خشونة سطح قرص المكابح (Ra) وتأثيرها على التمهد، التآكل، واستقرار عزم الدوران

في أنظمة مكابح الأقراص الصناعية، القرص ليس مجرد «قطعة من الصلب». يؤثر خشونة السطح (المحددة عادة كـ Ra) مباشرة على مدى سرعة تمهيد الوسادات، واستقرار معامل الاحتكاك مع مرور الوقت، وسرعة تآكل كل من الوسادات والقرص.

إذا كان القرص جديدًا ناعم جدًا، قد يستغرق التمهيج وقتًا طويلاً وقد تتزبد الوسادات، مما يؤدي إلى انخفاض عزم الدوران وتوقف غير متسق. إذا كان القرص خشن جدًا، قد ترى تآكلًا عدوانيًا للوسادة، وضوضاء، وارتفاع درجة الحرارة، وخطوط ساخنة غير متساوية. تظهر هذه المشاكل في العديد من تطبيقات مكابح الأسطوانة — بما في ذلك مكابح الأقراص الهيدروليكية الآمنة، مكابح الأقراص الكهربائية الهيدروليكية YPZ2، ومكابح الأقراص الهوائية (سلسلة CQP/QP)—لأن جميعها تعتمد على تكوين فيلم احتكاك متوقع على مسار القرص.

[محدد صورة] مقارنة مقربة: (أ) قرص ناعم جدًا (يشبه المرآة)، (ب) نسيج تشغيل صحيح، (ج) قرص خشن جدًا مع علامات أدوات حلزونية عميقة.

لماذا يهم Ra في مكابح الأقراص الصناعية (ليس فقط «المظهر»)

بالنسبة لمكابح الأقراص، عزم الكبح مرتبط بقوة الاحتكاك، قوة التثبيت، ونصف القطر الفعال:

يؤثر Ra على عزم الدوران بشكل غير مباشر لأنه يؤثر على كيفية تكوين فيلم الاحتكاك (طبقة النقل) ومدى استقرار μ عبر درجات الحرارة، الرطوبة، ونمط الاستخدام. بكلمات بسيطة، تؤثر خشونة القرص على:

• سرعة التمهيج: مدى سرعة تطور الاتصال والتفاعل بين الوسادة والقرص.
• نمط التآكل: تآكل الفيلم اللاصق مقابل تآكل القطع الكاشطة.
• الضوضاء والاهتزاز: نمط الخشونة و«علامات الحلزون» يمكن أن تثير الصرير / الاهتزاز.
• سلوك الحرارة: عدم استقرار فيلم الاحتكاك = بقع ساخنة محلية = تكرار الحرارة.

عندما يبلغ العملاء عن «عدم استقرار عزم الفرامل»، غالبًا ما يُلقى اللوم على الأسطوانة أولاً. لكن إذا كان تشطيب القرص خاطئًا — أو إذا تم إعادة تصنيعه باستخدام أدوات غير مناسبة — فإن استقرار العزم يكون صعب التحقيق حتى مع فرامل جيدة تمامًا.

Ra، Rz، واتجاه التشغيل: ما يجب أن تحدده فعليًا

Ra هو المتوسط الأكثر استخدامًا في مواصفات الشراء. هو مفيد، لكنه لا يصف كل شيء. بالنسبة لأسطح الاحتكاك، غالبًا ما يكون عنصران إضافيان أكثر تنبؤًا بالمشاكل:

• Rz / سلوك القمة إلى الوادي: قد توجد علامات أدوات عميقة حتى عندما يبدو أن Ra «مقبول».
• اتجاه / نمط التشغيل: الأخاديد الحلزونية المتراصة مع الدوران يمكن أن تعزز الاهتزاز وتراكم الفيلم غير المتساوي.

[محدد صورة] توضيح: علامات الدوران الحلزونية مقابل نمط التداخل العرضي (موضحًا سبب أن التداخل العرضي عادةً أكثر استقرارًا للتمهيد).

