In systems industriales de freio a disco, o disco de travão não é apenas “um pedaço de aço.” A rugosidade de superfície (comumente indicada como Ra) afeta diretamente quão rapidamente os pastilhas bed-in, quão estável permanece o coeficiente de fricção ao longo do tempo, e quão rápido os pastilhas e o disco se desgastam.
Se um disco novo for demasiado suave, bed-in pode demorar muito e as pastilhas podem glazing, levando a torque baixo e paragens inconsistentes. Se o disco for demasiado áspero, pode ver desgaste agressivo da pastilha, ruído, aumento de temperatura e bandas quentes irregulares. Estas questões aparecem em muitas aplicações de freio a pistão — incluindo os nossos SH hydraulic fail-safe disc brakes, YPZ2 electro-hydraulic disc brakes, e freios a pistão pneumáticos (série CQP/QP) — porque todos dependem de formação previsível de filme de fricção na faixa do disco.
[Image Placeholder] Close-up comparison: (A) disco demasiado suave (espelho), (B) textura de usinagem correcta, (C) disco demasiado áspero com marcas profundas em espiral.
Porque importa Ra numa travagem industrial de disco (não apenas “parece”)
Para uma travagem a disco, o torque de travagem está fortemente ligado ao coeficiente de fricção, à força de aperto e ao raio efectivo:
T \approx \mu \cdot F_{clamp} \cdot R_{eff}Ra influencia o torque indirectamente porque afeta como se forma o filme de fricção (camada de transferência) e quão estável μ se mantém com temperatura, humidade e ciclo de serviço. Em termos simples, a rugosidade do disco influencia:
- Velocidade de bed-in: como rapidamente a pastilha e o disco desenvolvem contacto uniforme e filme de fricção.
- Modo de desgaste: desgaste de filme adesivo vs desgaste de corte abrasivo.
- Ruído e vibração: padrão de rugosidade e “marcas em espiral” podem provocar chiado/raspagem.
- Comportamento térmico: filme de fricção instável = pontos quentes locais = faixa térmica.
Quando os clientes relatam “o torque da travagem é instável”, costuma-se culpar primeiro o pistão. Mas se o acabamento do disco estiver incorrecto—or se tiver sido re-usinado com a ferramenta errada—a estabilidade do torque é difícil de alcançar, mesmo com uma travagem ótima.
Ra, Rz, e direção de usinagem: o que deve especificar realmente
Ra é o valor médio de rugosidade mais comum usado em especificações de compra. É útil, mas não descreve tudo. Para superfícies de fricção, dois itens adicionais são muitas vezes mais preditivos de problemas:
- Rz / comportamento pico-vale: marcas profundas de ferramenta podem existir mesmo quando Ra parece “ok.”
- Direção/padrão de usinagem: ranhuras espirais alinhadas com a rotação podem promover vibração e construção desigual do filme.
[Image Placeholder] Ilustração: marcas de espiral vs padrão cruzado (mostrando por que o cruzado é geralmente mais estável para bed-in).
Faixas práticas de Ra usadas em muitos discos de freio industriais (ponto de partida)
Valores exactos devem seguir a especificação do fornecedor de travões/disco (o material da pastilha importa), mas as faixas abaixo são amplamente usadas como alvos práticos para pistas industriais de freio a disco:
| Condição de superfície do disco | Faixa típica de Ra | O que normalmente se vê em operação |
|---|---|---|
| Muito suave | < 0.8 μm | Bed-in lento, risco de glaze, torque inicial mais baixo, bandas de contacto “polidas” |
| Faixa de trabalho comum (muitas pastilhas industriais) | ~1.6 a 3.2 μm | Velocidade de bed-in razoável, filme de fricção estável, desgaste equilibrado |
| Demasiado áspero (frequentemente problemático) | > 4.0 μm | Desgaste agressivo da pastilha, ruído, maior calor, riscagem visível e poeira |
Importante: se usar materiais de fricção semi-metálicos ou sinterizados (duty de alta energia), a faixa ótima de rugosidade pode deslocar-se. Sempre combine o acabamento do disco com o grau de material de fricção e o ciclo de serviço.
Como a rugosidade do disco afeta o bed-in (o que acontece nas primeiras 50–200 paragens)
O bed-in não é apenas “desgastar a pastilha até encaixar.” É o processo de construir uma camada de fricção estável no disco e criar uma área de contacto real uniforme. A rugosidade do disco altera o comportamento do bed-in de formas previsíveis:
Se o disco for demasiado suave
- O material da pastilha pode manchar e glaze em vez de formar um filme estável.
- O coeficiente de fricção inicial pode ser baixo e variável (operadores sentem “travagem fraca”).
- A temperatura pode subir localmente porque o contacto ocorre em pequenas manchas no início.
Se o disco for demasiado áspero
- A velocidade de desgaste da pastilha aumenta (desbaste abrasivo domina).
- Poeira de travão aumenta; ranhuras aprofundam-se rapidamente, especialmente na presença de contaminação.
- Ruído e ripple de torque tornam-se mais prováveis se as marcas de ferramenta forem direcionais.
