POVZETEK

Žigosanje zavornih podložnih plošč je natančen proizvodni proces, s katerim se izdeluje strukturna jeklena osnova zavornega ključka. Ta postopek uporablja visoko zmogljive prese – običajno v razponu od 400 do 1.000 ton – za oblikovanje jeklenih tuljav v trdne plošče, ki morajo prenesti ogromne strižne sile in temperaturne spremembe. V industriji se uporabljata dva glavna načina: konvencionalno žiganje , ki ponuja hitrost in cenovno učinkovitost za standardne dele, in finiširanje z vlečenjem , ki zagotavlja odlično kakovost roba in ravnost (tolerance do ±0,0005 palca) za kompleksne aplikacije z visokimi zmogljivostmi.

Poleg osnovnega oblikovanja sodobna proizvodnja podložnih plošč vključuje tudi ključne varnostne funkcije, kot so mehanski sistemi za zadrževanje (NRS) neposredno v proces žiganja, da se prepreči odlaminacija trenilnega materiala. Ne glede na zagotavljanje popolne ravnosti, potrebne za brezšumen zaviranje, ali nanos cinkovega prevlečenja za zaščito pred »pukotjem zaradi korozije«, kakovost žiganja neposredno določa varnost in življenjsko dobo končnega zavornega obložka.

Proizvodni proces: od tuljave do komponente

Pot zavornega nosilca se začne že dolgo preden ta vstopi v stiskalnico. Postopek je sestavljen iz niza točno usklajenih operacij, ki pretvorijo surovo jeklo v varnostno kritično komponento, zmožno prenesti tisoče zavirnih ciklov.

1. Priprava materiala in dovajanje

Proizvodnja se začne z visoko trdnimi vroče valjanimi ali hladno valjanimi jeklenimi trakovi, ki se po debelini običajno gibljejo med 2 mm in 6 mm, odvisno od uporabe vozila (za tovorna vozila lahko znaša debelina do 12 mm). Trakovi se preusmerijo skozi izravnalnik/uravnoteževalnik, da se odstrani ukrivljenost traku in notranji napetosti, kar zagotavlja popolnoma ravno površino materiala pred vstopom v orodje. Ravnanje je nujno; katerakoli ukrivljenost bi se sicer pozneje v končni sestavi izrazila kot hrup zavore (NVH).

2. Faza žigosanja

V tej pomembni fazi jekleni trak vstopi v stiskalnico z visokim tonажem – pogosto v postopno orodje ali namensko prenosno stiskalnico. Tu se določi geometrija plošče. Stiskalnica izvede več operacij v enem samem premiku:

• Izrezovanje: Izrezovanje zunanjega oboda plošče.
• Izbijanje: Izdelava lukenj za čeveljce kaliperjev ali senzorje.
• Oblikovanje: Žigosanje elementov, kot so podporne sponke ali vzorci za drženje.

Za proizvajalce, ki iščejo ravnovesje med visoko proizvodnjo in inženirsko natančnostjo, so partnerji kot Shaoyi Metal Technology uporabljajo tlake do 600 ton za dobavo komponent, certificiranih po IATF 16949. Njihove zmogljivosti pokrivajo razpon od hitrega prototipiranja (tudi le 50 delov) do serijske proizvodnje, pri čemer zagotavljajo, da celo kompleksne geometrije izpolnjujejo standarde svetovnih proizvajalcev opreme.

3. Sekundarne operacije in dokončne obdelave

Po tem, ko plošča zapusti stiskalnico, se izvedejo sekundarne obdelave, da se zagotovi pripravljenost površine. To pogosto vključuje streljično čiščenje premazovanje površine za lepljenje (če ni uporabljeno mehansko pritrjevanje) ter obdelavo s tumblanjem za odstranitev ostrin za odstranitev ostrih robov, ki bi lahko poškodovali podložke ali povzročili telesne poškodbe med sestavljanjem. Na koncu se plošče operjejo in pogosto naneseta protikorozijski prevleki, kot sta cinkanje ali črno oksidiranje.

Fine Blanking proti konvencionalnemu žiganju

Za inženirje in vodje nabave je izbira med fine blankingom in konvencionalnim žiganjem najpomembnejša tehnična odločitev v oskrbovalni verigi. Čeprav oba postopka režeta kovino, so mehanike – in rezultati – bistveno različni.

Konvencionalno žiganje

Pri običajnem žiganju udari bat v kovino in jo odreže približno do ene tretjine njene debeline, preden material razpoči ali »zlomi« preostanek poti. To pusti značilni hrapavi rob z »lomljenim delom kalibra«, ki je pogosto stožčast. Čeprav je to učinkovito in cenovno ugodno za standardne aplikacije, običajno žiganje pogosto zahteva sekundarno brušenje ali struženje, če je potreben popolnoma gladki rob za natančno prileganje merilnika.

Finiširanje z vlečenjem

Natančno izbijanje je postopek hladnega iztiskanja, ki uporablja trije delujoči tlak. Uporablja tri ločene sile: silo navzdol usmerjenega bata, nasprotni tlak od spodaj in silo vpliva »V-obroča«, ki trdno prijemalni material pred rezanjem. To preprečuje odtekanje materiala stran od bata, kar rezultira v 100 % odrezanem robu, ki je gladak, navpičen in brez razpok.

Mehanski sistemi za pritrditev (NRS) proti lepljenju z lepili

Eden najpomembnejših funkcij podložne plošče je trdno držati trenilni material (blok zavornih oblog). Zgodovinsko se je to izvajalo s pomočjo lepil, vendar sodobna inženirsko rešitev raje uporablja Mehanske sisteme za pritrditev (MRS) , ki se pogosto imenujejo po tržnem imenu NRS (Nucap Retention System).