نطاقات Ra العملية المستخدمة في العديد من أقراص مكابح الصناعية (نقطة انطلاق)

يجب أن تتبع القيم الدقيقة مواصفات مورد الفرامل / القرص (مادة الوسادة مهمة)، لكن النطاقات أدناه تُستخدم على نطاق واسع كأهداف عملية لمسارات مكابح الأقراص الصناعية:

مهم: إذا كنت تستخدم مواد احتكاك نصف معدنية أو مسخنة (للاستخدام عالي الطاقة)، يمكن أن يتحول نطاق الخشونة «الأفضل». دائمًا قم بمطابقة تشطيب القرص مع درجة مادة الاحتكاك ونمط الاستخدام.

كيف تؤثر خشونة القرص على التمهيج (ما يحدث في أول 50–200 توقف)

التمهيج ليس مجرد «تآكل الوسادة حتى تتناسب». إنه عملية بناء طبقة احتكاك مستقرة على القرص وخلق مساحة اتصال حقيقية موحدة. تغير خشونة القرص سلوك التمهيج بطرق متوقعة:

إذا كان القرص ناعم جدًا

• قد تتلطخ مادة الوسادة وتزبد بدلًا من تكوين طبقة ثابتة.
• قد يكون معامل الاحتكاك الابتدائي منخفضًا ومتغيرًا (يشعر المشغلون بـ «ضعف الكبح»).
• يمكن أن تتسبب الاتصال في بقع صغيرة في ارتفاع درجة الحرارة محليًا في البداية.

إذا كانت القرص خشنًا جدًا

• يزداد معدل تآكل الوسادة (يسيطر التآكل الكاشط على الأمر).
• يزداد غبار الفرامل؛ تتعمق الأخاديد بسرعة، خاصة تحت التلوث.
• الضوضاء وتذبذب العزم يصبحان أكثر احتمالًا إذا كانت علامات الأدوات ذات اتجاه معين.

[محدد صورة] مجموعة صور: سطح الوسادة المزبد مقابل وسادة متمركزة بشكل صحيح تظهر طبقة نقل غير لامعة ومتساوية.

روتين التمهيج الذي يمكن للمهندسين اتباعه فعليًا (مكابح الأقراص على الرافعات، الرافعات، الونشات)

يعتمد خطة التمهيج الصحيحة على الطاقة لكل توقف، لكن الهدف العملي هو نفسه: بناء فيلم ثابت بدون ارتفاع درجة الحرارة مبكرًا. إليك روتين محافظ يعمل للعديد من أنظمة مكابح الأقراص الصناعية:

1. التوقفات الأولى من 20 إلى 30: الفرملة الخفيفة إلى المعتدلة، تجنب التوقفات الطارئة القوية. اسمح بفترات تبريد قصيرة.
2. التوقفات من 20 إلى 50 التالية: حمل كبح متوسط، مع تجنب التوقفات المستمرة عالية الطاقة.
3. التحقق: تأكيد أن الكبح يصبح أكثر اتساقًا وأن شريط الاتصال بالوسادة يصبح موحدًا (فحص بصري إذا أمكن).
4. الفحص الحراري: قم بالمسح بالأشعة تحت الحمراء للقرص بعد تشغيل قصير؛ تشير الأشرطة الساخنة إلى مشاكل في الانحراف/الاتصال، وليس «تسوية عادية».

إذا أردت طريقة بسيطة لربط التمهيج بالحرارة، تتبع قوة الكبح خلال التوقفات المتكررة:

P \\approx T \\cdot \\omega

عندما يكون القرص خشنًا جدًا أو الاتصال غير متساوٍ، يمكن أن يؤدي التوقف نفسه إلى تسخين محلي أعلى لأن الاحتكاك غير مستقر ومركز في مناطق صغيرة.

القياس الميداني: كيف تتحقق من خشونة القرص بدون مختبر

للقبول في الموقع أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها، جهاز اختبار خشونة محمول مثالي. إذا لم يكن لديك واحد، يمكنك إجراء فحوصات ذات مغزى.

الخيار أ (الأفضل): جهاز اختبار خشونة محمول

• قم بالقياس في مواقع متعددة حول القرص (مثل 6-12 نقطة).
• قم بالقياس عند نفس نصف القطر الذي تعمل عنده الوسادة (منتصف المسار).
• سجل قيمة Ra و (إذا كانت متوفرة) Rz.

