Төмендегі беттер: Тормоз жүйесінде тозатын элементтер
Brake lining
Төмендегі мақала тежегіш жүйелердегі тозатын бөліктер – тежегіш қаптамалар туралы. Берта Бенц өнертабысы, асбест қолданысы, құрамы мен қасиеттері жайлы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тежегіш жүйелеріндегі тұтынылатын беттер
Consumable surfaces in brake systems
Тежегіш қабықшалары – көлік құралдарында қолданылатын барабанды және дискілі тежегіштер сияқты тежегіш жүйелерінде тозатын беттер болып табылады.
Brake linings are the consumable surfaces in brake systems, such as drum brakes and disc brakes used in transport vehicles.
Тарих
Тежегіш қаптамаларын Берта Бенц (алғашқы патенттелген автомобильді ойлап тапқан Карл Бенцтің әйелі) 1888 жылы тамыз айында әлемдегі алғашқы ұзақ қашықтыққа жасалған автокөлік сапары барысында ойлап тапты. Ол аяқкиімшіге тежегіш блоктарына былғары жабуды қақтыруды тапсырды. Алғашқы асбестті тежегіш қаптамалар 1908 жылы Герберт Фрод жасады. Фрод асбестті тежегіш қаптамаларды қолдануды алғаш рет енгізгенімен, осы талшықтардың жылуды тарату қасиеттерін әртүрлі ғалымдар, соның ішінде материалдар химиясы саласындағы ғалым Гвилим Прайс сынап көрді. Ол өзінің көптеген зерттеулерін және сынақтарын Ұлыбританияның Кембридж қаласындағы және Кембридж қаржылаған түрлі мекемелерде жүргізді.
Brake linings were invented by Bertha Benz (the wife of Karl Benz, who invented the first patented automobile) during her long distance car trip, the first in the world, in August 1888, when she told a shoemaker to nail leather onto the brake blocks. The first asbestos brake linings were developed in 1908 by Herbert Frood. Although Frood was the first to implement the use of asbestos brake linings, the heat dissipation properties of the fibres were tested by various scientists, including materials chemist Gwilym Price, who did most of his research and testing at Cambridge, United Kingdom, and various Cambridge funded institutions.
Құрылымы мен қызметі
Тежегіш қаптамалары салыстырмалы түрде жұмсақ, бірақ берік және ыстыққа төзімді материалдан жасалады, олардың динамикалық үйкеліс коэффициенті жоғары (әдетте статикалық үйкеліс коэффициентімен бірдей) және жоғары температуралы желімдер немесе қаптайлар арқылы қатты металл тіреуге бекітіледі. Бүкіл жиынтық (қаптама мен тіреуді қоса) көбінесе тежегіш дискісі немесе тежегіш құрылғысы деп аталады. Стандартты тежегіш дискілері үшін динамикалық үйкеліс коэффициенті "μ" әдетте 0,35-тен 0,42-ге дейін болады. Бұл 1000 Ньютон күшін салғанда, шамамен 400 Ньютон тежеу күші пайда болады дегенді білдіреді. Жоғары температурада өте жақсы қасиеттері бар 0,55-тен 0,62-ге дейін жоғары μ көрсеткішіне ие жарысқа арналған қаптамалар да бар. Бұл қаптамалардың құрамында темірдің мөлшері көп болғандықтан, темір дискілермен қолданылатын басқа қаптамалардан жақсы нәтиже береді. Бұл жоғары μ қаптамалары өзінің және дискілердің тозуын жылдамдатады, бірақ олар экзотикалық/құны жоғары материалдарға қарағанда тиімді балама болып табылады. Мысалы, велосипед тежегішін қарастырайық, онда тіреу – бұл механикалық қолдауды қамтамасыз ететін металл қабық, ал қаптама – бұл тежегіштерді басқанда дөңгелектерге жанасатын резеңке бөлік. Көбінесе қазіргі көлік құралдарындағы жүйе ұғымдық тұрғыдан бірдей, бірақ дөңгелектер қатты болаттан (немесе кейде экзотикалық металлдан) жасалған дискімен ауыстырылады. Сонымен қатар, қаптама жиынтығына металл тілше қосылады. Қаптама тозған кезде тілше дискілерге тиіп, тежегіш жүйесіне қызмет көрсету қажеттігін ескерту үшін жағымсыз дыбыс шығарады. Тежегіш қаптамасы – бұл тежегіш жүйесінің көліктің кинетикалық энергиясын жылуға айналдыратын