چه چیزی دوام و عملکرد کفش های ترمز ریخته گری را تعیین می کند؟

آهن خاکستری در مقابل چدن انعطاف پذیر: انتخاب مواد ریخته گری مناسب برای کفش های ترمز

کفش های ترمز ریخته گری معمولاً از چدن خاکستری یا چدن داکتیل (ندولار) تولید می‌شوند و انتخاب بین این دو تأثیر مستقیم بر نحوه عملکرد کفش تحت فشار مکرر حرارتی و مکانیکی دارد. آهن خاکستری حاوی گرافیت به شکل پوسته پوسته است که رسانایی حرارتی عالی و میرایی ارتعاش طبیعی را به مواد می بخشد که هر دو ویژگی ارزشمندی برای جزء است که به طور مکرر گرمای اصطکاکی را در طول ترمز جذب و دفع می کند. با این حال، ساختار گرافیت پولکی همچنین آهن خاکستری را شکننده‌تر می‌کند، به این معنی که می‌تواند در اثر ضربه ناگهانی یا اگر کفش قبل از نصب بیفتد یا به درستی کار نکند، ترک بخورد.

در مقابل، چدن داکتیل در گره‌های کروی به جای ورقه‌ها حاوی گرافیت است که انتشار ترک را بسیار مؤثرتر قطع می‌کند و به ماده استحکام کششی و مقاومت ضربه‌ای به‌طور قابل‌توجهی بالاتر می‌دهد. این امر باعث می‌شود آهن داکتیل برای کاربردهای سنگین مانند راه‌آهن باری، تجهیزات معدن، یا وسایل نقلیه تجاری سنگین انتخاب بهتری باشد، جایی که کفشک ترمز علاوه بر چرخه حرارتی، بارهای شوک مکانیکی بالاتری را نیز تجربه می‌کند. معاوضه این است که تولید آهن داکتیل معمولاً هزینه بیشتری برای تولید دارد و به دلیل استحکام بالاتر آن، ماشینکاری کمی دشوارتر است، که زمانی که یک تولیدکننده حجم تولید زیادی را ذکر می کند، یک ملاحظات عملی است.

تطبیق ترکیب آلیاژ با دمای عملیاتی

کفشک‌های ترمز که در سرویس توقف و استارت با فرکانس بالا کار می‌کنند، مانند تعویض لوکوموتیو یا کامیون‌های باربری معدن، چرخه حرارتی مکرر را تجربه می‌کنند که می‌تواند منجر به بررسی گرما شود، الگوی ترک‌های سطحی ظریف ناشی از انبساط و انقباض سطح اصطکاک سریع‌تر از مواد هسته کفش. افزودن مقادیر کمی کروم یا مولیبدن به ترکیب آهن، با افزایش استحکام در دمای بالا و کاهش خستگی حرارتی، مقاومت در برابر بررسی حرارت را بهبود می‌بخشد، به همین دلیل است که مشخصات برای کاربردهای ترمز شدید اغلب محتوای آلیاژ خاصی را به جای رها کردن ترکیب به استانداردهای استاندارد آهن خاکستری نشان می‌دهد.

عیوب معمول ریخته گری که یکپارچگی کفشک ترمز را به خطر می اندازد

از آنجایی که کفشک‌های ترمز از اجزای حیاتی ایمنی هستند، نقص‌های ریخته‌گری که ممکن است از نظر زیبایی در سایر قطعات ریخته‌گری آهن قابل قبول باشد، می‌تواند در اینجا رد صلاحیت شود. درک اینکه این عیوب از کجا منشأ می گیرند به خریداران کمک می کند تا فرآیند کنترل کیفیت تامین کننده را ارزیابی کنند نه اینکه صرفاً بر یک بازرسی بصری نهایی تکیه کنند.

آزمایش رادیوگرافی یا اولتراسونیک بر اساس نمونه‌برداری، مطمئن‌ترین راه برای تشخیص عیوب داخلی مانند حفره‌های جمع‌شدگی و ضایعاتی است که از بیرون ریخته‌گری قابل مشاهده نیستند، زیرا این عیوب اغلب در زیر سطح در ضخیم‌ترین بخش‌های کفش قرار می‌گیرند که در آن خنک‌سازی کندتر است.

روش‌های اتصال پوشش اصطکاکی و قابلیت اطمینان طولانی‌مدت آنها

کفشک ترمز ریخته گری تنها نیمی از مونتاژ است. پوشش اصطکاکی که به صورت مکانیکی به سطح آن چسبانده شده یا به صورت مکانیکی بسته شده است چیزی است که در واقع با چرخ یا درام تماس می گیرد. روشی که برای چسباندن این آستر استفاده می‌شود، تأثیر بسزایی در عملکرد کفش دارد، زیرا آستر در طول عمر مفید آن فرسوده می‌شود. آسترهای پرچ شده از بست‌های مکانیکی استفاده می‌کنند که در سوراخ‌های فرو رفته در ریخته‌گری کفش تعبیه شده‌اند، که اجازه می‌دهد آستر به‌طور مستقل از بدنه کفش جایگزین شود و عمر مفید کفش را در چندین جابجایی آستر افزایش دهد. معاوضه این است که سر پرچ ها به تدریج با ساییدگی آستر در معرض دید قرار می گیرند و استفاده مداوم از این نقطه می تواند باعث شود پرچ ها سطح جفت گیری را به هم بزنند، بنابراین آسترهای پرچ شده نیاز به حد سایش مشخصی دارند که باعث تعویض قبل از تماس پرچ می شود.

