RU210072U1

RU210072U1 - FRICTION PRODUCT

Info

Publication number: RU210072U1
Application number: RU2021132463U
Authority: RU
Inventors: Виталий Валериевич Романенко; Андрей Германович Кузьминых
Original assignee: Публичное акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ПАО "УралАТИ")
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-03-28

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент и предназначенным для эксплуатации во фрикционных узлах автомобильной и автотракторной техники, различных машин и оборудования. Фрикционное изделие выполнено из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и дисперсные наполнители, в состав которых входит древесная мука. С целью снижения возможности возгорания и горения полимерного композита фрикционного изделия в условиях высоких эксплуатационных температур в состав композита введено от 5 до 25 мас.% предварительно изготовленной смеси древесной муки и порошка двойного суперфосфата.The utility model relates to mechanical engineering, namely to friction products containing a polymer composite friction element and intended for use in friction units of automotive and automotive equipment, various machines and equipment. The friction product is made of a polymer composite, including a polymer matrix and dispersed fillers, which include wood flour. In order to reduce the possibility of ignition and burning of the polymer composite of the friction product under conditions of high operating temperatures, from 5 to 25 wt.% of a pre-made mixture of wood flour and double superphosphate powder was introduced into the composition of the composite.

Description

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент и предназначенным для эксплуатации во фрикционных узлах автомобильной и автотракторной техники, различных машин и оборудования (колодки и накладки тормозов автомобилей, тракторов, рельсового транспорта и др.).The claimed utility model relates to mechanical engineering, namely to friction products containing a polymer composite friction element and intended for use in friction units of automotive and automotive equipment, various machines and equipment (pads and brake linings for cars, tractors, rail vehicles, etc.).

Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, включающее полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из композита, содержащего полимерную матрицу и дисперсные наполнители, включая волокнистые дисперсные наполнители, в том числе целлюлозные волокна (см. Криволапое П.Н. и др. Фрикционные композиционные материалы на основе синтетических и целлюлозных волокон. В сборнике «Порошковая металлургия», ГНПО порошковой металлургии, Минск, 2017 г., сс. 54÷58). Существенные признаки аналога «полимерная матрица, дисперсные наполнители, целлюлозные волокна» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.An analogue of the claimed utility model is a friction product, including a polymer composite friction element made of a composite containing a polymer matrix and particulate fillers, including fibrous particulate fillers, including cellulose fibers (see Krivolapoe P.N. and others. Friction composite materials on based on synthetic and cellulose fibers, in the collection “Powder Metallurgy”, SNPO Powder Metallurgy, Minsk, 2017, pp. 54÷58). The essential features of the analogue "polymer matrix, dispersed fillers, cellulose fibers" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком аналога является возможность возгорания композита и его горение при повышенных эксплуатационных температурах трибосопряжения из-за наличия в нем горючих волокон.The disadvantage of the analog is the possibility of ignition of the composite and its combustion at elevated operating temperatures of the tribocoupling due to the presence of combustible fibers in it.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, выполненное из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и дисперсные наполнители, включая волокнистый дисперсные наполнитель из пульпы волокон, выбранных из группы, включающей хлопок, целлюлозу и вискозу, при следующем содержании компонентов: полимерная матрица 15 мас.%; дисперсные наполнители 84 мас.%; пульпа 1 мас.% (см. патент РФ №2269546, МПК F16D 69/02, 2006 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «полимерный композит, полимерная матрица, дисперсные наполнители, волокнистый дисперсный наполнитель целлюлоза» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.The closest analogue of the claimed utility model is a friction product made of a polymer composite, including a polymer matrix and particulate fillers, including a fibrous particulate filler from a pulp of fibers selected from the group including cotton, cellulose and viscose, with the following content of components: polymer matrix 15 wt .%; dispersed fillers 84 wt.%; pulp 1 wt.% (see RF patent No. 2269546, IPC F16D 69/02, 2006). The essential features of the closest analogue "polymer composite, polymer matrix, particulate fillers, fibrous particulate filler cellulose" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком наиболее близкого аналога является то, что при всех положительных эксплуатационных свойствах, которые придает фрикционному изделию дисперсный волокнистый наполнитель из целлюлозы, изделию свойственна повышенная возможность возгорания и горения при повышенных эксплуатационных температурах, что делает изделие не применимым в высоконагруженных фрикционных узлах, где развивается значительный эксплуатационный нагрев.The disadvantage of the closest analogue is that, with all the positive performance properties that the dispersed fibrous filler made of cellulose gives the friction product, the product is characterized by an increased possibility of ignition and combustion at elevated operating temperatures, which makes the product not applicable in highly loaded friction assemblies, where a significant operational heat.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение возможности возгорания и горения полимерного композита фрикционного изделия в условиях высоких эксплуатационных температур, что расширяет диапазон возможных применений изделия.The task to be solved by the claimed utility model is to reduce the possibility of ignition and combustion of the polymer composite of the friction product at high operating temperatures, which expands the range of possible applications of the product.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, выполненном из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и дисперсные наполнители, в состав композита введено от 5 до 25 мас.% предварительно изготовленной смеси древесной муки и порошка двойного суперфосфата при следующем соотношении компонентов: М=1,5÷3,5С; где М - количество древесной муки, С - количество порошка двойного суперфосфата.To achieve the specified technical result in a friction product made of a polymer composite, including a polymer matrix and dispersed fillers, from 5 to 25 wt.% of a pre-made mixture of wood flour and double superphosphate powder was introduced into the composite in the following ratio of components: M = 1, 5÷3.5С; where M is the amount of wood flour, C is the amount of double superphosphate powder.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «в состав композита введено от 5 до 25 мас.% предварительно изготовленной смеси древесной муки и порошка двойного суперфосфата при следующем соотношении компонентов: М=1,5÷3,5С; где М - количество древесной муки, С - количество порошка двойного суперфосфата» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.Essential features of the claimed utility model “in the composition of the composite introduced from 5 to 25 wt.% pre-made mixture of wood flour and double superphosphate powder in the following ratio of components: M=1.5÷3.5C; where M is the amount of wood flour, C is the amount of double superphosphate powder "are distinctive from the features of the closest analogue.

