مادة قرص الفرامل والمعالجة الحرارية: لماذا تهم الصلابة وعلم المعادن للفرامل الصناعية

تمامًا مثل عجلات الفرامل في الفرامل الأسطوانية، فإن قرص الفرامل (الدوار) هو شريك احتكاك حاسم في أنظمة الفرامل القرصية. إنه ليس مجرد لوح فولاذي. تحدد درجة المادة والمعالجة الحرارية وتشطيب السطح ما إذا كانت وسادات الفرامل تدوم 6 أشهر أو 6 أسابيع، وما إذا كان القرص يلتوي أو يتشقق تحت الحمل الحراري.

تشرح هذه المقالة متطلبات المواد لأقراص الفرامل الصناعية المستخدمة مع فرامل SH الهيدروليكية الآمنة ضد الفشل القرصية و فرامل YPZ2 الكهروهيدروليكية القرصية، مع التركيز على الصلابة والثبات الحراري ومقاومة التآكل.

مقطع عرضي لقرص فرامل مهوى مقابل قرص صلب، يوضح مسارات تدفق الحرارة.

1) وظيفة القرص: أكثر من مجرد احتكاك

يجب أن يتحمل القرص ثلاث ظروف قاسية في وقت واحد:

الصدمة الحرارية: يمكن أن تقفز درجة حرارة السطح من 20 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية+ في ثوانٍ أثناء التوقف الطارئ.
الإجهاد الميكانيكي: القوة الطاردة المركزية عند سرعات الدوران العالية تحاول تمزيقه؛ قوة التثبيت تحاول سحقه/التواءه.
التآكل والاهتراء: تحتك الوسادات به باستمرار. يجب أن يكون صلبًا بما يكفي لمقاومة الأخاديد ولكنه قوي بما يكفي لعدم التشقق.

2) اختيار المادة: الحديد الزهر مقابل الفولاذ

معظم أقراص الفرامل الصناعية مصنوعة من الفولاذ المصبوب أو الحديد المرن، على عكس أقراص السيارات التي غالبًا ما تكون من الحديد الزهر الرمادي.

الفولاذ المصبوب (مثل ZG35CrMo، ZG42CrMo)

شائع في: الفرامل عالية السرعة وعالية الطاقة (توربينات الرياح، الروافع الكبيرة).

المزايا: قوة عالية، صلابة ممتازة (لن ينفجر بسهولة)، توصيل حراري جيد.
العيوب: قد يكون من الصعب تشغيله آليًا للحصول على تشطيب مثالي؛ تخميد أقل قليلاً من الحديد (أكثر عرضة للصرير).

الحديد المرن (مثل QT500-7، QT600-3)

شائع في: الفرامل الصناعية العامة، السرعات المنخفضة.

المزايا: مقاومة جيدة للتآكل، تخميد أفضل (أكثر هدوءًا)، أسهل في صب الأشكال المعقدة (الأقراص المهواة).
العيوب: مقاومة أقل للصدمات الحرارية من الفولاذ السبائكي؛ خطر التشقق الحراري في الخدمة القاسية.

3) الصلابة: المنطقة “المعتدلة”

يجب أن تتطابق صلابة القرص مع مادة وسادة الفرامل. إذا كان القرص ناعمًا جدًا، ستأكله الوسادات. إذا كان صلبًا جدًا، ستتزجج الوسادات أو تتشقق.

النطاق النموذجي: 220–280 HB (برينل).
ناعم جدًا (< 200 HB): تآكل سريع للقرص، أخاديد عميقة، استبدال متكرر.
صلب جدًا (> 300 HB): تزجج الوسادات، ضوضاء، احتمالية التشقق الدقيق للسطح (تشقق حراري).

المعالجة الحرارية: عادةً ما يتم التبريد والتلطيف (Q+T) للأقراص لتحقيق صلابة وبنية موحدة في جميع أنحاء المقطع العرضي، وليس فقط على السطح.

4) تشطيب السطح: قيمة Ra مهمة

يحدد نسيج السطح (الخشونة) مدى سرعة تآكل الوسادات الجديدة ومدى استقرار الاحتكاك.

Ra المستهدف: 1.6 – 3.2 ميكرومتر.
ناعم جدًا (< 0.8 ميكرومتر): تتزجج الوسادات؛ عزم دوران أولي منخفض؛ وقت تأقلم طويل.
خشن جدًا (> 6.3 ميكرومتر): تآكل سريع للوسادات؛ ضوضاء؛ توليد حرارة مفرط.

اتجاه التشغيل الآلي: من الناحية المثالية، يجب أن يكون التشطيب غير اتجاهي (تقاطع متقاطع) أو محيطي، وليس أخاديد شعاعية.

5) التهوية: الأقراص الصلبة مقابل المهواة

تبديد الحرارة هو العامل المحدد لدورة عمل الفرامل.

القرص الصلب: بسيط، قوي، كتلة حرارية جيدة للتوقفات الفردية (فرامل الطوارئ). يبرد ببطء.
القرص المهوى: يحتوي على ريش داخلية لضخ الهواء. يبرد بشكل أسرع بكثير. ضروري للتطبيقات عالية الدورة (فرامل الخدمة، التحكم في الشد).

فرامل SH الهيدروليكية الآمنة ضد الفشل القرصية (غالبًا ما يقترن بأقراص مهواة للطاقة العالية)

6) الصيانة: فحص صحة القرص الخاص بك

لا تنتظر حتى يتشقق القرص. افحصه أثناء كل تغيير للوسادات:

السماكة: قس عند 3–4 نقاط. استبدل إذا كان أقل من الحد الأدنى للسماكة (عادةً ما يكون محفورًا على الحافة).
الانحراف: افحص بمؤشر قرص. > 0.1–0.2 مم انحراف يسبب ارتداد الوسادة واهتزازًا.
الشقوق: ابحث عن “الشقوق الحرارية” (شقوق صغيرة تشبه شبكة العنكبوت). الصغيرة مقبولة؛ الشقوق الممتدة إلى الحافة أو عبر السماكة تعني فشلًا فوريًا.
الأخاديد: الحواف العميقة تعني تآكلًا كاشطًا. أعد السطح أو استبدل.

هل تحتاج إلى أقراص فرامل بديلة؟

نحن نورد أقراص فرامل عالية الجودة (صلبة ومهواة) متوافقة مع فراملنا القرصية. حدد القطر، السماكة، تجويف المحور، ومتطلبات المادة (أو واجب التطبيق) للحصول على عرض سعر.

اتصل بنا للحصول على مواصفات أقراص الفرامل والأسعار.