[Image Placeholder] Série de fotos: superfície da pastilha glaze vs pasta bedded de aparência uniforme para transferência de acabamento.
Uma rotina de bed-in que os técnicos podem seguir (freios a disco em cranes, macacos, winches)
O plano de bed-in correto depende da energia por paragem, mas o objetivo prático é o mesmo: construir um filme estável sem aquecer demasiado cedo. Aqui está uma rotina conservadora que funciona para muitas instalações industriais de freio a disco:
- Primeiras 20–30 paragens: travagem leve a moderada, evitar paragens de emergência fortes. Permitir intervalos de arrefecimento curtos.
- Próximas 20–50 paragens: carga de travagem média, ainda evitando paragens contínuas de alta energia seguidas.
- Verificação: confirmar que o travamento se torna mais consistente e que a banda de contacto da pastilha se torna uniforme (inspeção visual se possível).
- Verificação térmica: IR-scan do disco após uma corrida de curta duração; bandas quentes indicam deflexão/problemas de contacto, não “bed-in normal.”
Se quiser uma forma simples de ligar bed-in ao calor, registe a potência de travagem durante paragens repetidas:
P \approx T \cdot \omega
Quando o disco é demasiado áspero ou o contacto é irregular, a mesma paragem pode gerar aquecimento local mais elevado porque o atrito é instável e concentrado em zonas pequenas.
Medida de campo: como verificar rugosidade do disco sem laboratório
Para aprovação no local ou resolução de problemas, um tester portátil de rugosidade é ideal. Se não tiver, ainda pode fazer uma triagem significativa.
Opção A (melhor): tester portátil de rugosidade
- Medir em várias posições ao redor do disco (p.ex., 6–12 pontos).
- Medir no mesmo raio onde a pastilha corre (meio da faixa).
- Registar Ra e (se disponível) Rz.
Opção B (triagem): comparador de superfície verificação visual do padrão
- Comparar com uma placa de comparador de rugosidade (comum em oficinas de máquinas).
- Procurar sulcos profundos em espiral, picos de cristas ou bandas polidas.
- Use um teste de unha cuidadosamente: se sulcos “agarram” fortemente, geralmente é demasiado áspero para bed-in estável.
[Image Placeholder] Foto: tester portátil de rugosidade no disco leitura de exemplo (valores de Ra em 8 pontos).
Ações correctivas: o que fazer quando a rugosidade do disco está incorrecta
Não “conserte” o acabamento do disco adivinhando. Escolha uma ação correctiva com base no que a superfície do disco está a fazer.
Se o disco for demasiado suave (glazing / torque baixo / bed-in longo)
- Condicionamento leve da superfície (método abrasivo aprovado) para restaurar a textura.
- Verificar se o material da pastilha está correto para a aplicação; alguns revestimentos ficam facilmente glaze se a tarefa for muito leve.
- Re-execute uma rotina de bed-in controlada e monitorize faixas de temperatura.
Se o disco for demasiado áspero (desgaste rápido / ruído / riscagem)
- Repor superfície (afiar/terminar) para uma faixa de Ra controlada; evitar sulcos direacionais profundos.
- Verificar alinhamento e deflexão: problemas de rugosidade costumam coexistir com hotspots causados pela deflexão.
- Confirmar fontes de contaminação (óleos/graxa). Partículas abrasivas aceleram o risco de riscagem.
Importante para resurfacing: se usinar o disco, controlar tanto o acabamento de superfície quanto o espessura/desvio. Uma superfície “bonita” que aumenta o desvio criará novos problemas.
Como isto se relaciona com os nossos sistemas de travagem a disco (SH / YPZ2 / travões pneumáticos)
Os nossos sistemas de pistola de travagem — tais como SH (falha hidráulica segura) e YPZ2 (hidro-hidráulico) — são desenhados para fornecer uma força de aperto previsível e comportamento de falha segura. Para obter o desempenho esperado no local, o disco também deve cumprir requisitos básicos de acabamento e geometria:
- rugosidade da superfície do disco dentro de uma banda Ra adequada para o material de pastilha escolhido
- sem marcas profundas em espiral na faixa de fricção
- controle razoável de deflexão para evitar knock-back da pastilha e hotspots
Se estiver a comprar discos separadamente, recomendamos tratar o acabamento do disco como parte da especificação do sistema de travagem — não como um pensamento posterior. Também podemos fornecer discos de travão emparelhados (p.ex., BSP brake discs) para alinhar o desempenho de fricção com a intenção do projeto de travagem.
[Internal Link Placeholder] BSP Disco de Travão (página de produto)
Se quiser, podemos transformar isto num spec de compra lista de verificação para o seu projeto
Indique o modelo de travão (SH / YPZ2 / CQP/QP), diâmetro do disco, velocidade do eixo, ciclo de serviço e tipo de material de fricção. Podemos sugerir: (1) uma banda prática de alvo Ra, (2) pontos de medição e método de aceitação, e (3) uma rotina de bed-in que reduza glazing e desgaste precoce.
[Internal Link Placeholder] Contacte a nossa equipa de engenharia para recomendações de acabamento de superfície do disco e peças sobresselentes compatíveis.