آسترهای باند شده، که از چسب با دمای بالا برای تثبیت مواد اصطکاک مستقیماً روی ریخته‌گری کفش استفاده می‌کنند، از مشکل نمره‌دهی پرچ به‌طور کامل جلوگیری می‌کنند و می‌توانند عمق آستر قابل استفاده کمی ضخیم‌تر را پشتیبانی کنند، زیرا هیچ سر پرچ داخل مواد آستر قرار ندارد. با این حال، کیفیت اتصال به شدت به آماده سازی سطح ریخته گری قبل از اعمال آستر بستگی دارد. هر گونه رسوب ریخته گری باقیمانده، اکسیداسیون یا آلودگی روی سطح اتصال می تواند باعث شود که آستر تحت گرما و ارتعاش سرویس، لایه باز شود، که یک حالت خرابی است که اغلب تا زمانی که کفش برای مدتی استفاده نشده است، ظاهر نمی شود.

آماده سازی سطح قبل از چسباندن آستر

شات بلاست سطح ریخته‌گری قبل از اعمال پوشش چسبنده، رسوب آسیاب را از بین می‌برد و یک نمایه کمی زبر ایجاد می‌کند که قفل مکانیکی چسب را بهبود می‌بخشد، این مرحله‌ای است که حتی زمانی که ریخته‌گری از نظر بصری تمیز به نظر می‌رسد، نباید از آن گذشت، زیرا اکسیداسیون نامرئی برای چشم همچنان می‌تواند با اتصال چسب تداخل داشته باشد. عرضه‌کنندگانی که یک پرایمر باندینگ را در یک توالی کنترل‌شده منفجر می‌کنند، چربی‌زدایی می‌کنند و به کار می‌برند، معمولاً آسترهایی با استحکام باند ثابت‌تری نسبت به کسانی که به یک پاس بلاست بدون مرحله چربی‌زدایی متکی هستند، تولید می‌کنند.

الگوهای پوشیدن و آنچه در مورد تراز کفش و طبل نشان می دهد

نحوه ساییدگی کفشک ترمز در طول عمر خود، اطلاعات تشخیصی مفیدی را در مورد اینکه آیا سیستم ترمز به درستی کار می کند، فراتر از اینکه به سادگی نشان دهد چه زمانی کفش به تعویض نیاز دارد، ارائه می دهد. حتی سایش در سطح تماس کامل عموماً نشان‌دهنده هم ترازی مناسب بین کفشک و درام یا آج چرخ است، در حالی که سایش متمرکز در یک لبه کفش اغلب نشان‌دهنده ناهماهنگی، درام خارج از گرد یا کشش ناهموار فنر در مکانیزم فعال است. الگوهای سایش مورب یا مخروطی می‌تواند نشان‌دهنده این باشد که کفش در برابر سطح درام قرار نمی‌گیرد، که سطح تماس موثر ترمز را کاهش می‌دهد و می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد متمرکز در ناحیه کوچک‌تری شود که در حال تماس است.

• ترک‌هایی که از یک نقطه روی سطح اصطکاک تابش می‌کنند معمولاً نشان‌دهنده یک نقص ریخته‌گری موضعی به جای سایش معمولی است، و کفش باید به جای ادامه استفاده از سرویس بیرون کشیده شود و بازرسی شود.
• لعاب، یک سطح براق سخت شده روی پوشش اصطکاکی، معمولاً از تجمع بیش از حد حرارت ناشی می‌شود و اثربخشی ترمز را کاهش می‌دهد، حتی اگر ضخامت آستر هنوز هم کافی به نظر برسد.
• لکه‌های حرارتی یا تغییر رنگ آبی روی بدنه کفش ریخته‌گری شده، نشانه‌ای است که دمای عملیاتی از محدوده طراحی آن آلیاژ فراتر رفته است، که می‌تواند هشداری اولیه درباره عدم تطابق مشخصات مواد برای کاربرد باشد.

استانداردهای تست کیفیت مربوط به تهیه کفش ترمز ریخته گری

خریدارانی که کفش‌های ترمز ریخته‌گری را برای کاربردهای تنظیم‌شده مانند حمل‌ونقل ریلی یا تجاری تامین می‌کنند، معمولاً به جای تکیه بر ادعاهای کیفی عمومی تأمین‌کننده، باید انطباق با استانداردهای تست شناخته‌شده را تأیید کنند. تست سختی تایید می کند که ریخته گری به ریزساختار مورد نظر خود رسیده است، زیرا کفشی که خیلی نرم است به سرعت می پوشد در حالی که کفشی که خیلی سفت است در اثر ضربه شکننده شده و مستعد ترک خوردن است. آزمایش کشش و ضربه بر روی قطعات ریخته‌گری نمونه از هر دسته تولید تأیید می‌کند که ترکیب آلیاژ و سرعت خنک‌سازی خواص مکانیکی مشخص‌شده در سفارش خرید را به‌جای فرض ثبات بر اساس مشخصات آلیاژ به تنهایی ایجاد می‌کند.

تأیید ابعاد به همان اندازه که خواص مواد اهمیت دارد، به ویژه برای انحنای سطح اصطکاک کفش، که باید به اندازه کافی با درام یا شعاع چرخ مطابقت داشته باشد تا به منطقه تماس کامل برسد. یک کفش با ناهماهنگی شعاع، حتی یک کفش کوچک، در ابتدا فقط در لبه‌های آن با درام تماس می‌گیرد، قبل از اینکه تماس کامل حاصل شود، نیاز به یک دوره شکست طولانی‌تر و افزایش سایش لبه‌های تماس در طول آن دوره شکستگی دارد. درخواست تأیید شعاع سنج به عنوان بخشی از بازرسی ورودی، به جای تکیه صرفاً بر مقایسه بصری با یک کفش مرجع، این مشکل ابعادی را قبل از نصب و راه اندازی کفش برطرف می کند.