CS263235B1

CS263235B1 - Friction material and method of production

Info

Publication number: CS263235B1
Application number: CS87525A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Postava; Bohuslav Cekota
Original assignee: Miroslav Postava; Bohuslav Cekota
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS52587A1

Abstract

Předmětem řešení je třecí materiál na bázi plsti a způsob jeho výroby. Jedná se o bezazbestový materiál na bázi plsti, který je ztužen termoreaktivní fenolformaldehydovou pryskyřicí s obsahem volného fenolu od 2 % do 6 % hmot. v^množství od 5 do 10Q g pryskyřice na 1 ά při celkové tlouštce do 10 mm a zhotoví se postupem, při kterém se nejprve připraví 5 % az 20 %ní roztok termoreaktivní fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu a tímto roztokem se nasytí plstěný materiál požadované tlouštky a po vysušení rozpouštědla se plotna plsti uzavře do lisovací formy, kde se provede ztužení materiálu při lisovacím tlaku minimálně od 0,01 MPa a při teplotě od 125 °C do 200 °G. Třecím materiálem a způsobem jeho výroby se dosáhne požadovaných třecích vlastností, odstraní se nežádoucí stlačitelnost plsti, zvýší se její životnost a odolnost proti teplu a hoření. Rovněž se dosáhne velmi přesné tlouštky obložení a vyloučí se toxicita z titulu použitého materiálu. Řešení je možno použít pro výrobu třecího materiálu a při jeho následné aplikaci do třecích spojek nebo brzd, obsahujících pů vodně plstěné nebo azbestové obložení.The subject of the solution is friction material based on felt and the method of its production. It is is a non-asbestos felt-based material which is a stiffened thermoreactive phenol formaldehyde resin containing free phenol from 2% to 6% by weight; in ^ quantity from 5 up to 10% g resin per total thickness up to 10 mm and made with the at which 5% and up to 5% are first prepared 20% solution of thermoreactive phenol formaldehyde resin in industrial alcohol and this material saturates the felt material the desired thickness and after drying the solvent the felt plate is closed into a press molds where the material is stiffened at a pressure of at least 0.01 MPa and at a temperature of 125 ° C to 200 ° G. Friction material and method of its production the desired friction properties are achieved undesirable compressibility is removed felt, its durability and durability increase against heat and burning. It is also achieved very precise lining thicknesses and eliminates the toxicity of the material used. The solution can be used for friction production material and its subsequent application to friction clutches or brakes containing ground water-felt or asbestos lining.

Description

Vynález se týká třecího bezazbestového materiálu na bázi plsti a způsobu jeho výroby.The present invention relates to a friction-free asbestos-based material based on felt and to a process for its production.

U oelé řady strojů a zařízení je nezbytné přenesení točivého pohybu od hnacího agregátu k pracovní jednotce, případně přibrzdění pracovní jednotky a její následné roztočení. Za tímto účelem musí být stroje a zařízení vybaveny třecími spojkami různé konstrukce, kterými jsou uvedené požadavky zajišťovány. Spojka pak v celé řadě případů zastává i funkci brzdy. Rozhodující částí těchto spojek je třecí materiál, který výrazně ovlivňuje její činnost i funkční parametry. V praxi se nejčastěji používají materiály na bázi azbestu nebo polyamidu a v neposlední řadě i plsti. Uvedené materiály mají své přednosti i nedostatky, iíateriály na bázi azbestu vynikají vysokým třecím součinitelem, dobrou životností a poměrně nízkou cenou. Jediným jejich nedostatkem je zdravotní závadnost, neboť znalosti z poslední doby potvrzují, že se jedná o materiály s karcinogenním účinkem, tedy o materiály vysoce toxické. Závažná je zejména okolnost, že při tření těchto materiálů vzniká obrus velmi jemné frakce, který snadno vniká do organismu prostřednictvím dýchacích cest. Pokud se týká třecích materiálů na bázi polyamidu, nedosahují dosud tyto kompozice tak vysokých třecích účinků jako materiály azbestové a jejich cena je podstatně vyšší. Vývoj v této materiálové oblasti však není dosud na takové úrovni, aby se materiály tohoto druhu vyrovnaly svými parametry alespoň materiálům na bázi azbestu. Rozšířeným třecím materiálem jsou dále plstě, které se používají u řady spojek a brzd, zejména ručně ovládaných. Stlačováním plstěného materiálu lze dosáhnout vysokých třecích účinků i dobré regulace intenzity vlastního tření při přenášení pohybu aebo při brzdění. Jde o materiály poměrně velmi levné a dostupné.In the case of a wide range of machines and equipment, it is necessary to transfer the rotary movement from the drive unit to the working unit, eventually braking the working unit and then turning it. To this end, machinery and equipment must be equipped with friction clutches of different designs to meet these requirements. In many cases, the clutch also acts as a brake. The decisive part of these couplings is the friction material, which significantly affects its operation and functional parameters. In practice, materials based on asbestos or polyamide are used, and last but not least, felt. These materials have advantages and disadvantages, asbestos-based materials excel in high friction coefficient, good durability and relatively low cost. Their only drawback is health harmfulness, as recent knowledge confirms that these are materials with a carcinogenic effect, ie highly toxic. Particularly important is the fact that the friction of these materials results in abrasion of a very fine fraction, which easily penetrates the body via the airways. As far as polyamide-based friction materials are concerned, these compositions have so far not achieved as high friction effects as asbestos materials and their cost is substantially higher. However, the development in this material field is not yet at such a level that materials of this kind can at least equal asbestos based materials. The worn friction material is further used for a number of clutches and brakes, especially manually operated. Compressing the felt material can achieve high frictional effects as well as good regulation of the intensity of the friction itself when moving or braking. These materials are quite cheap and available.

