બ્રેક પેડ્સની ઉત્પત્તિ અને વિકાસ

બ્રેક પેડ એ બ્રેક સિસ્ટમમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ સલામતી ભાગો છે, જે બ્રેક અસરની ગુણવત્તામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, અને સારા બ્રેક પેડ એ લોકો અને વાહનો (વિમાન) ના રક્ષક છે.

પ્રથમ, બ્રેક પેડ્સની ઉત્પત્તિ

1897માં, હર્બર્ટફ્રૂડે પ્રથમ બ્રેક પેડ્સની શોધ કરી (કોટન થ્રેડને રિઇન્ફોર્સિંગ ફાઇબર તરીકે ઉપયોગ કરીને) અને તેનો ઉપયોગ ઘોડાથી દોરેલી ગાડીઓ અને પ્રારંભિક કારમાં કર્યો, જેમાંથી વિશ્વ વિખ્યાત ફેરોડો કંપનીની સ્થાપના કરવામાં આવી. પછી 1909 માં, કંપનીએ વિશ્વના પ્રથમ નક્કર એસ્બેસ્ટોસ-આધારિત બ્રેક પેડની શોધ કરી; 1968 માં, વિશ્વના પ્રથમ અર્ધ-ધાતુ-આધારિત બ્રેક પેડ્સની શોધ કરવામાં આવી હતી, અને ત્યારથી, ઘર્ષણ સામગ્રી એસ્બેસ્ટોસ-મુક્ત તરફ વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું છે. દેશ-વિદેશમાં સ્ટીલ ફાઇબર, ગ્લાસ ફાઇબર, એરામિડ ફાઇબર, કાર્બન ફાઇબર અને ઘર્ષણ સામગ્રીમાં અન્ય એપ્લિકેશન્સ જેવા વિવિધ એસ્બેસ્ટોસ રિપ્લેસમેન્ટ ફાઇબરનો અભ્યાસ કરવાનું શરૂ કર્યું.

બીજું, બ્રેક પેડ્સનું વર્ગીકરણ

બ્રેક સામગ્રીનું વર્ગીકરણ કરવાની બે મુખ્ય રીતો છે. એક સંસ્થાઓના ઉપયોગ દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે. જેમ કે ઓટોમોબાઈલ બ્રેક મટિરિયલ, ટ્રેન બ્રેક મટિરિયલ અને એવિએશન બ્રેક મટિરિયલ. વર્ગીકરણ પદ્ધતિ સરળ અને સમજવામાં સરળ છે. એકને સામગ્રીના પ્રકાર અનુસાર વિભાજિત કરવામાં આવે છે. આ વર્ગીકરણ પદ્ધતિ વધુ વૈજ્ઞાનિક છે. આધુનિક બ્રેક સામગ્રીમાં મુખ્યત્વે નીચેની ત્રણ શ્રેણીઓનો સમાવેશ થાય છે: રેઝિન-આધારિત બ્રેક સામગ્રી (એસ્બેસ્ટોસ બ્રેક સામગ્રી, નોન-એસ્બેસ્ટોસ બ્રેક સામગ્રી, કાગળ આધારિત બ્રેક સામગ્રી), પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર બ્રેક સામગ્રી, કાર્બન/કાર્બન સંયુક્ત બ્રેક સામગ્રી અને સિરામિક આધારિત બ્રેક સામગ્રી.

ત્રીજું, ઓટોમોબાઈલ બ્રેક સામગ્રી

1, ઉત્પાદન સામગ્રી અનુસાર ઓટોમોબાઈલ બ્રેક સામગ્રીનો પ્રકાર અલગ છે. તેને એસ્બેસ્ટોસ શીટ, સેમી-મેટલ શીટ અથવા લો મેટલ શીટ, NAO (એસ્બેસ્ટોસ ફ્રી ઓર્ગેનિક મેટર) શીટ, કાર્બન કાર્બન શીટ અને સિરામિક શીટમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
1.1.એસ્બેસ્ટોસ શીટ

