Analiza zalet i wad różnych materiałów ciernych
Materiały cierne są szeroko stosowane w hamulcach, sprzęgłach i urządzeniach przenoszących ciernie różnych pojazdów transportowych (takich jak samochody, pociągi, samoloty, statki itp.) oraz różnych maszyn i urządzeń. W urządzeniu hamującym wydajność tarcia materiału ciernego wykorzystuje się do przekształcenia obrotowej energii kinetycznej w energię cieplną i inne formy energii, hamując w ten sposób urządzenie przenoszące.
Nowoczesne samochodowe materiały cierne to rodzaj materiałów kompozytowych, których główną funkcją i wymaganiami konstrukcyjnymi jest tarcie. Podczas pracy poddawany jest głównie wielokrotnie zmieniającym się polom naprężeń mechanicznych i pól naprężeń termicznych, a źródłem siły i ciepła jest powierzchnia styku tarcia, która w nieskończoność tworzy nową powierzchnię roboczą.
Materiały cierne stosowane w samochodach to głównie tarcze cierne hamulców i tarcze sprzęgła. Materiały cierne są zarówno częściami zabezpieczającymi, jak i częściami zużywalnymi.
Tradycyjne mokre materiały cierne wytwarza się przez zmieszanie składników materiałów ciernych z masy papierniczej. Ten rodzaj materiału ciernego na bazie papieru, wytwarzany tradycyjną technologią, wykazuje pewne oczywiste wady w środowiskach o dużym obciążeniu:
(1) W porównaniu z materiałami ciernymi na bazie miedzi, materiały na bazie papieru mają lepsze współczynniki tarcia i słabą odporność na temperaturę;
(2) Materiały na bazie papieru mają lepszą kompatybilność z olejem niż materiały na bazie miedzi. Jednak ta kompatybilność jest nadal niewystarczająca w rzeczywistym zastosowaniu;
(3) Materiały na bazie papieru mają słabą przewodność cieplną i są podatne na lokalne gorące punkty na powierzchni pod dużym obciążeniem.
W odpowiedzi na powyższe problemy rozwiązaniem jest zastosowanie włókna węglowego jako materiału ciernego. Ale w rzeczywistości ludzie nie używają powszechnie włókna węglowego jako materiału ciernego. Głównym powodem jest to, że koszt materiału ciernego po zastosowaniu włókna węglowego jest zbyt wysoki.