283 23S283 23S

Do spojkových ústrojí a brzd jsou aplikovány většinou ve formě mezikruží, které bývá stlačováno dvěma kruhovými deskami, z nichž jedna je hnací a druhá hnaná. U spojek či brzd takovéto konstrukce jsou tyto materiály plně vyhovující a prakticky bez jakýchkoliv nedostatků. Jiná situace nastává v případě,kdy je třeba zabezpečit velmi přesnou tloušíku plstěného obložení při jeho přípravě a vyloučit nebo co nejvíce snížit stlačitel·? nost plstěného materiálu. Zajištění těchto požadavků je u této materiálové báze velmi obtížné a prakticky téměř nedosažitelné. Vznikají technické obtíže,a to jak při přípravě plstěných desek přesné tloušťky, tak i při zamezení změny tloušíky vlivem opakovaného stlačování obložení při funkční Činnosti stroje. Extrémní případ vzniká v takových aplikacích, kde jsou plstěným materiálem opatřeny lamely v počtu několika desítek a uloženy na společné nosné hřídeli, jako například u napínacího stroje pro napínání lan při výrobě dopravních pásů s ocelovými lany. Zde při stlačování lamel dochází k opakovanému stlačování plstěného materiálu při záběru či brzdění lamel, což má za následek změnu tloušťky obložený a tím i celkovou změnu šířky lamelového ústrojí. Tímto dochází i ke změně roztečí u jednotlivých lamel, což negativně ovlivňuje funkčnost lamelové strojní Části,a tím i celkovou funkci stroje. Nejvýrazně ji se tento negativní účinek projevuje u třecích.lamel, které mají zároveň i funkci vodících kladek či jiných středících prvků a jsou uloženy posuvně na společném hřídeli. Stlačením obložení dochází k nežádoucí změně roztečí u naváděných elementů, jako jsou např. lana, kordy či nitě nebo vlákna apod. Tyto současné nedostatky plstěného materiálu pak omezují jeho použití nebo snižují kvalitativní parametry jinak poměrně velmi výhodného třecího materiálu.They are applied to the clutches and brakes mostly in the form of an annulus, which is usually compressed by two circular plates, one of which is driven and the other driven. In the case of clutches or brakes of this design, these materials are fully satisfactory and virtually without any drawbacks. Another situation arises when it is necessary to ensure a very precise thickness of the felt lining during its preparation and to eliminate or reduce the compressor as much as possible? felt material. Meeting these requirements is very difficult and virtually unreachable with this material base. Technical difficulties arise, both in the preparation of felt sheets of exact thickness and in preventing the change in thickness due to repeated compression of the lining during the functional operation of the machine. An extreme case arises in such applications where the felt material is provided with several tens of slats and supported on a common support shaft, such as in a rope tensioning machine in the manufacture of steel wire conveyor belts. Here, when pressing the slats, the felt material is repeatedly squeezed during engagement or braking of the slats, which results in a change in the thickness of the paneled and thus an overall change in the width of the slat. This also changes the spacing of individual slats, which negatively affects the functionality of the slat machine part and thus the overall function of the machine. This negative effect is most noticeable in friction lamellas, which also have the function of guide rollers or other centering elements and are displaceably mounted on a common shaft. By compressing the lining, the spacing of the guided elements such as ropes, cords or threads or fibers etc. is undesirably changed.

Výše uvedené nedostatky se odstraní třecím materiálem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že plstěná materiálová báze obsahuje v 1 m, při plošné hmotnosti od 0,3 kg do 3 kg,5' až 100 g vytvrzené fenolformaldehydové pryskyřice s obsahem volného fenolu od 2% do 6% hmot., a tento třecí mateři ál se zhotoví postupem, při kterém se nejprve připraví 5% až 20%ní roztok pryskyřice v průmyslovém alkoholu a tímto roztokem se nasytí plstěný materiál a po odpaření rozpouštědla seThe abovementioned drawbacks are eliminated by the friction material according to the invention, which consists in that the felt material base contains, in a weight of 0.3 kg to 3 kg, from 5 to 100 g of cured phenol-formaldehyde resin containing free phenol from 1 to 3 g. 2% to 6% by weight, and the friction material is prepared by a process which first prepares a 5% to 20% resin solution in industrial alcohol, saturates the felt material and, after evaporation of the solvent,

- 3 283 235 plotna plsti uzavře do lisovací formy, kde se provede ztužení materiálu při lisovacím tlaku minimálně od 0,01 MPa a při teplotě, od 125°G do 200°G.- 3 283 235 encloses the felt plate in a compression mold, where the material is solidified at a compression pressure of at least 0.01 MPa and at a temperature of from 125 ° C to 200 ° G.

