Chất liệu má phanh và thay thế thông thường

Má phanhLà vật liệu ma sát được cố định trên trống phanh hoặc đĩa phanh quay cùng với bánh xe, trong đó lớp lót ma sát và khối lót ma sát chịu áp lực bên ngoài tạo ra ma sát nhằm đạt được mục đích giảm tốc độ của xe.

Khối ma sát là vật liệu ma sát được đẩy bởi piston kẹp và ép vàođĩa phanh, do tác dụng của ma sát nên khối ma sát sẽ bị mòn dần, nói chung giá thành càng thấp thì má phanh càng mòn nhanh hơn.Khối ma sát được chia thành hai phần: vật liệu ma sát và tấm đế.Sau khi vật liệu ma sát bị mòn, tấm đế sẽ tiếp xúc trực tiếp với đĩa phanh, cuối cùng sẽ làm mất tác dụng phanh và làm hỏng đĩa phanh, chi phí sửa chữa đĩa phanh rất tốn kém.

Nhìn chung, các yêu cầu cơ bản đối với má phanh chủ yếu là khả năng chống mài mòn, hệ số ma sát lớn và đặc tính cách nhiệt tuyệt vời.

Theo các phương pháp phanh khác nhau, má phanh có thể được chia thành: má phanh tang trống và má phanh đĩa, theo các vật liệu khác nhau, má phanh thường có thể được chia thành loại amiăng, loại bán kim loại, loại NAO (tức là vật liệu hữu cơ không amiăng). loại) má phanh và ba loại khác.

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ hiện đại, giống như các bộ phận khác của hệ thống phanh, bản thân má phanh cũng ngày càng phát triển và thay đổi trong những năm gần đây.

Trong quy trình sản xuất truyền thống, vật liệu ma sát được sử dụng trong má phanh là hỗn hợp của nhiều chất kết dính hoặc chất phụ gia khác nhau, trong đó sợi được thêm vào để cải thiện độ bền và đóng vai trò gia cố.Các nhà sản xuất má phanh có xu hướng giữ im lặng khi công bố vật liệu được sử dụng, đặc biệt là các công thức mới.Tác dụng cuối cùng của phanh má phanh, khả năng chống mài mòn, chịu nhiệt độ và các đặc tính khác sẽ phụ thuộc vào tỷ lệ tương đối của các bộ phận khác nhau.Sau đây là phần thảo luận ngắn gọn về một số vật liệu má phanh khác nhau.

Má phanh loại amiăng

Amiăng đã được sử dụng làm vật liệu gia cố cho má phanh ngay từ đầu.Sợi amiăng có độ bền cao và khả năng chịu nhiệt độ cao nên có thể đáp ứng các yêu cầu về má phanh, đĩa ly hợp và lớp lót.Các sợi này có độ bền kéo cao, thậm chí có thể sánh ngang với thép cao cấp và có thể chịu được nhiệt độ lên tới 316°C.Quan trọng hơn, amiăng tương đối rẻ tiền và được chiết xuất từ ​​​​quặng amphibole, được tìm thấy với số lượng lớn ở nhiều quốc gia.

Amiăng đã được chứng minh về mặt y tế là một chất gây ung thư.Những sợi hình kim của nó có thể dễ dàng đi vào phổi và lưu lại ở đó, gây kích ứng và cuối cùng dẫn đến ung thư phổi, tuy nhiên thời gian tiềm ẩn của bệnh này có thể kéo dài tới 15-30 năm nên người ta thường không nhận biết được tác hại do bệnh này gây ra. amiăng.

Chỉ cần bản thân sợi amiăng được cố định bởi vật liệu ma sát sẽ không gây nguy hiểm cho sức khỏe người lao động, nhưng khi sợi amiăng được giải phóng cùng với ma sát của phanh tạo thành bụi phanh thì có thể trở thành một chuỗi ảnh hưởng đến sức khỏe.

Theo các thử nghiệm do Hiệp hội Sức khỏe và An toàn Lao động Hoa Kỳ (OSHA) tiến hành, mỗi khi tiến hành kiểm tra độ ma sát thông thường, má phanh sẽ sản sinh ra hàng triệu sợi amiăng thải vào không khí và các sợi này nhỏ hơn nhiều so với sợi tóc người. mà mắt thường không thể quan sát được nên một hơi thở có thể hấp thụ hàng ngàn sợi amiăng mà con người không hề hay biết.Tương tự, nếu trống phanh hoặc các bộ phận phanh trong bụi phanh bị ống khí thổi bay đi cũng có thể đưa vô số sợi amiăng vào không khí, và những bụi này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe của người thợ làm việc mà còn gây ra thiệt hại về sức khỏe cho bất kỳ nhân viên nào khác có mặt.Ngay cả một số thao tác cực kỳ đơn giản như dùng búa đập vào trống phanh để nới lỏng và cho bụi phanh bên trong thoát ra ngoài cũng có thể tạo ra rất nhiều sợi amiăng bay lơ lửng trong không khí.Điều đáng lo ngại hơn nữa là khi các sợi lơ lửng trong không khí, chúng sẽ tồn tại hàng giờ và sau đó sẽ dính vào quần áo, bàn, dụng cụ và mọi bề mặt khác mà bạn có thể nghĩ tới.Bất cứ khi nào chúng gặp phải sự khuấy động (chẳng hạn như lau chùi, đi lại, sử dụng các công cụ khí nén để tạo ra luồng không khí), chúng sẽ lại bay trở lại không khí.Thông thường, một khi vật liệu này xâm nhập vào môi trường làm việc, nó sẽ tồn tại ở đó trong nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm, gây ra những ảnh hưởng tiềm tàng đến sức khỏe của những người làm việc ở đó và thậm chí cả khách hàng.