શરૂઆતથી જ, એસ્બેસ્ટોસનો ઉપયોગ બ્રેક પેડ્સ માટે મજબૂતીકરણ સામગ્રી તરીકે કરવામાં આવે છે, કારણ કે એસ્બેસ્ટોસ ફાઇબરમાં ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર હોય છે, તેથી તે બ્રેક પેડ્સ અને ક્લચ ડિસ્ક અને ગાસ્કેટની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે. આ ફાઇબર મજબૂત તાણ ક્ષમતા ધરાવે છે, તે ઉચ્ચ-ગ્રેડ સ્ટીલ સાથે પણ મેળ ખાય છે, અને 316 ° સેના ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે. વધુ શું છે, એસ્બેસ્ટોસ પ્રમાણમાં સસ્તું છે. તે એમ્ફિબોલ ઓરમાંથી કાઢવામાં આવે છે, જે ઘણા દેશોમાં મોટી માત્રામાં જોવા મળે છે. એસ્બેસ્ટોસ ઘર્ષણ સામગ્રી મુખ્યત્વે એસ્બેસ્ટોસ ફાઇબરનો ઉપયોગ કરે છે, એટલે કે હાઇડ્રેટેડ મેગ્નેશિયમ સિલિકેટ (3MgO·2SiO2·2H2O) મજબૂતીકરણ ફાઇબર તરીકે. ઘર્ષણ ગુણધર્મોને સમાયોજિત કરવા માટે ફિલર ઉમેરવામાં આવે છે. હોટ પ્રેસ મોલ્ડમાં એડહેસિવને દબાવીને ઓર્ગેનિક મેટ્રિક્સ સંયુક્ત સામગ્રી મેળવવામાં આવે છે.

1970 પહેલા. એસ્બેસ્ટોસ પ્રકારની ઘર્ષણ શીટ્સ વિશ્વમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. અને લાંબા સમય સુધી પ્રભુત્વ ધરાવે છે. જો કે, એસ્બેસ્ટોસની નબળી હીટ ટ્રાન્સફર કામગીરીને કારણે. ઘર્ષણની ગરમી ઝડપથી વિખેરી શકાતી નથી. તે ઘર્ષણ સપાટીના થર્મલ સડો સ્તરને ઘટ્ટ થવાનું કારણ બનશે. સામગ્રી વસ્ત્રો વધારો. આ દરમિયાન. એસ્બેસ્ટોસ ફાઇબરનું સ્ફટિક પાણી 400 ℃ ઉપર અવક્ષેપિત છે. ઘર્ષણ ગુણધર્મમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે અને જ્યારે તે 550℃ અથવા વધુ સુધી પહોંચે છે ત્યારે વસ્ત્રો નાટકીય રીતે વધી જાય છે. ક્રિસ્ટલ વોટર મોટા પ્રમાણમાં ખોવાઈ ગયું છે. ઉન્નતીકરણ સંપૂર્ણપણે ખોવાઈ ગયું છે. વધુ અગત્યનું. તે તબીબી રીતે સાબિત થયું છે. એસ્બેસ્ટોસ એ એક પદાર્થ છે જે માનવ શ્વસન અંગોને ગંભીર નુકસાન પહોંચાડે છે. જુલાઈ 1989. યુએસ એન્વાયર્નમેન્ટલ પ્રોટેક્શન એજન્સી (EPA) એ જાહેરાત કરી કે તે 1997 સુધીમાં તમામ એસ્બેસ્ટોસ ઉત્પાદનોની આયાત, ઉત્પાદન અને પ્રક્રિયા પર પ્રતિબંધ મૂકશે.

1.2, અર્ધ-ધાતુની શીટ

તે કાર્બનિક ઘર્ષણ સામગ્રી અને પરંપરાગત પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર ઘર્ષણ સામગ્રીના આધારે વિકસાવવામાં આવેલ ઘર્ષણ સામગ્રીનો એક નવો પ્રકાર છે. તે એસ્બેસ્ટોસ ફાઈબરને બદલે મેટલ ફાઈબરનો ઉપયોગ કરે છે. તે 1970 ના દાયકાની શરૂઆતમાં અમેરિકન બેન્ડિસ કંપની દ્વારા વિકસિત બિન-એસ્બેસ્ટોસ ઘર્ષણ સામગ્રી છે.
"સેમી-મેટલ" હાઇબ્રિડ બ્રેક પેડ્સ (સેમી-મેટ) મુખ્યત્વે રફ સ્ટીલ વૂલથી મજબૂત ફાઇબર અને મહત્વપૂર્ણ મિશ્રણ તરીકે બનાવવામાં આવે છે. એસ્બેસ્ટોસ અને નોન-એસ્બેસ્ટોસ ઓર્ગેનિક બ્રેક પેડ્સ (NAO) ને દેખાવ (ઝીણા તંતુઓ અને કણો) થી સરળતાથી ઓળખી શકાય છે, અને તેમની પાસે ચોક્કસ ચુંબકીય ગુણધર્મો પણ છે.

