Во многих промышленных системах барабанных тормозов, тормозное колесо (иногда называемое тормозным барабаном в определенных контекстах) рассматривается как «просто вращающаяся часть». На самом деле, это партнер по трению, который в значительной степени определяет скорость износа, тепловое поведение, шум/вибрацию и даже стабильность крутящего момента со временем.
Это особенно актуально для электромеханических барабанных тормозов, широко используемых в кранах, конвейерах и тяжелой технике — таких как наши электромеханические тормоза серии YWZ13. Если материал или термообработка колеса не соответствуют циклу работы и накладке, вы обычно столкнетесь с одним (или несколькими) из следующих результатов: быстрый износ накладки, царапины на колесе, синеватость/горячие точки, нестабильность крутящего момента или трещины.
Ниже представлен практический инженерный обзор материалов тормозных колес и вариантов термообработки, с диапазонами данных, которые можно использовать в спецификациях и проверках приемки.
[Изображение] Детальный вид трека трения тормозного колеса с (A) здоровым рисунком износа, (B) царапинами, (C) синеватостью.
Для тормозов с барабаном/блоком тормозное усилие создается за счет давления накладки на вращающееся колесо. Колесо должно выполнять четыре функции одновременно:
Обеспечьте стабильную поверхность трения
- чтобы крутящий момент был повторяемым от остановки к остановке. Поглощение и распространение тепла
- выделение при торможении (тепловая масса теплопроводность). Сопротивление износу и царапинам
- от накладки под нагрузкой и загрязнений (пыль, влажность, накипь). Выдержать тепловое циклирование
- без трещин, деформаций или сильного роста биения. Вот почему правило «жестче — лучше» не является безопасным. Слишком жесткое колесо может противостоять износу, но стать более уязвимым к тепловым трещинам и ускорить износ накладки. Слишком мягкое колесо защищает накладку, но быстро гравирует и теряет эффективную геометрию трения.
2) Распространенные материалы тормозных колес (и что означают цифры)
Тип семейства материала (типичные марки)
Промышленные тормозные колеса обычно изготавливаются из серого чугуна, дюралюминия или литой стали. Лучший выбор зависит от цикла работы, ударных нагрузок и температурного профиля.
| Типичная прочность на растяжение | Типичная пластичность | Типичный диапазон твердости (HB) | Практические советы по торможению | Серый чугун (например, HT250/HT300) |
|---|---|---|---|---|
| ~250–300 МПа | Низкая (хрупкая) | ~180–240 HB | Хорошая демпфирующая способность (меньше треска), стабильное трение; меньшая ударная вязкость — следите за тепловой трещиной в тяжелых условиях эксплуатации. | Дюралюминий (например, QT500-7) |
| ~500 МПа | ~7% удлинения | ~170–240 HB (зависит от обработки) | Лучше ударной вязкости, чем у серого чугуна; хороший компромисс для наружных и ударных машин. | Литая сталь (например, ZG35 / ZG45) |
| ~500–700 МПа (зависит от марки) | Выше, чем у серого чугуна | ~170–260 HB (обработанное) | Высокая ударная вязкость и толерантность к перегрузкам; может потребоваться тщательное подбор трения, чтобы избежать износа накладки и шума. | Быстрая интерпретация |
Примечание: указанные диапазоны — типичные значения отрасли. Ваши фактические критерии приемки должны соответствовать вашему проектному чертежу и профилю нагрузки тормоза.
Серый чугун:
- широко используется, потому что «ведет себя хорошо» в трении — хорошая демпфирующая способность и стабильное поведение поверхности, но меньшая ударная вязкость. Дюралюминий:
- часто выбирается, когда удары/шоки и эксплуатация на улице увеличивают риск трещин у серого чугуна. Литая сталь:
- выбирается, когда приоритет — ударная вязкость (шок/перегрузка), но требует тщательного контроля отделки поверхности и выбора накладки. 3) Почему важна твердость — плюс реальность «твердость недостаточна»
[Изображение] Сравнение микроструктур: серые чугунные хлопья против нодулей дюралюминия (иллюстративно).