الخيار ب (الفحص): مقارنة السطح فحص نمط بصري

• قارن بلوحة مقارنة الخشونة (شائعة في ورش الماكينة).
• ابحث عن أخاديد حلزونية عميقة، قمم الروافد، أو أشرطة التلميع.
• اختبر باستخدام ظفر الإصبع بحذر: إذا علقت الأخاديد بقوة، فهي غالبًا خشنة جدًا للتمهيد المستقر.

[محدد صورة] صورة: جهاز اختبار خشونة محمول على القرص قراءة مثال (قيم Ra عند 8 نقاط).

الإجراءات التصحيحية: ماذا تفعل عندما يكون خشونة القرص غير صحيحة

لا تصلح تشطيب القرص بالحدس. اختر إجراء تصحيحي بناءً على ما يفعله سطح القرص.

إذا كان القرص ناعمًا جدًا (تزبد / عزم منخفض / تمهيد طويل)

• تجهيز السطح الخفيف (طريقة كاشطة معتمدة) لاستعادة النسيج.
• تحقق من أن مادة الوسادة مناسبة للتطبيق؛ بعض الأغطية تتزبد بسهولة إذا كانت الحمولة خفيفة جدًا.
• إعادة تشغيل روتين التمهيج والتحكم في نطاقات درجة الحرارة.

إذا كان القرص خشنًا جدًا (تآكل سريع / ضوضاء / خدوش)

• أعد تصفيف (طحن / إنهاء) إلى نطاق Ra مضبوط؛ تجنب الأخاديد الاتجاهية العميقة.
• تحقق من المحاذاة والانحراف: غالبًا ما تتزامن مشاكل الخشونة مع بقع ساخنة ناتجة عن الانحراف.
• تأكيد مصادر التلوث (زيت / شحم). الجسيمات الكاشطة تسرع بشكل كبير من الخدش.

مهم للتمهيد: إذا قمت بتشغيل القرص، تحكم في كل من تشطيب السطح و السُمك/الانحراف. سطح «جميل المظهر» يزيد من الانحراف سيسبب مشاكل جديدة.

كيف يرتبط هذا بأنظمة مكابح الأقراص لدينا (SH / YPZ2 / مكابح الأسطوانة الهوائية)

أنظمة مكابح الأسطوانة لدينا — مثل SH (الهيدروليكية الآمنة للفشل) و YPZ2 (الهيدروليكية الكهربائية) — مصممة لتوفير قوة تثبيت متوقعة وسلوك آمن للفشل. لتحقيق الأداء المتوقع في الموقع، يجب أن يفي القرص أيضًا بمتطلبات التشطيب والهندسة الأساسية:

• خشونة سطح القرص ضمن نطاق Ra مناسب للمادة المختارة للوسادة
• لا توجد علامات حلزون عميقة على مسار الاحتكاك
• التحكم المعقول في الانحراف لمنع رجوع الوسادة وتشكيل المناطق الساخنة.

إذا كنت تستورد الأقراص بشكل منفصل، نوصي بمعاملة تشطيب القرص كجزء من مواصفات نظام الكبح — وليس كعملية تشغيل لاحقة. يمكننا أيضًا تزويدك بأقراص فرامل مطابقة (مثل أقراص فرامل BSP) لمواءمة أداء الاحتكاك مع هدف تصميم الفرامل.

[محدد رابط داخلي] صفحة منتج قرص الفرامل BSP

إذا رغبت، يمكننا تحويل ذلك إلى مواصفة شراء قائمة فحص للموقع لمشروعك

شارك طراز الفرامل الخاص بك (SH / YPZ2 / CQP/QP)، قطر القرص، سرعة العمود، دورة العمل، ونوع مادة الاحتكاك. يمكننا اقتراح: (1) نطاق هدف Ra عملي، (2) نقاط القياس وطريقة القبول، و (3) روتين التمهيج الذي يقلل من التزبد والتآكل المبكر.

[محدد رابط داخلي] اتصل بفريق الهندسة لدينا للحصول على توصيات حول تشطيب سطح القرص ودعم قطع الغيار المطابقة.