Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка"

• Автор: Болдырев, Денис Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Аналитический обзор.

1.1 Общая характеристика состава, структуры и свойств серых чугунов, используемых для изготовления тормозных дисков.

1.2 Материалы, применяемые в тормозных колодках дискового тормоза

1.3 Условия работы пары трения тормозной диск колодка

2. Материалы, образцы, оборудование, методы испытаний и исследований. л 2.1 Материалы и образцы

2.2 Оборудование и методики проведения испытаний и исследований

3. Исследование влияния технологических и эксплуатационных факторов на условия работы тормозного диска
3.1 Оценка различных технологий изготовления и относительных остаточных упругих деформаций вентилируемых тормозных дисков
3.2 Подбор режима термообработки для снятия остаточных напряжений и оценка влияния отжига, моделирующего нагрев при трении в эксплуатации, на геометрические параметры тормозных дисков
3.3 Характеристика работоспособности вентилируемых тормозных дисков при стендовых испытаниях.
4. Исследование процессов и механизмов трения в контакте пары тормозной диск колодка
4.1 Исследование свойств материалов тормозных колодок
4.2 Исследование поверхностей трения тормозных дисков после стендовых натурных испытаний средствами электронной микроскопии
5. Исследование влияния серы и микролегирующих добавок на структуру и свойства серого чугуна.
5.1 Сравнительный анализ материалов вентилируемых тормозных дисков переднего тормоза импортного и отечественного производства.
5.1.1 Результаты одноосного растяжения и замеров тврдости по
Брииелю
5.1.2 Результаты металлографических исследований и химического анализа.
5.1.3 Результаты триботехнических испытаний
5.2 Исследование влияния микродобавок серы на структуру и свойства серого чугуна.4
5.2.1 Результаты лабораторных исследований.
5.2.2 Результаты стендовых испытаний.
5.3 Исследование влияния микролегирующих добавок карбидообразующих
элементов на комплекс свойств серого чугуна
Основные результаты и выводы.
Литература


Разработаны рекомендации по дальнейшему повышению износно-фрикционных свойств пары за счёт оптимизации концентраций марганца и хрома в материале тормозного диска, а также композитного состава материала тормозной колодки. Описание реального процесса трения в паре «тормозной диск -колодка» на основе данных металлографического и микрорентгеноспектрального анализа. Результаты исследования влияния особенностей микроструктуры, химического состава и механических свойств материала тормозного диска на его работоспособность в паре с материалом тормозной колодки. Описание влияния композитного состава и структуры, а также механических свойств материала тормозной колодки на его износно-фрикцнонные свойства и изнашивающую способность в паре «тормозной диск - колодка». Классификация и анализ факторов, в том числе технологических, влияющих на появление вибрации при торможении. Достоверность. Достоверность полученных в работе результатов исследований обеспечивается применением комплекса современного оборудования и методик исследований, сравнением результатов лабораторных испытаний с результатами стендовых натурных испытаний, а также использованием методов статистической обработки результатов экспериментов. Апробация работы. АВТОВАЗ» в - гг. Публикации. Основное содержание диссертации отражено в печатных работах. Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения (основные результаты и выводы); изложена на 7 страницах, включая рисунок, таблиц и список литературы из 7 источников. Чугун - сплав железа с углеродом при содержании последнего свыше 2,%. Чугуны классифицируются по следующим признакам: по состоянию углерода, по содержанию углерода, по структуре основы, по форме графитных включений, по химическому составу, по содержанию основного легирующего элемента и по области применения [-]. Чугуны для тормозных дисков успешно используются в автомобилях, в том числе и спортивных []. Серые чугуны используются как фрикционные материалы в тех случаях, когда требуется поддержание определённого значения коэффициента трения, без задиров и схватывания трущихся поверхностей [,]. Серый чугун - материал с высокими технологическими свойствами. Из него можно изготавливать отливки самой сложной конфигурации с толщиной стенок от 2 до 0 мм. ПД); величиной (ПГд), распределением (ПГр) и количеством (ПГ) графита; количеством цементита в эвтектике (Ц). ФЭ), распределением (ФЭр) и диаметром ячеек сетки (ФЭд). Главной особенностью микроструктуры серого чугуна, определяющей его физико-механические и служебные свойства, является наличие графита пластинчатой формы. Пластинчатый графит в большей степени нарушает сплошность металлической матрицы, и по этой причине, с одной стороны, серый чугун обладает сравнительно невысокими показателями предела прочности на разрыв и довольно низкой пластичностью. Помимо этого при невысоких температурах (до 0°С), когда графитизация и аллотропическое превращение исключаются, имеет место такое явление как увеличение объёма чугуна под влиянием повторного нагрева и охлаждения, иначе называемое ростом чугуна. В данных условиях рост происходит только за счёт коррозии, то есть окисления металла матрицы газами, проникающими в полости графитных включений. Чем крупнее и прямолинейнее графитные выделения и чем больше в чугуне кремния и углерода, тем сильнее его рост. С подъёмом температуры выше 0°С рост чугуна происходит не только за счёт коррозии, но и за счёт графитизации: Ре3С (цементит) ЗРе (феррит) + Ссвоб (графит), которая влечёт за собой увеличение объема, так как удельный вес образующегося графита (2,. Ре3С [], из-за чего чугун становиться неплотным, резко снижается его прочность и твёрдость, чугунные отливки деформируются, а иногда и разрушаются []. С другой стороны благодаря именно пластинчатой форме графита в сером чугуне имеет место наиболее благоприятное сочетание хороших антифрикционных свойств, высокой износостойкости и малой чувствительности к концентраторам напряжений (особенно к поверхностным). В дополнение к этому серый чугун имеет высокую демпфирующую способность (его внутреннее трение в 4.