Фрикционное изделие включает полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из композита. В качестве полимерной матрицы композита могут использоваться отвержденные смолы, вулканизованные каучуки или смеси отвержденных смол и вулканизованных каучуков. В качестве наполнителей могут использоваться различные дисперсные материалы, например барит, технический углерод и т.д. Также в состав дисперсных наполнителей могут входить дисперсные волокнистые материалы (порошок стального волокна и т.д.). В композит дополнительно введено от 5 до 35 мас.% предварительно изготовленной смеси древесной муки и порошкообразного двойного суперфосфата. Смесь содержит древесную муку и двойной суперфосфат в соотношении: М=1,5÷3,5С; где М - количество древесной муки, С - количество порошка двойного суперфосфата. В результате предварительного смешения обеспечивается удерживание частиц двойного суперфосфата волокнами, частично отщепленными от частиц древесной муки, что сохраняет взаимный контакт и близкое расположение этих компонентов в матрице полимерного композита фрикционного изделия.The friction product includes a polymer composite friction element made of a composite. As the polymeric matrix of the composite, cured resins, vulcanized rubbers, or mixtures of cured resins and vulcanized rubbers can be used. Various particulate materials can be used as fillers, such as barite, carbon black, etc. Also, the composition of dispersed fillers may include dispersed fibrous materials (steel fiber powder, etc.). The composite additionally introduced from 5 to 35 wt.% pre-made mixture of wood flour and powdered double superphosphate. The mixture contains wood flour and double superphosphate in the ratio: M=1.5÷3.5C; where M is the amount of wood flour, C is the amount of double superphosphate powder. As a result of pre-mixing, the particles of double superphosphate are retained by fibers partially cleaved from wood flour particles, which maintains mutual contact and close location of these components in the matrix of the polymer composite of the friction product.

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например формованием в пресс-форме из формовочной смеси, в которую введена предварительно изготовленная смесь древесной муки и двойного суперфосфата.The inventive friction product can be manufactured by known methods, for example, by molding in a mold from a molding mixture into which a pre-made mixture of wood flour and double superphosphate is introduced.

Конкретным примером заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, в состав полимерного композита которого введено 11 мас.% предварительно изготовленной смеси, содержащей 70 мас.% древесной муки и 30 мас.% порошкообразного двойного суперфосфата.A specific example of the claimed utility model is a friction product, the polymer composite of which contains 11 wt.% of a prefabricated mixture containing 70 wt.% wood flour and 30 wt.% powdered double superphosphate.

Наличие частиц двойного суперфосфата, контактирующих с волокнистыми частицами древесной муки, значительно снижает (вплоть до полного исключения) возможность возгорания и горения древесной муки (а значит и композиционного материала) при значительных эксплуатационных нагревах. В результате значительно увеличивается допустимый эксплуатационный диапазон фрикционного изделия. При этом введение предварительно изготовленной смеси в количестве менее 5 мас.%) не дает указанного в наиболее близком аналоге подавления эффекта «смазывания», а введение предварительно изготовленной смеси в количестве большем 35 мас.%) снижает прочностные характеристики фрикционного изделия. Соотношение компонентов предварительно изготовленной смеси является оптимальным с точки зрения как огнезащиты, так и с точки зрения прочностных характеристик изделия (армирующих свойств древесной муки). При соотношении меньшем 1,5 недостаточны армирующие свойства, а при соотношении большем 3,5 недостаточны огнезащитные свойства.The presence of particles of double superphosphate in contact with the fibrous particles of wood flour significantly reduces (up to complete exclusion) the possibility of ignition and combustion of wood flour (and hence the composite material) at significant operating temperatures. As a result, the allowable operating range of the friction product is significantly increased. At the same time, the introduction of a prefabricated mixture in an amount of less than 5 wt.%) does not give the suppression of the “lubrication” effect indicated in the closest analogue, and the introduction of a prefabricated mixture in an amount of more than 35 wt.%) reduces the strength characteristics of the friction product. The ratio of the components of the prefabricated mixture is optimal in terms of both fire protection and strength characteristics of the product (reinforcing properties of wood flour). At a ratio of less than 1.5, reinforcing properties are insufficient, and at a ratio of more than 3.5, fire-retardant properties are insufficient.

Claims

Friction product made of a polymer composite, including a polymer matrix and dispersed fillers, characterized in that the composite contains from 5 to 25 wt.% of a pre-made mixture of wood flour and double superphosphate powder in the following ratio of components: M = 1.5 ÷ 3.5C; where M is the content of wood flour in the mixture, C is the content of double superphosphate powder in the mixture.