RU180925U1 - Фрикционное изделие - Google Patents

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к фрикционным изделиям, содержащим композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом.Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение механической стойкости фрикционного изделия в холодном состоянии с одновременным сохранением демпфирующей способности размещенного со стороны металлического каркаса слоя в нагретом состоянии.Поставленная задача решается путем выполнения слоев композиционного фрикционного элемента из композитов с разными полимерными матрицами и различным соотношением значений сжимаемости в холодном и нагретом состоянии.

Description

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом, и предназначенным для эксплуатации во фрикционных узлах различной техники.

Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, включающий продольные металлическому каркасу слои, каждый из которых выполнен из полимерного композита (см. патент РФ №2283974, МПК F16D 69/02, 2006 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, слои продольные металлическому каркасу, каждый выполнен из полимерного композита» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.

Недостатком аналога является снижение стойкости изделия к механическому воздействию из-за того, что слой, размещенный в композиционном фрикционом элементе со стороны металлического каркаса, имеет более высокую сжимаемость по сравнению с другими слоями как в холодном состоянии изделия (температура до 150°С), так и в горячем состоянии изделия (температура 350°С÷450°С).

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, включающий два продольных металлическому каркасу слоя, каждый из которых выполнен из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и наполнители, при этом слой, размещенный в полимерном композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, имеет сжимаемость большую, чем другой слой (см. патент РФ №2283973, МПК F16D 69/02, 2006 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, включающий два продольных металлическому каркасу слоя, каждый из которых выполнен из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и наполнители» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.

Недостатком наиболее близкого аналога также является более высокая сжимаемость слоя со стороны металлического каркаса по сравнению с другим слоем, вследствие чего снижается стойкость изделия к механическим воздействиям при эксплуатации.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение механической стойкости фрикционного изделия в холодном состоянии с одновременным сохранением демпфирующей способности размещенного со стороны металлического каркаса слоя в нагретом состоянии путем выполнения слоев композиционного фрикционного элемента из композитов с разными полимерными матрицами и различным соотношением значений сжимаемости в холодном и нагретом состоянии.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем металлический каркас и расположенный на металлическом каркасе полимерный композиционный фрикционный элемент, включающий два продольных металлическому каркасу слоя, каждый из которых выполнен из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и наполнители, полимерная матрица композита, из которого выполнен слой, размещенный в полимерном композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, выполнена из вулканизата каучука, а полимерная матрица композита, из которого выполнен другой слой, выполнена из резита фенолформальдегидной смолы, при этом в холодном состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, меньше сжимаемости композита, из которого выполнен другой слой, а в горячем состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, больше сжимаемости композита, из которого выполнен другой слой.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «полимерная матрица композита слоя, размещенного в полимерном композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, выполнена из вулканизата каучука, а полимерная матрица композита, из которого выполнен другой слой, выполнена из резита фенолформальдегидной смолы, при этом в холодном состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, меньше сжимаемости композита, из которого выполнен другой слой, а в горячем состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, больше сжимаемости композита, из которого выполнен другой слой» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.

Фрикционное изделие содержит металлический (например, стальной или чугунный) каркас, совмещенный (например, путем приформовывания) с полимерным композиционным фрикционным элементом. Фрикционный элемент выполнен не менее, чем из двух слоев, продольных металлическому каркасу. Слои выполнены из полимерных композиционных материалов (композитов), включающих полимерную матрицу и наполнители, в том числе дисперсные и волокнистые. Полимерная матрица слоя, размещенного в композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, выполнена из вулканизата каучука. Полимерная матрица другого слоя выполнена из резита фенолформальдегидной смолы. Сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный в композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса фрикционного изделия, в холодном состоянии изделия (температура до 150°С) меньше, чем сжимаемость композита другого слоя в холодном состоянии изделия. В нагретом состоянии изделия (температура 350°С÷450°С) сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный в композиционном фрикционном элемента со стороны металлического каркаса, больше, чем сжимаемость композита, из которого выполнен другой слой.

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например формованием из соответствующих формовочных смесей, размещенных послойно.

Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является дисковая тормозная колодка грузового автомобиля, включающая плоский стальной каркас и фрикционный элемент, выполненный из двух слоев. Слой, размещенный со стороны металлического каркаса (так называемый «подслой»), выполнен из композита с матрицей из вулканизата бутадиенстирольного каучука, сжимаемость композита (образец 25 мм×25 мм×10 мм) при температуре 22°С составляет ≈0,030 мм. При температуре 400°С сжимаемость этого образца композита ≈0,258 мм. Второй слой (так называемый «рабочий») выполнен из композита с матрицей из фенолформальдегидной смолы СФП, сжимаемость композита (образец 25 мм×25 мм×10 мм) при температуре 22°С составляет ≈0,039 мм. При температуре 400°С сжимаемость этого образца ≈0,054 мм.

Выполнение «подслоя» из материала с сжимаемостью меньшей сжимаемости «рабочего» слоя при сравнительно низких температурах в обычных условиях эксплуатации повышает стойкость изделия к деформирующим и другим нагрузкам. В случае же перегрева изделия в условиях экстремального трибосопряжения, повышенная сжимаемость «подслоя» по сравнению со сжимаемостью «рабочего» слоя позволяет снизить возможность отслоения композиционного фрикционного элемента от металлического каркаса (например, из-за разницы в тепловом расширении), также снижается возможность трещинообразования в «подслое».

Claims (1)

1. Фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и размещенный на металлическом каркасе полимерный композиционный фрикционный элемент, включающий два продольных металлическому каркасу слоя, каждый из которых выполнен из полимерного композиционного материала, включающего полимерную матрицу и наполнители, отличающееся тем, что полимерная матрица композиционного материала, из которого выполнен слой, размещенный в полимерном композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, выполнена из вулканизата каучука, а полимерная матрица композиционного материала, из которого выполнен другой слой, выполнена из резита фенолформальдегидной смолы, при этом в холодном состоянии сжимаемость композиционного материала, из которого выполнен слой, размещенный в композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, меньше сжимаемости композиционного материала, из которого выполнен другой слой, а в нагретом состоянии сжимаемость композиционного материала, из которого выполнен слой, размещенный в композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, больше сжимаемости композиционного материала, из которого выполнен другой слой.