Твердость влияет на износостойкость, но износ также зависит от типа накладки, распределения давления, загрязнений и температуры. Классическая модель износа:
V \propto \frac{W \cdot s}{H}
Высокая температура может изменить поведение фрикционной пленки и микроструктуру поверхности.Где V — объем износа, W — нормальная нагрузка, s — скользящее расстояние, и H — твердость. Это объясняет, почему более твердые материалы изнашиваются медленнее. Однако реальный износ тормоза часто отклоняется из-за:
- Загрязнение (масло/пыль) может превратить износ в абразию/царапание.
- Неравномерное контактное давление (неправильная установка/биение) создает локальные горячие точки и «выборочное изнашивание».
- 4) Варианты термообработки для тормозных колес (и что каждый из них меняет)
Поэтому мы рассматриваем твердость как контролируемый диапазон, а не как единственную цель «чем выше, тем лучше».
Термообработка — это настройка баланса между сопротивлением износу поверхности и ударной вязкостью сердцевины. Распространенные подходы включают:
A) Как-отливка / снятие напряжений
Используется, когда свойства отливки уже соответствуют требованиям, и основная цель — снизить остаточное напряжение (улучшая стабильность размеров). Это помогает снизить деформацию и изменения биения в начальный период эксплуатации.
B) Нормализация (обычно для литых колес)
Нормализация уточняет зернистую структуру и повышает однородность. Часто выбирается, когда нужны стабильные механические свойства по всему колесу, особенно для более толстых секций, которые иначе охлаждаются неравномерно.
C) Отжиг и отпуск (Q&T) (для целей повышения прочности/ударной вязкости)
Q&T повышает прочность и ударную вязкость, но может повысить твердость выше, чем некоторые системы накладок допускают. Если используется Q&T, укажите контролируемый диапазон твердости и подтвердите совместимость трения с материалом накладки (органический, полуметаллический или спеченный).
D) Поверхностное закаливание (например, индукционное закаливание) (только при обосновании)
5) Практический выбор: подбор материала и обработки колеса под цикл работы
Поверхностное закаливание создает жесткий слой износа, сохраняя более прочное ядро. Это полезно в условиях сильной абразивной среды, но увеличивает риск тепловых трещин поверхности, если цикл работы вызывает высокие пиковые температуры. При указании поверхностного закаливания необходимо также указывать эффективную глубину слоя и метод измерения твердости (HB/HRC), а также как проверяются трещины.
[Изображение] Настройка проверки биения на треке тормозного колеса (HBW) пример точек измерения по окружности.
Если вы выбираете тормозное колесо для крана, тормоза перемещения или конвейера, начните с профиля нагрузки и режима отказа, которого хотите избежать.
Если ваша основная проблема — быстрый износ колеса / глубокие борозды
Проверьте на
- загрязнение (масло/жир) и абразивная пыль во-первых — обновление материала не устранит протечку уплотнения коробки передач. Проверьте выравнивание и контактный рисунок. Неравномерный контакт может быстро «резать» борозды.
- Тогда рассмотрите переход от более мягкого материала к контролируемому более высокому диапазону твердости или от серого чугуна к дюралюминию, в зависимости от истории трещин.
- Если основная проблема — трещины / тепловая проверка
Трещины часто возникают из-за
- высокая пиковая температура Тепловое циклирование + остаточное напряжение + Сначала проанализируйте тормозную энергию и повышение температуры (многие трещины связаны с режимом работы)..
- Рассмотрите варианты материалов с более высокой ударной вязкостью (дюралюминий или литая сталь) и снятие напряжений/нормализацию для повышения стабильности.
- Избегайте необоснованно высокого уровня твердости поверхности без подтверждения теплового поведения.
- Если ваша основная проблема — нестабильное торможение (треск/шум/дрейф крутящего момента)
Поверхностная отделка и демпфирование материала важны. Серый чугун часто хорошо справляется с демпфированием вибраций.