અર્ધ-ધાતુની ઘર્ષણ સામગ્રીમાં નીચેની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ છે:
(l) ઘર્ષણના ગુણાંકની નીચે ખૂબ જ સ્થિર. થર્મલ સડો ઉત્પન્ન કરતું નથી. સારી થર્મલ સ્થિરતા;
(2) સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર. સેવા જીવન એસ્બેસ્ટોસ ઘર્ષણ સામગ્રી કરતા 3-5 ગણું છે;
(3) ઉચ્ચ ભાર અને સ્થિર ઘર્ષણ ગુણાંક હેઠળ સારી ઘર્ષણ કામગીરી;
(4) સારી થર્મલ વાહકતા. તાપમાનનો ઢાળ નાનો છે. ખાસ કરીને નાના ડિસ્ક બ્રેક ઉત્પાદનો માટે યોગ્ય;
(5) નાનો બ્રેકિંગ અવાજ.
યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, યુરોપ, જાપાન અને અન્ય દેશોએ 1960 ના દાયકામાં મોટા વિસ્તારોના ઉપયોગને પ્રોત્સાહન આપવાનું શરૂ કર્યું. અર્ધ-ધાતુની શીટનો વસ્ત્રો પ્રતિકાર એસ્બેસ્ટોસ શીટ કરતાં 25% થી વધુ છે. હાલમાં, તે ચીનમાં બ્રેક પેડ માર્કેટમાં પ્રબળ સ્થાન ધરાવે છે. અને મોટાભાગની અમેરિકન કાર. ખાસ કરીને કાર અને પેસેન્જર અને માલવાહક વાહનો. સેમી-મેટલ બ્રેક લાઇનિંગનો હિસ્સો 80% થી વધુ છે.
જો કે, ઉત્પાદનમાં નીચેની ખામીઓ પણ છે:
(l) સ્ટીલ ફાઇબર કાટ લાગવા માટે સરળ છે, રસ્ટ પછી જોડીને ચોંટાડવામાં અથવા નુકસાન પહોંચાડવામાં સરળ છે, અને કાટ પછી ઉત્પાદનની મજબૂતાઈ ઓછી થાય છે, અને વસ્ત્રો વધે છે;
(2) ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, જે બ્રેક સિસ્ટમને ઊંચા તાપમાને ગેસ પ્રતિકાર પેદા કરવા માટે સરળ છે, પરિણામે ઘર્ષણ સ્તર અને સ્ટીલ પ્લેટ ડિટેચમેન્ટ:
(3) ઉચ્ચ કઠિનતા દ્વિ સામગ્રીને નુકસાન પહોંચાડશે, પરિણામે બકબક અને ઓછી-આવર્તન બ્રેકિંગ અવાજ થશે;
(4) ઉચ્ચ ઘનતા.
જો કે "સેમી-મેટલ" માં કોઈ નાની ખામીઓ નથી, પરંતુ તેની સારી ઉત્પાદન સ્થિરતા, ઓછી કિંમતને કારણે, તે હજુ પણ ઓટોમોટિવ બ્રેક પેડ્સ માટે પસંદગીની સામગ્રી છે.