Hiệp hội Sức khỏe và An toàn Lao động Hoa Kỳ (OSHA) cũng tuyên bố rằng chỉ an toàn khi mọi người làm việc trong môi trường chứa không quá 0,2 sợi amiăng trên một mét vuông và cần giảm thiểu bụi amiăng từ công việc sửa chữa phanh thông thường và phải làm việc tốt hơn. nên tránh càng nhiều càng tốt những điều có thể gây ra bụi (chẳng hạn như chạm vào má phanh, v.v.).

Nhưng ngoài khía cạnh nguy hiểm cho sức khỏe, còn có một vấn đề quan trọng khác với má phanh làm từ amiăng.Vì amiăng là chất đoạn nhiệt nên tính dẫn nhiệt của nó đặc biệt kém và việc sử dụng phanh nhiều lần thường sẽ khiến nhiệt tích tụ trong má phanh.Nếu má phanh đạt đến một mức nhiệt nhất định thì phanh sẽ hỏng.

Khi các nhà sản xuất xe và nhà cung cấp vật liệu phanh quyết định phát triển các chất thay thế mới và an toàn hơn cho amiăng, các vật liệu ma sát mới gần như được tạo ra đồng thời.Đây là các hỗn hợp “bán kim loại” và má phanh hữu cơ không amiăng (NAO) được thảo luận dưới đây.

Má phanh hybrid “bán kim loại”

Má phanh hỗn hợp “bán gặp” chủ yếu được làm bằng len thép thô làm sợi gia cố và hỗn hợp quan trọng.Từ hình thức bên ngoài (sợi mịn và hạt), có thể dễ dàng phân biệt loại amiăng với loại má phanh hữu cơ không amiăng (NAO), và chúng cũng có bản chất từ ​​tính.

Độ bền và độ dẫn nhiệt cao của lông cừu thép làm cho má phanh hỗn hợp “bán kim loại” có đặc tính phanh khác với má phanh amiăng truyền thống.Hàm lượng kim loại cao cũng làm thay đổi đặc tính ma sát của má phanh, điều này thường có nghĩa là má phanh “bán kim loại” cần áp suất phanh cao hơn để đạt được hiệu quả phanh tương tự.Hàm lượng kim loại cao, đặc biệt là ở nhiệt độ lạnh, cũng có nghĩa là các miếng đệm sẽ gây ra sự mài mòn bề mặt lớn hơn trên đĩa hoặc trống cũng như tạo ra nhiều tiếng ồn hơn.

Ưu điểm chính của má phanh “bán kim loại” là khả năng kiểm soát nhiệt độ và nhiệt độ phanh cao hơn so với hiệu suất truyền nhiệt kém của loại amiăng và khả năng làm mát kém của đĩa phanh và tang trống.Nhiệt được truyền đến thước cặp và các bộ phận của nó.Tất nhiên, nếu lượng nhiệt này không được xử lý đúng cách cũng có thể gây ra vấn đề.Nhiệt độ dầu phanh sẽ tăng lên khi nóng lên, nếu nhiệt độ đạt đến một mức nhất định sẽ khiến phanh co lại và dầu phanh sôi lên.Nhiệt lượng này còn ảnh hưởng đến kẹp phanh, phốt piston và lò xo hồi vị sẽ làm tăng tốc độ lão hóa của các bộ phận này, đó là lý do phải lắp ráp lại kẹp phanh và thay thế các bộ phận kim loại trong quá trình sửa chữa phanh.

Vật liệu phanh hữu cơ không amiăng (NAO)

Vật liệu phanh hữu cơ không amiăng chủ yếu sử dụng sợi thủy tinh, sợi polycool thơm hoặc các loại sợi khác (cacbon, gốm, v.v.) làm vật liệu gia cố, hiệu suất của chúng chủ yếu phụ thuộc vào loại sợi và các hỗn hợp bổ sung khác.

Vật liệu phanh hữu cơ không chứa amiăng chủ yếu được phát triển để thay thế tinh thể amiăng cho trống phanh hoặc guốc phanh, nhưng gần đây chúng cũng đang được thử nghiệm để thay thế cho má phanh đĩa trước.Xét về hiệu suất, má phanh loại NAO gần giống với má phanh amiăng hơn là má phanh bán kim loại.Nó không có tính dẫn nhiệt tốt và khả năng kiểm soát nhiệt độ cao tốt như miếng đệm bán kim loại.

Nguyên liệu thô NAO mới so sánh với má phanh amiăng như thế nào?Các vật liệu ma sát dựa trên amiăng điển hình chứa năm đến bảy hỗn hợp bazơ, bao gồm sợi amiăng để gia cố, nhiều loại vật liệu phụ gia và chất kết dính như dầu hạt lanh, nhựa, đánh thức âm thanh benzen và nhựa.Để so sánh, vật liệu ma sát NAO chứa khoảng 17 hợp chất dính khác nhau, vì việc loại bỏ amiăng không giống như thay thế nó bằng vật liệu thay thế mà cần một hỗn hợp lớn để đảm bảo hiệu suất phanh bằng hoặc vượt quá hiệu quả phanh của khối ma sát amiăng.