Когда промышленный тормоз теряет эффективность, большинство сначала обращает внимание на материал накладки. Но в многих тяжелых условиях (кранов, конвейеров, металлургии) больший риск — это более базовая проблема: как крепится фрикционная накладка. Высококачественная накладка всё равно может выйти из строя раньше срока, если метод крепления не соответствует температуре, ударным нагрузкам, загрязнениям или обслуживанию. Это…
Эта статья сравнивает три распространенных метода крепления —заклепки, клей и болты — с практическими диапазонами данных, типичными режимами отказа и руководством по выбору. Примеры соответствуют нашим тормозным системам, используемым в промышленности, таким как Электро-гидравлические барабанные тормоза серии YWZ13 (накладки на колодках) и Гидравлические дисковые тормоза с аварийным отключением серии SH (сборки колодок на дисках).
[Изображение] Три образца рядом: заклепанная накладка, клееная накладка, сборка сегментных накладок с болтами.
Почему метод крепления влияет на поведение тормоза (а не только «остается ли он на месте»)?
Крепление накладки должно передавать тангенциальную тормозную силу в сторону обуви или задней пластины без ослабления, отслаивания или трещин — за тысячи тепловых циклов. Один из простых способов увидеть путь нагрузки — преобразовать крутящий момент в тангенциальную силу на эффективном радиусе:
F_t \approx \frac{T}{R_{eff}}Это касательное усилие, которое ваши заклепки, слой клея или болты в конечном итоге должны нести (с запасом безопасности). Если способность крепления ухудшается при нагреве или загрязнении, вы можете заметить симптомы, похожие на «проблемы трения»: дрейф крутящего момента, дребезжание, горячие точки, неравномерный износ или внезапную потерю торможения.
Быстрый числовой пример (полезен для размышлений, не для окончательного проектирования): Если тормоз должен обеспечить 10 000 Н·м при эффективном радиусе 0,25 м, то:
F_t \approx \frac{10{,}000}{0.25}=40{,}000\ \text{Н}Это 40 кН тангенциальной силы, пытающейся сдвинуть или оторвать крепление накладки при каждом торможении. Любая слабость в клее, установке заклепок или блокировке болтов быстро проявится — особенно в условиях тяжелых крановых тормозов и тормозов на спусках.
Три метода крепления в промышленных тормозах (что каждый из них действительно обеспечивает)
| Метод | Типичные места использования | Основные преимущества | Основные риски | Заметки по обслуживанию |
|---|---|---|---|---|
| Заклепанные | Тормозные колодки барабанного / блокового типа (краны, конвейеры) | Прочное механическое удержание; толерантность к скачкам температуры; менее чувствительны к маслам, чем клей. | Экспозиция головки заклепки может оставить царапины на тормозном колесе; локальные напряжения вокруг заклепок; немного уменьшенная эффективная площадь накладки | Следите за толщиной накладки над заклепками; заменяйте до контакта заклепок с колесом |
| Клееные | Тормозные колодки дискового тормоза; множество накладок; более тихие приложения | Контакт по всей площади; плавное зацепление; меньший шум; зачастую лучшее использование износа | Деградация клея при высокой температуре; подъем / отслаивание краев; чувствительность к подготовке поверхности и отверждению | Осмотрите края на наличие отделения; избегайте перегрева / зажима |
| Болтовые / сегментированные | Тяжелые суппорты, большие диски, некоторые специальные накладки | Быстрая замена; высокая безопасность при правильной конструкции; подходит для больших сегментов | Ослабление болтов при вибрации / тепловом цикле; неправильный момент затяжки; коррозийное заедание | Используйте правильный момент затяжки метод блокировки; повторно проверьте после горячего запуска |
На практике также используют гибридные конструкции (клееные заклепанные), когда требуются высокая температура и стабильный контакт. «Лучший» метод зависит от цикла работы, условий окружающей среды и дисциплины обслуживания на объекте.
Заклепочные накладки: когда механическая фиксация — более безопасный выбор
Заклепочные накладки распространены в промышленных барабанных / блоковых тормозах, потому что они механически закреплены даже при скачках температуры. В тормозах кранов и многих конвейерах — типичных применениях серии YWZ13 — такая толерантность к суровым условиям — практическое преимущество.
Типичные преимущества в полевых условиях:
- Менее чувствительны к «одному плохому событию перегрева» по сравнению с некоторыми системами клея.
- Надежны в пыльных условиях, где неизбежна микроабразия.
- Обеспечивает четкий визуальный предел износа: когда головки заклепок приближаются, необходимо заменить.
Распространенные режимы отказа (на что обращать внимание):
- Экспозиция головки заклепки → повреждение тормозного колеса / тормозной поверхности.
- Трещины вокруг отверстий для заклепок из-за концентрации напряжений, особенно при ударных нагрузках.
- Ослабленные заклепки если качество установки заклепок плохое или обувь деформируется.
Практические проверки приемки (быстрые и измеряемые):
- Минимальная толщина накладки над головками заклепок (установите правило на объекте; многие команды используют консервативный запас, чтобы заклепки никогда не касались колеса).
- Посадка заклепки: отсутствие «качания» сегментов накладки, отсутствие видимых зазоров под накладкой.
- Осмотр поверхности тормозного колеса: любые царапины должны инициировать более раннюю замену накладки и проверку заедания.
[Изображение] Фото: состояние поверхности головки заклепки у поверхности против повреждений контакта с тормозным колесом.