1.3. NAO ફિલ્મ
1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં, વિશ્વમાં વિવિધ પ્રકારના હાઇબ્રિડ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ એસ્બેસ્ટોસ-ફ્રી બ્રેક લાઇનિંગ હતા, એટલે કે એસ્બેસ્ટોસ-મુક્ત કાર્બનિક પદાર્થ NAO પ્રકારના બ્રેક પેડ્સની ત્રીજી પેઢી. તેનો હેતુ સ્ટીલ ફાઇબર સિંગલ રિઇનફોર્સ્ડ સેમી-મેટાલિક બ્રેક મટિરિયલની ખામીઓને દૂર કરવાનો છે, ઉપયોગમાં લેવાતા ફાઇબરમાં પ્લાન્ટ ફાઇબર, અરામોંગ ફાઇબર, ગ્લાસ ફાઇબર, સિરામિક ફાઇબર, કાર્બન ફાઇબર, મિનરલ ફાઇબર વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. બહુવિધ તંતુઓના ઉપયોગને કારણે, બ્રેક લાઇનિંગમાંના તંતુઓ કામગીરીમાં એકબીજાને પૂરક બનાવે છે, અને ઉત્તમ સર્વગ્રાહી કામગીરી સાથે બ્રેક લાઇનિંગ ફોર્મ્યુલાને ડિઝાઇન કરવાનું સરળ છે. NAO શીટનો મુખ્ય ફાયદો એ છે કે નીચા અથવા ઊંચા તાપમાને સારી બ્રેકિંગ અસર જાળવી રાખવી, ઘર્ષણ સામગ્રીના વર્તમાન વિકાસની દિશાને રજૂ કરતી બ્રેક ડિસ્કની સર્વિસ લાઇફને વધારવી, ઘોંઘાટ ઘટાડવો. બેન્ઝ/ફિલોડો બ્રેક પેડ્સની તમામ વિશ્વ વિખ્યાત બ્રાન્ડ્સ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી ઘર્ષણ સામગ્રી એ ત્રીજી પેઢીની NAO એસ્બેસ્ટોસ-મુક્ત કાર્બનિક સામગ્રી છે, જે કોઈપણ તાપમાને મુક્તપણે બ્રેક કરી શકે છે, ડ્રાઇવરના જીવનનું રક્ષણ કરી શકે છે અને બ્રેકના જીવનને મહત્તમ બનાવી શકે છે. ડિસ્ક

1.4, કાર્બન કાર્બન શીટ
કાર્બન કાર્બન સંયુક્ત ઘર્ષણ સામગ્રી એ કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત કાર્બન મેટ્રિક્સ સાથેની એક પ્રકારની સામગ્રી છે. તેના ઘર્ષણ ગુણધર્મો ઉત્તમ છે. ઓછી ઘનતા (ફક્ત સ્ટીલ); ઉચ્ચ ક્ષમતા સ્તર. પાઉડર ધાતુશાસ્ત્ર સામગ્રી અને સ્ટીલ કરતાં તેની ગરમીની ક્ષમતા ઘણી વધારે છે; ઉચ્ચ ગરમીની તીવ્રતા; કોઈ વિરૂપતા, સંલગ્નતાની ઘટના નથી. ઓપરેટિંગ તાપમાન 200 ℃ સુધી; સારું ઘર્ષણ અને વસ્ત્રો પ્રદર્શન. લાંબી સેવા જીવન. બ્રેકિંગ દરમિયાન ઘર્ષણ ગુણાંક સ્થિર અને મધ્યમ હોય છે. કાર્બન-કાર્બન કમ્પોઝીટ શીટ્સનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ લશ્કરી વિમાનમાં કરવામાં આવ્યો હતો. તે પછીથી ફોર્મ્યુલા 1 રેસિંગ કાર દ્વારા અપનાવવામાં આવી હતી, જે ઓટોમોટિવ બ્રેક પેડ્સમાં કાર્બન કાર્બન સામગ્રીનો એકમાત્ર ઉપયોગ છે.
કાર્બન કાર્બન સંયુક્ત ઘર્ષણ સામગ્રી એ થર્મલ સ્થિરતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, વિદ્યુત વાહકતા, ચોક્કસ તાકાત, ચોક્કસ સ્થિતિસ્થાપકતા અને અન્ય ઘણી લાક્ષણિકતાઓ સાથેની વિશિષ્ટ સામગ્રી છે. જો કે, કાર્બન-કાર્બન સંયુક્ત ઘર્ષણ સામગ્રીમાં પણ નીચેની ખામીઓ છે: ઘર્ષણ ગુણાંક અસ્થિર છે. તે ભેજ દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં પ્રભાવિત થાય છે;
ખરાબ ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર (ગંભીર ઓક્સિડેશન હવામાં 50 ° સે ઉપર થાય છે). પર્યાવરણ માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ (શુષ્ક, સ્વચ્છ); તે ખૂબ ખર્ચાળ છે. ઉપયોગ વિશેષ ક્ષેત્રો સુધી મર્યાદિત છે. કાર્બન કાર્બન સામગ્રીને મર્યાદિત કરવા માટે વ્યાપકપણે પ્રચાર કરવો મુશ્કેલ છે તે પણ આ મુખ્ય કારણ છે.

