NMX-D-223-1995-SCFI
INDUSTRIA AUTOMOTRIZ - FORROS PARA FRENOS (BALATAS) -
EFECTO DEL CALOR SOBRE LAS DIMENSIONES Y FORMA DEL
FRENO DE DISCO - MÉTODO DE PRUEBA.
AUTOMOTIVE INDUSTRY - BRAKE LININGS - EFECTS OF HEAT ON
DIMENSIONS AND FORM OF DISK BRAKE PADS - TEST METHOD
PREFACIO
En la elaboración de esta Norma Mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones:
- ALTA MECÁNICA INDUSTRIAL
- ASOCIACIÓN MEXICANA DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ, A. C.
- BALATAS FIRMEX.
- BAL-MEX, S.A DE C.V.
- FRANCO MEX, S. A DE C.V.
- FRENOS LUSAC, S. A DE C. V.
- FRICCIÓN, S.A DE C.V
- FRICCIÓN GARANTIZADA, S.A DE C.V.
- FRICCIONES TÉCNICAS, S.A DE C.V.
- ITAPSA, S.A DE C.V.
- MEX-BESTOS, S.A DE C.V.
- SECRETARÍA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL Dirección de la Industria Automotriz y del Transporte.
INDUSTRIA AUTOMOTRIZ - FORROS PARA FRENOS (BALATAS) - EFECTO DEL CALOR SOBRE LAS DIMENSIONES Y FORMA DEL FRENO DE DISCO - MÉTODO
DE PRUEBA.
AUTOMOTIVE INDUSTRY - BRAKE LININGS - EFECTS OF HEAT ON DIMENSIONS AND FORM OF DISK BRAKE PADS - TEST METHOD
0 INTRODUCCIÓN
Esta Norma Mexicana describe el método para medir los cambios dimensionales de una balata de freno de disco bajo la influencia del calor. Adicionalmente da una indicación de la resistencia a la transferencia de calor de toda la balata en dirección a la fuerza aplicada. Según el diseño del aparato de prueba, se requiere una o dos balatas para la prueba.
Las dimensiones de las balatas de disco para vehículos no deben exceder de 80 mm de ancho, 120 mm de largo y 20 mm de espesor, del tipo integral moldeado o remachado y el respaldo de tipo sólido (véase Capítulo 4).
Para balatas de tambor se requiere de una norma independiente a ésta; que posteriormente va a ser elaborada.
1 OBJETIVO 1.1 Objetivo.
Esta Norma Mexicana especifica un método combinado de medición en balata de freno de disco para determinar sus cambios dimensionales en relación a la temperatura y su resistencia a la transferencia de calor; las dimensiones que pueden cambiar en la balata de freno de disco son:
- Espesor
- Algunas dimensiones del contorno de material de fricción, esto sucede cuando la variación puede provocar un mal funcionamiento de la balata.
1.2 Campo de aplicación.
2 SIMBOLOS Símbolos Significado
dm Espesor promedio de las muestras de la balata
(véase capítulo 4)
dAi Dimensiones del contorno de la balata que probablemente están
involucradas.
dBi Dimensiones del contorno de la balata, si están involucradas, a temperatura
ambiente después de la prueba (véase capítulo 7).
di Cambios en estas mismas dimensiones de la balata (véase Capítulo 8).
3 FUNDAMENTO
Los cambios dimensionales y la temperatura leida de acuerdo con el método de prueba que se describe en la presente norma, en la zona de contacto de las fuerzas aplicadas; son medidas en una balata de freno de disco en la cual la superficie de contacto es presionada contra el plato caliente sujeto a una relación tiempo temperatura programada.
4 INSTRUMENTO
El instrumento de prueba se compone de una plancha de acero rígido calentado eléctricamente, de 80 mm de altura 170 mm de ancho y 40 mm de espesor, con un dispositivo para sujetar la balata y el equipo de medición.