Třecím materiálem podle vynálezu se odstraní stlačitelnost materiálové báze, která negativně ovlivňovala její funkční vlastnosti při několikanásobném vrstvení, například při aplikacích mezi vodicí lamely, kladky, kotouče apod. Vytvrzením plstěné materiálové báze v lisovací formě definovaných rozměrů lze s velkou přesností dosáhnout požadované tloušťky třecího obložení. Toto je velmi významné v případech, kdy je obložení štípáno z větších tlouštěk plstě. Odstraněním stlačitelnosti se dále zvýší životnost třecího materiálu při zachování třecích účinků nejméně na původních hodnotách. Důležitá je rovněž zdravotní nezávadnost a ekonomická výhodnost. Výhodný koeficient tření zůstává zachován a výrazně se zvýší odolnost proti tepelnému namáhání a přímému plameni.The friction material according to the invention removes the compressibility of the material base, which negatively influenced its functional properties during multiple layering, for example in applications between guide plates, pulleys, discs and the like. . This is very important in cases where the lining is chipped from larger felt thicknesses. By eliminating the compressibility, the service life of the friction material is further increased while maintaining the friction effects at least at the original values. Health safety and economic profitability are also important. The preferred coefficient of friction is maintained and the resistance to thermal stress and direct flame is greatly increased.

Příkladné provedení třecího materiálu a způsobu jeho výroby podle vynálezu ilustruje následující příklad.The following example illustrates an exemplary embodiment of a friction material and a method for producing it according to the invention.

Rozpuštěním 50 g fenolformaldehydové termoreaktivní pryskyřice v 500 g průmyslového alkoholu připravíme 10% ní roztok, kterým se nasytí 1 m^ plsti tloušťky 5,5 mm. Plsť se potom nechá vyschnoutjbud za normální teploty po dobu např. 8 hodin, nebo při zvýšené teplotě kolem 50°C po dobu 30 minut. Po vysušení plotny se tato vloží do lisovací formy s výškou okrajů 5 ram a provede se zalisování a vytvrzení materiálu při teplotě 150°0 po dobu 30 minut. Potom se provede otevření formy plát se vyjme a nechá vychladnout na rovné podložce. Po vychladnutí se z něj vyseknou příslušné tvarové dílce. Třecí mateři oDissolve 50 g of phenol-formaldehyde thermoreactive resin in 500 g of industrial alcohol to prepare a 10% solution to saturate 1 m m of 5.5 mm thick felt. The felt is then allowed to dry at normal temperature for, eg, 8 hours, or at an elevated temperature of about 50 ° C for 30 minutes. After the plate is dried, it is placed in a die having a 5 mm edge height and pressed and cured at 150 ° C for 30 minutes. The mold is then opened and the sheet is removed and allowed to cool on a flat surface. After cooling, the corresponding shaped pieces are punched from it. Friction maters o

ál obsahuje 50 g pryskyřice na 1 m a vylisováním ve formě je dosaženo požadované tloušťky 5 mm s velkou přesností a bez problematického štípání z původně použité tloušťky plstěné plotny. Je odstraněna rovněž nežádoucí stlačitelnost původního materiálu při zachování vysokých třecích vlastností.It contains 50 g of resin per m and by pressing in the mold, the required thickness of 5 mm is achieved with great accuracy and without problematic splitting from the initially used felt plate thickness. The undesirable compressibility of the original material is also eliminated while maintaining high frictional properties.

Materiál podle vynálezu je možno použít do třecích spojek nebo brzd, obsahujících původně plstěné obložení. Dále je možná náhrada třecích materiálů na bázi azbestu nebo polya4The material according to the invention can be used in friction clutches or brakes containing originally felt lining. It is also possible to replace friction materials based on asbestos or polya4

283 235 midu v případech, kdy byla na závadu stlačitelnost použitého třecího materiálu. Největší uplatnění se předpokládá u spojek nebo brzdových spojek používaných u gumárenských strojů, zejména pak u strojů konfekčních nebo u strojů na přípravu gumárenských polotovarů.283 235 midu in cases where the compressibility of the friction material used was defective. The greatest application is envisaged for couplings or brake couplings used in rubber machines, especially ready-made machines or machines for preparation of rubber semi-finished products.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A felt-based friction material, characterized in that the felt-based material base comprises, in 1 m, at a weight of from 0.3 kg to 3 kg, 5 to 100 g of cured phenol-formaldehyde thermoreactive resin with a free phenol content of 2% to 6 % wt.

2. A process for producing a friction material according to claim 1, comprising preparing a 5% to 20% phenol-formaldehyde resin solution in industrial alcohol, saturating the felt material of the desired thickness, and after evaporating the solvent, the felt thus formed is sealed into a compression mold. wherein the material is solidified at a compression pressure of 0.01 MPa and at a temperature of from 125 ° C to 200 ° C.