Neuspeh lepil

Tradicionalne zavorne obloge se opirajo na lepilo, utrjeno s toploto, ki veže trenilni material na jekleno ploščo. Čeprav je vez na začetku učinkovita, je nagnjena k dvema glavnima oblikama odpovedi:

1. Toplotno striženje: Ekstremne temperature med zaviranjem lahko poslabšajo kemične vezi lepila, kar povzroči odtrganje obloge pod visokim obremenitvijo.
2. Razpiranje zaradi korozije: V korozivnih okoljih nastane rjava na jekleni plošči in prodira med pod lepilo. Ko se rjava razširi (zavzame več prostora kot jeklo), fizično dvigne trenilni material s plošče, kar vodi do odlaminacije in katastrofalne odpovedi.

Mehanska rešitev

Mehansko zadrževanje vključuje kovanje stotine majhnih, dvosmernih jeklenih kavljev neposredno na površino nosilne plošče. Med procesom litja se material za trenje raztegne okoli in pod te kavlje ter strdi v trdno, zaklenjeno sestavino. S tem nastane fizična vez, ki je odporna na toploto ali kemikalije.

Ob kombinaciji z galvaniziranega jekla , mehansko zadrževanje popolnoma odpravi pojav razpiranja zaradi rje. Ker ni lepilnega sloja, ki bi lahko odpovedal, ostane vez varna vse do zadnjega milimetra materiala za trenje, kar znatno podaljša varno življenjsko dobo zavornih oblog.

Specifikacije materiala in standardi kakovosti

Integriteta nosilne plošče zavornih oblog je popolnoma odvisna od kakovosti izhodiščnega materiala. Proizvajalci običajno uporabljajo določene sorte valjane jeklene pločevine, kot je SAPH440 aLI Q235 , ki ponujajo potrebno natezno trdnost in duktilnost.

Preprečevanje kritičnih napak

Kontrola kakovosti pri žigosanju se osredotoča na odkrivanje in odpravljanje mikroskopskih napak, ki bi lahko povzročile odpovedi v praksi:

• Die Roll: Ugrez na zgornji površini žigosanega roba. Prevelik die roll lahko zmanjša učinkovito stikalno ploščino za podložek zavore, kar povzroči šumne težave.
• Briši: Ostri izboklini na rezanem robu. Napake, daljše od 0,2 mm, lahko ovirajo proti tresenju namenjene klipsne elemente kaliperja, zaradi česar podložka ni sposobna ustrezno povrniti in povzroča drsenje.
• Zone loma: Pri konvencionalnem žigosanju globoki lomi lahko pod vplivom cikličnega napetostnega stanja med zaviranjem razširijo razpoke.

Za zagotavljanje zanesljivosti top proizvajalci plošče podvržejo strogi preizkuševanju, vključno s preizkusom z morsko vodo (za preverbo odpornosti premazov na korozijo) in preizkusom strižnega traku (za merjenje sile, potrebne za ločitev frikcijskega materiala od plošče). Standardne zahteve za strižno trdnost pogosto presegajo 4–5 MPa, da se zagotovi varnost pri zaviranju v izrednih razmerah.

Tehnična natančnost za varnost

Izdelava zavornih nosilnih plošč je neprimerno več kot preprosto kovanje kovin; gre za področje mikronov in metalurgije. Ne glede na to, ali se uporablja cenovno učinkovito hitrost klasičnega žiganja ali kirurško natančno fine blanking tehnologijo, je cilj vedno enak: zagotoviti trdno, togno osnovo za zavorno napravo vozila. Ker postajajo vozila težja (zaradi električnih vozil EV) in tišja, bodo zahteve po nosilnih ploščah z ožjimi dopustki, izjemno ravnostjo in zanesljivimi mehanskimi sistemami pritrditve le še naraščale. Za kupce in inženirje je razumevanje teh osnovnih tehnologij prvi korak k zagotavljanju varnosti in zmogljivosti na cesti.

Pogosta vprašanja

1. Kaj se zgodi, če nosilna plošča zarjavi skozi?

Če se nosilna plošča močno korodira, lahko pride do »podganjanja s strani rje«, pri katerem plast rje naraste in prisili ločitev (razplastitev) trenilnega materiala s jeklene plošče. To povzroči huden hrup, vibracije in morda celo popoln izpad zavornih zmogljivosti, če se trenilni del odklopi. Cinkane plošče s sistemom mehanskega pritrditve so posebej zasnovane za preprečevanje te okvare.

2. Zakaj je fine blanking prednostna metoda za originalne zavorne dele?

Proizvajalci originalne opreme (OEM) uporabljajo fine blanking, ker ta metoda proizvede dele z odlično ravnostjo in 100 % gladkimi, striženimi robovi brez potrebe po dodatnem obdelovanju. To zagotavlja natančen vpeti v zavorni škripec, kar zmanjšuje vibracije in hrup (NVH), kar je ključno za standarde kakovosti novih vozil.

3. Ali se mehanski ukrivi za pritrditev lahko uporabljajo s katerim koli trenilnim materialom?

Da, mehanski držalni kavlji so združljivi z večino trenjnih sestavov, vključno s polkovinskimi, keramičnimi in organskimi spojinami. Trenilni material se med stiskanjem in utrjevanjem izliva neposredno preko kavljev, kar ustvari stalno fizično zaklepanje, ne glede na kemično sestavo podložke.