4.1 Diseño del aparato de prueba.
El aparato de prueba puede ser diseñado para dos balatas de freno de disco (véase figura 1). El instrumento de prueba (véase figura 1) consiste de:
a) Un bloque de sujeción (1) provisto con un pistón de 48 mm de diámetro, que se desplaza fácilmente en el bloque.
b) Varios resortes (2) aseguran por su acción, la fuerza a través del pistón. c) Un tornillo con tuerca de ajuste (3) para accionar los resortes.
d) Un indicador de carátula (4) que mide el desplazamiento de la balata de freno de disco o plancha intermedia a través del cual, el dispositivo asegura la fuerza de compresión. 4.2 Capacidad de calentamiento.
La fuente de calor debe ser capaz de elevar la temperatura de la plancha a 400°C en 10 min ± 0,5 min. En algunos casos especialmente cuando el objetivo es probar balatas de un vehículo tipo particular, es necesario adoptar y alcanzar esta temperatura en menos de 10 min.
4.3 Equipo de medición.
Medir la temperatura de la plancha caliente en el centro por medio de un termopar en un barreno paralelo, a 5 mm de la superficie de contacto (véase figura 1).
En caso de balatas de freno de disco equipadas con laina anti-ruido, se debe colocar una plancha rectangular de conducción térmica (de 80 mm X 100 mm y un espesor de 4 mm) entre la balata y el dispositivo sujetador, la cual sirve apara determinar la transferencia de calor. La medición de la temperatura en esta placa
es tomada por medio de un termopar colocado en un barreno situado al centro de la plancha (véase figura 1).
El bloque para sujetar la balata de freno de disco, se compone de un dispositivo capaz de aplicar una fuerza con un rango de 20 N a 200 N. Sujeto en el mismo lado del dispositivo de medición de desplazamiento y debe medirse el desplazamiento del respaldo de la balata o placa intermedia.
5 PREPARACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE LAS MUESTRAS.
Tomar como mínimo cinco muestras al azar del lote de producción, para ser probadas. Las dimensiones de la balata no deben exceder de 80 mm de ancho, 129 mm de largo y 20 mm de espesor. En caso de que la balata rebase estos límites, debe reducirse su tamaño por medio de cortes, hasta obtener las dimensiones aquí indicadas.
Antes de colocar la balata en el equipo de prueba, frotar ambas caras con papel lija (grano número 120) para quitar la pintura del respaldo y eliminar cualquier rugosidad de la cara de fricción.
Asegurarse de que no quede material de fricción en las porosidades del respaldo y que en todo esté suficientemente profundo para evitar cualquier influencia sobre el resultado de la prueba.
En caso de las balatas de freno de disco ensambladas con lainas flexibles anti-ruido en el respaldo de la balata, deben limpiarse como en la cara de fricción para dar una buena cara de contacto.
Determinar dos puntos de referencia como lo indica la figura 2, y en estos puntos medir el espesor de la balata con una precisión de 0.01 mm, el valor promedio de estas dos mediciones debe ser designada como dm. Tomar la dimensión, si está involucrada, del
contorno de la balata. Estos valores se designan dAi.
FIGURA 2.- Principales dimensiones y puntos de referencia.
Barrenar una perforación de 2 mm de diámetro en la parte lateral, que llegue al punto de referencia antes descrito. Estas perforaciones deben ser paralelas a la superficie de fricción a una distancia de 5 mm, y se usan para la colocación de termopar.
Barrenar una perforación de 2 mm de diámetro en el plato del respaldo, paralelo y a la misma profundidad que el agujero del barreno antes mencionado, para la colocación del
termopar. En el caso de una balata de freno de disco que utiliza la laina anti-ruido no se barrena esta perforación.
6 PROCEDIMIENTO
Colocar la balata de freno de disco preparada de acuerdo al capítulo 5, entre la plancha caliente y el bloque sujetador, con la cara de fricción en contacto con la
placa caliente, y sujeta con una presión sobre la superficie de la balata de 20 kPa (0,02 N/mm2).
