CS245694B1 - Třecí materiál s vysokým součinitelem tření - Google Patents

Abstract

Řešení se týká třecího materiálu, zejména pro práci za sucha, sestávajícího ze syntetických pryskyřic, žáruvzdorných araaidových vláken a mikropráěku karbidu křemíku.

Description

Předmětem vynálezu je třecí materiál s vysokým a stabilním součinitelem tření, zejména vhodný pro práci za sucha.

Třecí materiály se vyrábějí ze směsi azbestových vláken, anorganických plniv Jako jsou prášky minerálů vápence, kaolínu, barytu, karbidu křemíku nebo vyráběných oxidů hořečnatých, vápenatých, organických plniv jako třecích prášků, kovových plniv jako prášky, jemné granule, třísky z obrábění (železo, měď, mosaz, hliník), přičemž se jako pojivo běžně používají fenolformaldehydová pryskyřice nebo syntetický nebo přírodní kaučuk, případně jejich směsi.

Nevýhodou současných azbestových třecích materiálů je zjištění, že rozprášené částečky azbestu z opotřebovaného obložení jsou karcinogenní a znečišťují tak životní prostředí. Další nepříznivou skutečností jsou snižující se zásoby přírodního azbestu va světě. Při zachování současného objemu těžby se odhadují zbývající zdroje již jen na několik desítek let.

K odstranění těchto nedostatků azbestových vláken byla již navržena celá řada řešení. Jsou například známé bezazbestové třecí materiály a použitím vláken tzv. aromatických polyamidových polymerů. Tato tzv. aramidová vlákna se vyznačuji vysokou žáruvzdorností při nezměněných základních fyzikálních vlastnostech. Toto řešení, přestože patří poměrně k najpoužívanějším, má nedostatek v tom, že používaná uhlíková vlákna mají nižší součinitel tření při vyšších teplotách.

Rovněž jsou známa provedení nahrazující azbestová vlákna jinými plastovými, ocelovými vlákny, jejich kombinacemi nebo vlákny oxidu hlinitého.

Výhodou všech těchto řešení je vytvořeni nosné kostry třecího materiálu bez azbestu, protože však azbestová vlékna jak známe mají rovněž frikční vlastnosti, jejich nevýhodou je, že nedosahují plně vlastností azbestových, vzhledem k výši součinitele tření a jeho stability v závislosti na teplotě.

Takovéto třecí materiály plní svou funkci v součinnosti s kovovým protilehlým materiálem obvykle ze šedé litiny. Při tření protilehlých kusů vlivem přítlaku a vzájemného posuvu, vzniká na 3tyčné ploše mařením kinetické energie teplo, které urychluje opotřebení protilehlých třecích materiálů. K dosažení požadované životnosti jsou do třecích materiálů používány částice nebo vlákna kovů nebo jejich slitin jako zinek, hliník, měň, mosaz a jiné.

Kovová plniva se používají pro rychlý odvod tepla, aby nedocházelo na kontaktní ploše vzhledem k vysokým izolačním vlastnostem žáruvzdorných vláken k enormnímu vzrůstu teplot, přičemž by teplotní gradient k podpovrchové vrstvě dosahovat nežádoucí hodnoty, což by vedlo k narušení povrchu obložení, jeho rozpraskání vzhledem k překročení meze pevnosti organického pojivá. Významnou nevýhodou současných třecích materiálů azbestového nebo bezazbestového typu, vhodných zejména pro brzdové obloženi motorových vozidel, je pak přítomnost těchto kovových částic, které se při brzdění uvolňuji z obložení, mechanickým tlakem obložení na bradový litinový kotouč se zabudovávají do povrchové vrstvy třecí plochy kotouče a zde zapříčiňují vznik lokálních galvanických článků. Tyto pak výrazně zrychlují hloubkovou korozi brzdových kotoučů, zejména v zimním období, kdy vzdušná vlhkost a zhoršené provozní podmínky vlivem chemicích posypových prostředků způsobují, že do brzd vniká aerosol anorganických elektrolytů, který zapříčiňuje na zmíněných lokálních galvanických článcích vnitřní elektrolýzu materiálu. Cílem vynálezu je vytvoření třecího materiálu s vysokým a stabilním součinitelem tření.

Podstatou vynálezu je třecí materiál na bázi syntetických pryskyřic s nosnou kostrou z uhlíkových žáruvzdorných vláken, který obsahuje 15 až 50 % hmotnosti polymerových vláken v kombinaci s 20 až 40 % hmotnosti mikroprášku karbidu křemíku o velikosti části 10 yum.

Výhodou kombinace polymerových vláken s mikropráškem karbidu křemíku je podstatné zlep3 žení součinitele tření při vysokách teplotách. Plnivo podle vypálezu zaručuje vysokou a stabilní hodnotu součinitele tření a dobrou tepelnou vodivost, která zajištuje žádoucí odvod tepla z kontaktní třecí zóny.

Tato příeada tak nahrazuje kovová plniva, zvyšuje tepelnou vodivost, stabilizuje součinitel tření na přijatelné vysoké hodnotě při absenci azbestových vláken a opotřebené částice jsou zcela inertní ke vzniku a průběhu koroze.

Dalšími výhodami tohoto třecího materiálu jsou jednak dobrá otěruvzdornost a jednak nízká abrazivnost při dostatečné životnosti. Uvedené vlastnosti jsou zajištěny obsahem mikropréěkového karbidu křemíku, který pozitivně působí na proces tření při vývinu a odvodu tepla ze styčné třecí plochy. Zrnitost mikroprášku s částicemi do 1 0 /um zaručuje větší homogenitu materiálu a-odolnost proti uvolňování plniva a materiálu.

Příkladný výběr základní vláknité kostry a dalších přísad zahrnuje následující složení dle hmotnosti:

15 až 50 20 až 40	% %	vláken z polymeru mikroprášku . o velikosti 1 0/7 /um karbidu křemíku (SiC)
0 až 20 %	anorganického plniva (práškový vápenec,
		•baryt, kaolin)
30 až 40	%	pojivá - prášková fenolformaldehydová prys-
		kyřice
1 až 3 %		plastifikátoru

Třecí materiál podle příkladu je popsán v souvislosti s použitím jako brzdové obložení třecích segmentů kotoučových brzd. Je zřejmé, že stejného účinku použitím mikropréšku karbidu křemíku lze dosáhnout u brzdových obložení určených pro bubnové brzdy nebo jiných typů třecích materiálů, např. v provedení u spojkového obložení.

Claims (1)

1. Třecí materiál s vysokým součinitelem tření, zejména pro práci za sucha, na bázi syntetických pryskyřic s nosnou kostrou z uhlíkových žáruvzdorných vláken a s plnivem, vyznačený tím, že obsahuje 15 až 50 % hmotnosti polymerových vláken a 20 až 40 % hmotnosti mikroprášku karbidu křemíku o velikosti částic £ 10/um.