- Проверьте биение, выравнивание монтажа и совместимость марки накладки (стабильность коэффициента трения).
- Подтвердите, что тормоз полностью освобождается — заедание может «полировать» колесо и изменять поведение трения.
- 6) Что указывать при заказе тормозного колеса (избегайте расплывчатых требований)
Реальность на месте: В многих применениях кранов и конвейеров наиболее экономичным улучшением является не «жестче сталь», а более точный контроль зазора, хода освобождения и предотвращения загрязнения масла.
Для закупок и инженерии самый быстрый способ получить стабильные тормозные колеса — указать измеряемые требования. Практическое техническое задание должно включать:
Класс материала
- (например, класс HT/QT/ZG или эквивалент) Режим термообработки
- (как-отливка / снятие напряжений / нормализация / Q&T / поверхностное закаливание) Диапазон твердости на треке трения
- (HB, предпочтительный метод измерения HBW для отливок) Ограничение биения / концентричности
- на треке трения (свяжите это с конструкцией тормоза) Поверхностная отделка
- требование (диапазон Ra) и правило «отсутствия глубоких дефектов литья» на рельсе Метод инспекции
- : точки и счетчики твердости, визуальные критерии, опциональные MT/PT для проверки трещин (если критическая нагрузка)7) Примечание по продукту: подбор тормозных колес к семействам тормозов (почему «совместимость OEM» снижает время простоя)
[Внутренний шаблон ссылки] Скачать: Контрольный список заказа тормозного колеса (размеры материал твердость точки инспекции).
В системах барабанных тормозов колесо и накладка образуют пару трения. Когда заказчики модернизируют материал или твердость колеса без учета накладки, часто происходят два события:
Ненормальная износостойкость накладки (слишком жесткое колесо / поверхность слишком агрессивная).
- Пазы колеса или перегрев (слишком мягкое колесо или плохое состояние поверхности).
- 8) Быстрые проверки состояния тормозного колеса на месте (что могут быстро измерить техники)
Для клиентов, использующих наши электромеханические барабанные тормоза (например, YWZ/YWZ13), мы поставляем тормозные колеса в виде совместимых компонентов (например, наши ZDL серии тормозных колес), чтобы поведение трения соответствовало предполагаемому крутящему моменту и тепловому профилю тормоза.
[Внутренний шаблон ссылки] Страница продукта тормозного колеса серии ZDL
[Внутренний шаблон ссылки] Запасные части: тормозное колесо накладки комплекты штифтов/втулок для тормозов YWZ/YWZ13
Визуальное состояние рельса:
- осмотрите борозды, тепловые пятна (синеватость), глазурь и трещины. Проверка биения:
- цилиндровый индикатор на рельсе может выявить деформацию, вызывающую неравномерное торможение и износ колодок. Тепловое сканирование:
- после обычной работы по назначению выполните IR-сканирование рельса — локальные горячие точки часто указывают на неправильную установку или заедание. Проверка загрязнений:
- масло/жир на треке — основная причина; устраните утечки перед заменой деталей. Нужна помощь в выборе спецификации тормозного колеса?
[Изображение] Настройка проверки биения на поверхности трека тормозного колеса.
Если вы укажете модель тормоза (например, YWZ13), размеры тормозного колеса, цикл работы (остановки/час скорость), окружающую среду (пыль/масло/на улице) и тип накладки, мы можем порекомендовать материал и целевую тепловую обработку, балансирующие износ и риск трещин.
В многих промышленных системах барабанных тормозов тормозное колесо (иногда называемое тормозным барабаном в определенных контекстах) рассматривается как «просто вращающаяся часть». На самом деле, это партнер по трению, который в значительной степени определяет скорость износа, тепловое поведение, шум/вибрацию и даже стабильность крутящего момента со временем. Особенно это касается электромеханических…
[Внутренний шаблон ссылки] Свяжитесь с нашей инженерной командой для поддержки выбора и совместимости замены тормозного колеса.