Para el caso de freno de disco equipado con laina anti-ruido, colocar la plancha intermedia entre la balata y el bloque sujetador. El indicador de carátula o tansductor de desplazamiento inductivo es montado y puesto a cero.
Encender la fuente de calor, la cual debe llegar a una temperatura de 400 °C al final de un período de calentamiento de 10 min.
NOTA 1- En ciertos casos especialmente cuando se pretende utilizar un probador de Balatas para vehículos tipo dado, puede ser necesario que esta temperatura final, sea superior a 400 °C y alcanzada en menos de 10 min.
De acuerdo al equipo utilizado, medir las variaciones del espesor de la balata y la temperatura de la placa caliente, el material de fricción y el respaldo de la balata o plancha intermedia durante el calentamiento, y el tiempo de enfriamiento.
Si las mediciones no son tomadas por medio de un registrador, deben ser leidas a intervalos de 25 °C, entre la temperatura de 50°C y la temperatura final.
Después que la temperatura final ha sido alcanzada, la fuente de calor se desconecta, y el tiempo de enfriamiento empieza cuando el sistema inicie su enfriamiento natural sin ningún ventilador sobre la plancha caliente.
Tan pronto como la plancha caliente alcanza los 50°C, el interruptor de la fuente de calor es encendido nuevamente y se repite el proceso descrito arriba. Ningún ajuste puede hacerse bajo ninguna circunstancia al comienzo del siguiente período de calentamiento.
Al final de la prueba, medir las dimensiones, si está involucrada, del contorno de la balata a temperatura ambiente. Esos valores deben ser designados como dBi.
7 EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS. 7.1 Uso de registrador.
Si se usa un registrador, los trazos deben ser identificados de tal forma que los cambios de espesor en la balata, la temperatura de la plancha caliente, la temperatura de la balata, la temperatura del respaldo de la balata o la temperatura de la plancha intermedia puedan ser fácilmente identificados e interrelacionarse con sus factores, si se utiliza un graficador x,
y1, y2, y3, la dirección de las abscisas es controlada por la temperatura de la plancha caliente.
7.2 Lectura directa.
Si los valores son lecturas directas, la temperatura de la balata, respaldo de la balata o plancha intermedia y cambios del espesor, deben ser graficados en papel milimétrico contra temperatura de la plancha caliente, asegurándose que las curvas sean bien identificadas. Finalmente, si es necesario, calcular las diferencias.
d i = d Bi - dAi
8 INFORME DE LA PRUEBA.
El informe de la prueba debe contener los siguientes datos:
- Designación de la calidad, tipo y proveedor de la balata de freno de disco. - Espesor promedio (dm) al comienzo de la prueba.
- Valores máximos de los cambios relativos del espesor de la balata con la temperatura correspondiente y el tiempo de prueba.
- Cambio de espesor en la balata a la temperatura máxima para el primer y segundo tiempo de prueba.
- Cambio residual del espesor y dimensiones, si es necesario, de las dimensiones exteriores de la balata al final de la prueba cuando alcance la temperatura ambiente. - Temperatura del respaldo de la balata o placa intermedia a la más alta temperatura de la
plancha para el primer y segundo periodo de prueba.
- Apariencia del freno de disco después de la prueba, observando especialmente cualquier deformación, grietas, ampollas o desprendimiento de material de fricción y separación del respaldo de la balata.
9 BIBLIOGRAFÍA.
ISO 6313-1980 Road Vehicles - Brake Linings - Efects of head on Dimensions and form of disc Brake pads - Test procedure. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida.
10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES. Esta norma concuerda totalmente con la norma internacional ISO 6313-1980. APENDICE INFORMATIVO
Para otras definiciones véase la norma internacional ISO 611-1980 "Road vehicles-Braking of automotive vehicles and their trailers - volcabulary".
México, D.F., a 6 de Marzo de 1996. LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS.