бөлігі, сондықтан қаптама жоғары температураға төтеп беруге тиіс, артық тозуға (жиі ауыстыруға) немесе газ шығаруға (тежегіш күшінің төмендеуіне) әкелмейтіндей болуы керек. Тиімділігіне байланысты хризотил асбесті жиі тежегіш қаптамаларының құрамына қосады. Алайда, 1989 жылғы Ұлттық денсаулық сақтау институтының зерттеуі тежегіш механиктерінің көп бөлігінің плевралық және перитонеалдық мезотелиомамен ауырғанын көрсетті, бұл екеуі де хризотил мен асбестке ұшыраумен байланысты. Халық денсаулығын сақтау органдары тежегіш шаңын жұтудан аулақ болуға кеңес береді, хризотил көптеген дамыған елдерде, мысалы, 2003 жылдың соңында Австралияда тыйым салынды және хризотил көптеген тежегіш қаптамаларында басқа талшықтармен, мысалы, синтетикалық арамидтермен алмастырылды. Көптеген елдерде адамдардың денсаулығы мен қоршаған ортаны қорғау үшін асбесттен жасалған тежегіш қаптамаларын пайдалануға тыйым салынған. Көптеген адамдар асбестсіз құралымды таңдайды.
Brake linings are composed of a relatively soft but tough and heat resistant material with a high coefficient of dynamic friction (and ideally an identical coefficient of static friction) typically mounted to a solid metal backing using high temperature adhesives or rivets. The complete assembly (including lining and backing) is then often called a brake pad or brake shoe. The dynamic friction coefficient "μ" for most standard brake pads is usually in the range of 0.35 to 0.42. This means that a force of 1000 Newtons on the pad will give a resulting brake force close to 400 Newtons. There are some racing pads that have a very high μ of 0.55 to 0.62 with excellent high temperature behaviour. These pads have high iron content and will usually outperform any other pad used with iron discs. Though these high μ pads wear themselves and the discs down more quickly, they are nevertheless a good cost effective alternative to more exotic/expensive materials. Using a typical bicycle brake as an example, the backing would be the metal shell which provides mechanical support, and the lining would be the rubbery portion which contacts the rims when the brakes are applied. In most modern vehicular applications the system is conceptually identical, except the rims would be replaced with solid steel (or sometimes exotic metal) disc. Furthermore, a metal tang is usually incorporated into the pad assembly. The tang contacts the rotors when the linings are worn out, causing an annoying noise designed to alert the motorist that brake servicing is required. Since the lining is the portion of the braking system which converts the vehicle's kinetic energy into heat, the lining must be capable of surviving high temperatures without excessive wear (leading to frequent replacement) or outgassing (which causes brake fade, a decrease in the stopping power of the brake). Due to its efficacy, chrysotile asbestos was often a component in brake linings. However, studies such as a 1989 National Institutes of Health item showed an uncommonly high proportion of brake mechanics were afflicted with pleural and peritoneal mesothelioma, both of which are linked to chrysotile and asbestos exposure. Public health authorities generally recommend against inhaling brake dust, chrysotile has been banned in many developed countries, such as Australia in late 2003, and chrysotile has been progressively replaced in most brake linings and pads by other fibers such as the synthetic aramids. Most countries in the world now prohibit the use of brake linings made of asbestos for the sake of people's health and environmental protection. Asbestos free formulations are the choice for most people.