Клееные накладки: тихий, стабильный контакт — до тех пор, пока подготовка поверхности или нагрев не будут выполнены правильно
Клееные накладки очень распространены в промышленных дисковых тормозных колодках и многих накладках для обуви, потому что они обеспечивают поддержку по всей площади и более плавное зацепление. Для суппортных тормозов обычно есть два интерфейса:
- Фрикционный материал ↔ задняя пластина (обычно клееные)
- Сборка подушек ↔ суппорт (удерживаются штифтами/болтами/скобами)
Для систем, подобных нашим Гидравлическим дисковым тормозам с аварийным отключением, важна целостность клееных накладок, поскольку эти тормоза часто используются для удержания и аварийных задач — где отслоение накладки недопустимо.
Практические данные (типичные диапазоны в отрасли):
- Многие промышленные системы клея ориентированы на сопротивление сдвигу клея в 10–25 МПа диапазон (зависит сильно от химии, температуры и отверждения)
- Эффективность клея обычно снижается с ростом температуры интерфейса; повторное воздействие высоких пиков ускоряет деградацию.
Распространённые режимы отказа:
- Подъем / отслаивание краев: часто начинается в углах, где концентрируются тепло и сдвиг.
- Тепловое повреждение клеевого слоя: накладки выглядят «хорошо», пока не произойдет резкое отделение из-за высокой температуры.
- Загрязнённые поверхности сцепления: масляная пленка, ржавчина или плохое пескоструйное покрытие значительно снижают прочность клея.
Два контроля на производстве, которые важнее «брендового клея»:
- Подготовка поверхности (очистка шлифовка правильный грунт, если требуется)
- Контроль отверждения (температура/время/давление) и прослеживаемые партийные записи
[Изображение] Поперечный разрез: правильная толщина клеевого слоя против пустот / плохих участков влажного пропитывания.
Болтовые или сегментированные накладки: удобство обслуживания — если вы контролируете момент затяжки и блокировку.
Болтовые / сегментированные накладки используются, когда требуется быстрая замена и высокая механическая надежность больших сегментов. В тяжелых условиях это значительно сокращает время простоя — особенно при труднодоступности тормозов. Но такие конструкции надежны только при условии, что крепежные элементы рассматриваются как часть тормозной системы, а не как «оборудование».
Что обычно идет не так на месте:
- Некорректный момент затяжки болтов (недотягивание → ослабление; перетягивание → деформация болта или искажение задней пластины)
- Нет метода блокировки (без гайки с преднапряжением, без блокирующей шайбы, без фиксатора резьбы, без предохранительного провода — зависит от конструкции)
- Термический цикл вибрация не учитывается (первый горячий запуск ослабляет болты)
- Коррозийный зажим на уличном / портовом оборудовании (болты нельзя обслуживать при необходимости)
Если вы используете болтовые накладки, рассматривайте «момент затяжки повторную затяжку после первого горячего запуска» как стандартный этап ввода в эксплуатацию.
[Изображение] Фото: методы блокировки болтов, обычно используемые в сборках тормозных колодок (защитная пластина, предохранительный провод, преобладающая гайка).
Руководство по выбору по применению (что обычно работает на практике)
Ниже приведены практические тенденции (не абсолютные правила). Окончательный выбор должен соответствовать вашему проекту тормоза, классу накладок и профилю нагрузки.
| Применение | Наиболее распространённое предпочтение крепления | Почему |
|---|---|---|
| Тяговые тормоза крана / тормоза тележки (часто с высоким частотой остановок) | Заклепочные или клееные (в зависимости от температуры) | Требует повторяемости; заклепки терпят злоупотребление, клей обеспечивает плавный контакт при контролируемой температуре. |
| Держание подъемника / аварийное удержание | Клееные накладки (разработаны OEM) надежное удержание накладки | Равномерный контакт и предсказуемое удержание; должно противостоять отслоению и ползучести при горячем состоянии. |
| Металлургия / пыль высокой температуры | Заклепочные или гибридные (клееные заклепанные) | Пиковые температуры и загрязнения — распространены; механическая резервная система снижает риск отрыва |
| Эксплуатация на открытом воздухе / воздействие коррозии | Заклепочные или хорошо защищённые болтовые системы | Болты требуют стратегии защиты от коррозии; заклепки избегают проблем с заеданием крепежа |
Ключи для осмотра: как обнаружить проблемы с креплением на ранней стадии (до того, как остановка станет опасной)
- Клееные накладки / накладки: проверяйте края на подъем, трещины, «теневые зазоры» или потемнение линий клея.
- Заклепочные накладки: проверьте близость головки заклепки к поверхности и наличие свободных / гремящих сегментов.
- Болтовые накладки: метки-следы болтов; повторная проверка после первого горячего запуска; осмотр искажения задней пластины.
- Любой тип: если вы заметили локальные горячие полосы на диске / колесе или быстрое неравномерное изнашивание, сначала проверьте выравнивание и заедание.
[Внутренний шаблон] Страница запасных частей для тормозных накладок / колодок (наборы OEM)
Почему запасные части OEM важны здесь (крепление — часть системы безопасности)
Изменение метода крепления без инженерной проверки — распространенный скрытый риск. Например, переход от заклепочной клейке (или использование другого процесса склеивания) может изменить теплопередачу, сопротивление отслоению и режим отказа — особенно в тормозах высокой нагрузки, таких как тормоза кранов серии YWZ. Аналогично, дисковые тормозные колодки могут «подходить» к суппорту, но выйти из строя, потому что система сцепления фрикционного слоя с задней пластиной не рассчитана на те же пики температуры и сдвиговые нагрузки.
Для критически важных систем безопасности метод крепления накладки рассматривайте как заданную характеристику компонента, а не как удобство производства. Использование накладок/колодок OEM-совместимых обеспечивает согласованность фрикционного поведения и целостности крепления с проектным замыслом тормоза.
[Внутренний шаблон] Запасные части для тормозных накладок / колодок (наборы OEM)
[Внутренний шаблон] Наборы тормозных колодок серии SH и процедура замены