1.5, સિરામિક ટુકડાઓ
ઘર્ષણ સામગ્રીમાં નવા ઉત્પાદન તરીકે. સિરામિક બ્રેક પેડ્સમાં કોઈ અવાજ નહીં, પડતી રાખ નહીં, વ્હીલ હબનો કાટ નહીં, લાંબી સેવા જીવન, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ વગેરેના ફાયદા છે. સિરામિક બ્રેક પેડ્સ મૂળ રૂપે 1990 ના દાયકામાં જાપાનીઝ બ્રેક પેડ કંપનીઓ દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. ધીમે ધીમે બ્રેક પેડ માર્કેટની નવી પ્રિયતમ બનો.
સિરામિક આધારિત ઘર્ષણ સામગ્રીના વિશિષ્ટ પ્રતિનિધિ એ C/ C-sic કંપોઝીટ છે, એટલે કે, કાર્બન ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ મેટ્રિક્સ C/SiC કમ્પોઝિટ. યુનિવર્સિટી ઓફ સ્ટુટગાર્ટ અને જર્મન એરોસ્પેસ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના સંશોધકોએ ઘર્ષણના ક્ષેત્રમાં C/ C-sic સંયોજનોના ઉપયોગનો અભ્યાસ કર્યો છે અને પોર્શ કારમાં ઉપયોગ માટે C/ C-SIC બ્રેક પેડ્સ વિકસાવ્યા છે. હનીવેલ એડવાન્સ્ડ કોમ્પોઝીટ્સ, હનીવેલ એરરેટફ લેન્ડિંગ સિસ્ટમ્સ અને હનીવેલ કોમર્શિયલ વ્હીકલ સિસ્ટમ્સ સાથે ઓક રિજ નેશનલ લેબોરેટરી, હેવી-ડ્યુટી વાહનોમાં વપરાતા કાસ્ટ આયર્ન અને કાસ્ટ સ્ટીલ બ્રેક પેડ્સને બદલવા માટે ઓછી કિંમતના C/SiC સંયુક્ત બ્રેક પેડ્સ વિકસાવવા માટે કંપની સાથે મળીને કામ કરી રહી છે.

2, કાર્બન સિરામિક સંયુક્ત બ્રેક પેડના ફાયદા:
1, પરંપરાગત ગ્રે કાસ્ટ આયર્ન બ્રેક પેડ્સની તુલનામાં, કાર્બન સિરામિક બ્રેક પેડ્સનું વજન લગભગ 60% ઘટે છે, અને બિન-સસ્પેન્શન માસ લગભગ 23 કિલોગ્રામ જેટલો ઘટે છે;
2, બ્રેક ઘર્ષણ ગુણાંકમાં ખૂબ જ વધારો થાય છે, બ્રેક પ્રતિક્રિયા ઝડપ વધે છે અને બ્રેક એટેન્યુએશન ઘટાડે છે;
3, કાર્બન સિરામિક સામગ્રીની તાણયુક્ત વિસ્તરણ 0.1% થી 0.3% સુધીની છે, જે સિરામિક સામગ્રીઓ માટે ખૂબ ઊંચી કિંમત છે;
4, સિરામિક ડિસ્ક પેડલ અત્યંત આરામદાયક લાગે છે, બ્રેકિંગના પ્રારંભિક તબક્કામાં તરત જ મહત્તમ બ્રેકિંગ બળ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, તેથી બ્રેક સહાયક સિસ્ટમ વધારવાની પણ જરૂર નથી, અને એકંદર બ્રેકિંગ પરંપરાગત બ્રેકિંગ સિસ્ટમ કરતાં ઝડપી અને ટૂંકી છે. ;
5, ઉચ્ચ ગરમીનો પ્રતિકાર કરવા માટે, બ્રેક પિસ્ટન અને બ્રેક લાઇનર વચ્ચે સિરામિક હીટ ઇન્સ્યુલેશન છે;
6, સિરામિક બ્રેક ડિસ્કમાં અસાધારણ ટકાઉપણું હોય છે, જો સામાન્ય ઉપયોગ આજીવન ફ્રી રિપ્લેસમેન્ટ હોય, અને સામાન્ય કાસ્ટ આયર્ન બ્રેક ડિસ્કનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થોડા વર્ષો માટે બદલવા માટે થાય છે.