Сақтау
Астар тозған кезде, тіреу немесе қабылдағыштар тежеу кезінде роторларға немесе барабандарға жанасып, көбінесе барабандарды немесе роторларды қайта өңдеуді немесе ауыстыруды талап ететін зақымдануға әкеледі. Ескерту тілінен туындайтын мазасыз сырыл, тежегіш қаптамаларын ауыстыру қажеттігі туралы естілетін ескерту ретінде қарастырылады; кейбір көліктерде электрлік тежегіш тозу индикаторлары да болуы мүмкін. Егер сырылға немесе тозу индикаторына көп уақыт бойы назар берілмесе, барабан немесе ротор зақымданады (әдетте жағымсыз ұнтақтау дыбысы немесе сезімімен бірге) және тежеу қабілеті төмендейді. Тежегіш астары маймен немесе ағып шыққан тежегіш сұйықтығымен ластануы мүмкін. Типик белгілері – тежегіштің дірілдеуі, онда қаптамалар ротордың бетін ұстап, босатып жібереді. Шешім – ластану көзін жөндеу және тазалау, зақымдалған қаптамаларды ауыстыру және роторларды қайтадан тегістеу немесе зақымдалған жағдайда ауыстыру. Автокөлік жөндеу саласында тұтынушылар өмір бойы кепілдікпен тежегіш қаптамаларын сатып ала алады. Бұл қаптамалар дәстүрлі тежегіш қаптамаларына қарағанда әлдеқайда қатты астарды пайдаланады және роторлардың немесе барабандардың қатты тозуына себеп болуы мүмкін. Сондықтан тұтынушылар жаңа орнатылған тежегіш қаптамалары көлік құралы өндірушісі ұсынған немесе бекіткен қаптамалар екеніне көз жеткізуі керек. Тежегіш қаптамалары көліктің екі жағында жұптап ауыстырылуы керек, өйткені қалыңдықтарының (және мүмкін материал түрлерінің) айырмашылығы тежеудің тепе-теңсіздігіне және көлікті тиімді тежегіш жаққа тартуына әкелуі мүмкін. Көптеген көліктер үшін қаптамаларды (осылайша, астарларды) ауыстыру механик үшін оңай, аздаған құралдар мен уақытты қажет етеді – астарлар тозуға жарайтын элементтер ретінде қарастырылады және оларды оңай күтуге болады. Тежегіш астарлары тежегіш жүйелері мен тұтқалары бар жерде кездеседі, мысалы, лифт қауіпсіздігі тежегіштерінен бастап VCR ішіндегі шпиндельдік тежегіштерге дейін. Түрі мен материалдары әртүрлі болуы мүмкін, бірақ принцип бірдей.
When the lining is worn out, the backing or rivets will contact the rotors or drums during braking, often causing damage requiring re machining or replacement of the drums or rotors. An annoying squeal caused by the warning tang is designed as a typical audible alert that the pads need to be replaced; some vehicles may also have electrical brake wear indicators. If the squeal or wear indicator is ignored for too long, drum or rotor damage (usually accompanied by an unpleasant grinding sound or sensation) together with degraded braking capacity will be the result. The brake lining may also become contaminated by oil or leaked brake fluid. Typical symptoms will be brake chatter, where the pads vibrate as the lining grabs and releases the rotor's surface. The solution is to repair and clean the source of the contamination, replace the damaged pads and possibly also have the rotors re skimmed or replaced if they are damaged. In the automotive repair industry, consumers can purchase brake pads with a lifetime warranty. These pads use a much harder lining than traditional brake pads and tend to cause excessive wear of the much more expensive rotors or drums. For that reason, consumers should ensure that the new brake pads installed are those specified or supplied by the vehicle's manufacturer. Brake pads should always be replaced in pairs on both sides of a vehicle, as the different lining thicknesses (and possibly material types) will cause uneven braking, making the vehicle pull in the direction of the more effective brake. For most vehicles, replacing pads (and therefore linings) is easy for a mechanic, requiring a minimum of tools and time — the linings are designed to be consumable and should therefore be easy to service. Brake linings can also be found just about everywhere there are braking systems and clutches, from elevator safety brakes to spindle brakes inside a VCR. The form and materials are frequently different, but the principle is the same.
Каталогтастыру
Тормоз қаптамаларын каталогтау үшін әртүрлі жүйелер бар. Еуропада ең көп қолданылатын жүйе – WVA нөмірлеу жүйесі.
There are different systems for the cataloguing of brake linings. The most frequently used system in Europe is the WVA numbering system.