几乎没有灰尘,而是“它氧化了,有点像一个人呼吸,”Tickco Inc.的销售经理,本材料的制造商迪克斯经理Nick Bale。

目前,这种材料被用于欧洲新空客的某些部件、安装在卫星上的摄像机中的摩擦片,以及6000吨重的锻压机上。它也可以在卡车离合器,造纸厂,起重机和冲压机上找到。UPS大约有5万辆卡车使用这种材料。

这种材料的摩擦系数是良好的中间范围。干燥,它约为0.36。抛光后,当从交织过程中的高低点分解时,范围移动到约0.45。在发生这种情况下,前几种用途只会显示约40%的联系。一旦破裂,交配百分比达到70%和更高。

但由于这种材料可以持续三到五倍的比大多数其他摩擦材料长,可能需要三到五倍才能休息。

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用于油浸式应用(如自动变速器)的各种离合器和刹车板内衬100% Kevlar纤维复合衬里。

虽然适用于越野车辆,但不推荐用于公路车辆。该领域不是Tribco的业务重点,而且这种材料还没有经过这些应用的测试,所以安全性还不得而知。此外,在传统的公路车辆摩擦试验方法中,这种材料的测试效果很差。例如,当这种材料超出了通常的摩擦参数时,为了用测力仪测试它,必须开发新的输出和新的测试参数。

摩蒂斯科
www.tribco.com.

::设计世界::


摩擦评论
摩擦是必须开始,停止和保持运动中的物体所必需的。摩擦力可以描述几种动作。静摩擦描述了两个物体之间的力,该部件不会相对于彼此移动。它是必须克服的力,以便移动物体。其系数通常表示为μs,通常高于动力学摩擦系数。

当两个物体相对于彼此移动并一起擦拭时,发生动力学(或动态)摩擦。动力学摩擦系数通常表示为μk,通常小于静摩擦系数。

由于摩擦施加在反对运动的方向上,因此动力学摩擦通常会做负面工作,通常会减慢一些东西。例如,如果表面本身在加速下,则存在异常。

滚动摩擦与沿着表面的轮子或其他圆形物体的旋转运动相关联。通常,它比与动力学摩擦相关的少于。轧制摩擦系数的典型值为0.001。

确定两个固体物体的摩擦力的标准方程,使得摩擦力等于正常力的摩擦系数等于摩擦速度
把两个物体推到一起。这个方程可以写成:
Fr =µx N
在哪里:
Fr =摩擦力
μ=两个表面的摩擦系数
N =推动两个物体在一起的法向或垂直的力
FR和N以磅或牛顿测量。μ是0(零)和无穷大的无量纲数。


摩擦材料的细节
摩擦摩擦衬衬不包括金属,磨料,棉花或填料。以下是快速查看其规格:
密度:0.91g / cu cm(0.033磅/铜。)
导热系数:极低的
抗冲击性:优秀(不破裂,或破裂)
润滑剂污染物抗性:并没有降低
磨蚀性:对相对的铁、钢和铜表面无研磨性
运行条件
静压力:高达6900 kPa(1000psi),或由衬底限制
动态压力:140 - 3100 KPA(20-450 psi)
温度:环境至315°C(600°F)
表面速度:静态到40米/秒(8,000 fpm)
相反的表面:表面需要机加工和无破损,不需要精加工。表面速度、温度和压力是相互依赖的能量参数。数值代表典型的条件,而不是材料的最终极限。达到充分配合表面接触的抛光时间可为常规材料的三到五倍。
磨损率:1/5至1/10的石棉材料,1/2至1/3的烧结青铜材料
动态摩擦系数:在95-345°C范围内0.36μ±0.1(200°F - 650°F)。比模塑石棉,玻璃纤维和石墨材料高约25%
静态与动态比:1.05
褪色:在260°C(500°F)下,在370°C(700°F)下加速



了下:刹车•离合器那•先进的材料那机械的


评论

  1. Julio da Costa.说

    2018年10月31日上午7:11分

    再会
    我有一个持续的追求从我的客户女巫作为一个车队的公共汽车和我需要延长离合器寿命。
    被证明是什么摩擦材料,以加倍离合器生活?

  2. Bertie McClelland.说

    2019年4月21日在下午4:41

    嗨,你可以帮助我吗,当在离合器板上使用Kevlar时,潮湿干燥的系数是多少,湿润的夹持需要更多的夹紧压力,在板上的材料较少有助于增加夹紧载荷湿比较干燥。谢谢

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