RU212853U1

RU212853U1 - FRICTION PRODUCT

Info

Publication number: RU212853U1
Application number: RU2022113429U
Authority: RU
Inventors: Михаил Захарович Левит; Кирилл Михайлович Левит; Евгений Григорьевич Пивень
Original assignee: Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР")
Filing date: 2022-05-18
Publication date: 2022-08-11

Abstract

Полезная модель относится к фрикционным изделиям, эксплуатирующимся во фрикционных узлах автотракторной техники и других машин (дисковые, барабанные, ленточные тормоза и др.). Фрикционное изделие включает выполненный из полимерного фрикционного композита фрикционный элемент, на рабочей поверхности которого размещен полимерный поверхностный слой из отвержденного полимера, проявляющего в расплавленном состоянии до отверждения не полное смачивание к глянцевой поверхности фрикционного элемента. Поверхностный слой в результате не полного смачивания приобретает шероховатость, близкую к шероховатости рабочей поверхности в результате абразивной обработки. Этот полимерный слой быстро приобретает поверхность, полностью соответствующую поверхности контртела, что обеспечивает эксплуатационный коэффициент взаимного перекрытия. При этом не требуется абразивная обработка и не образуются соответствующие отходы. The utility model relates to friction products used in friction units of automotive and tractor equipment and other machines (disc, drum, band brakes, etc.). The friction product includes a friction element made of a polymer friction composite, on the working surface of which a polymer surface layer of a hardened polymer is placed, which in the molten state before curing exhibits incomplete wetting to the glossy surface of the friction element. As a result of incomplete wetting, the surface layer acquires a roughness close to the roughness of the working surface as a result of abrasive processing. This polymer layer quickly acquires a surface that fully corresponds to the surface of the counterbody, which ensures the operational coefficient of mutual overlap. It does not require abrasive processing and does not form the corresponding waste.

Description

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент, который может быть совмещен или не совмещен с металлическим каркасом, и эксплуатирующимся во фрикционных узлах автотракторной техники и других машин (дисковые, барабанные, ленточные тормоза и др.).The claimed utility model relates to mechanical engineering, namely to friction products containing a polymer composite friction element, which may or may not be combined with a metal frame, and is used in friction units of automotive equipment and other machines (disc, drum, band brakes, etc.). ).

Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее композиционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, при этом на рабочей поверхности композиционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из полимерной матрицы и наполнителя, в котором массовое соотношение матрицы к наполнителю большее, чем соотношение полимерной матрицы и наполнителя в полимерном фрикционном композите, из которого выполнен фрикционный элемент (см. патент РФ №2187025, МПК F16D 69/02, 2002 г.). Существенные признаки аналога «композиционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, на рабочей поверхности композиционного элемента размещен поверхностный слой полимерный» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.An analogue of the claimed utility model is a friction product containing a composite element made of a polymer friction composite, while on the working surface of the composite element there is a surface layer made of a polymer matrix and a filler in which the mass ratio of the matrix to the filler is greater than the ratio of the polymer matrix and filler in the polymer friction composite from which the friction element is made (see RF patent No. 2187025, IPC F16D 69/02, 2002). The essential features of the analogue "composite element made of a polymer friction composite, a polymer surface layer is placed on the working surface of the composite element" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком аналога являются низкие значения коэффициента трения в неприработанном состоянии в случае, если рабочая поверхность отформованного композиционного фрикционного элемента не подвергнута абразивной обработке (так называемая «глянцевая» поверхность, получающаяся в пресс-форме) и, соответственно, эта поверхность не содержит необходимых выступов и впадин (шероховатости). В результате слой легко снимается с глянцевой поверхности, которая начинает контактировать с контртелом, что существенно замедляет наступление равновесной шероховатости, т.е. увеличивает период приработки, в течение которого не достигаются необходимые эксплуатационные фрикционные характеристики изделия.The disadvantage of the analog is the low values of the coefficient of friction in the unprocessed state if the working surface of the molded composite friction element is not subjected to abrasive treatment (the so-called "glossy" surface obtained in the mold) and, accordingly, this surface does not contain the necessary protrusions and depressions. (roughness). As a result, the layer is easily removed from the glossy surface, which begins to contact the counterbody, which significantly slows down the onset of equilibrium roughness; increases the running-in period, during which the required operational frictional characteristics of the product are not achieved.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, при этом на рабочей поверхности фрикционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из термореактивного полимера в неотвержденном состоянии с порошкообразным наполнителем, при этом полимер обладает адгезионными свойствами по отношению к материалу контртела, рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена пористой, при этом размеры частиц порошкообразного наполнителя соответствуют или меньше размеров пор в полимерном композите, и поверхностный слой дополнительно размещен в порах композита (см. патент РФ №2290546, МПК F16D 69/02, 2006 г.). Существенные признаки аналога «фрикционный элемент, полимерный фрикционный композит, на рабочей поверхности фрикционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из полимера» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.The closest analogue of the claimed utility model is a friction product containing a friction element made of a polymer friction composite, while on the working surface of the friction element there is a surface layer made of a thermosetting polymer in an uncured state with a powdered filler, while the polymer has adhesive properties with respect to to the material of the counterbody, the working surface of the friction element is made porous, while the particle size of the powdered filler corresponds to or is smaller than the pore size in the polymer composite, and the surface layer is additionally placed in the pores of the composite (see RF patent No. 2290546, IPC F16D 69/02, 2006 .). The essential features of the analogue "friction element, polymer friction composite, a surface layer made of polymer is placed on the working surface of the friction element" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком наиболее близкого аналога являются низкие значения коэффициента трения в неприработанном состоянии в случае, если рабочая поверхность фрикционного элемента глянцевая, т.е. не подвергнута абразивной обработке, сообщающей ей необходимую шероховатость и вскрывающей поры в композите. Поверхностный слой в этом случае легко снимается и удаляется с глянцевой поверхности, что существенно замедляет приработку и возникновение равновесной шероховатости. Из-за необходимости обязательной абразивной обработки усложняется технология изготовления изделия, образуются отходы (продукты абразивного воздействия), изменяется геометрия изделия и т.д., что усложняет технологический процесс изготовления фрикционного изделия.The disadvantage of the closest analogue is the low values of the coefficient of friction in the unprocessed state if the working surface of the friction element is glossy, i.e. not subjected to abrasive treatment, giving it the necessary roughness and opening pores in the composite. The surface layer in this case is easily removed and removed from the glossy surface, which significantly slows down the running-in and the appearance of equilibrium roughness. Due to the need for mandatory abrasive processing, the manufacturing technology of the product becomes more complicated, waste products (products of abrasive action) are formed, the geometry of the product changes, etc., which complicates the technological process of manufacturing a friction product.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является уменьшение периода приработки в случае глянцевой рабочей поверхности фрикционного элемента, упрощение технологии изготовления фрикционного изделия и снижение количества отходов за счет устранения операции абразивной обработки рабочей поверхности.The task to be solved by the claimed utility model is to reduce the running-in period in the case of a glossy working surface of the friction element, simplify the manufacturing technology of the friction product and reduce the amount of waste by eliminating the operation of abrasive processing of the working surface.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем выполненный из полимерного фрикционного композита фрикционный элемент, на рабочей поверхности которого размещен полимерный поверхностный слой, рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена глянцевой, а поверхностный слой выполнен из отвержденного полимера, обладающего до отверждения в расплавленном состоянии не полным смачиванием по отношению к глянцевой поверхности фрикционного элемента.To achieve the specified technical result in a friction product, including a friction element made of a polymer friction composite, on the working surface of which a polymer surface layer is placed, the working surface of the friction element is made glossy, and the surface layer is made of a hardened polymer, which, before curing in the molten state, is not completely wetting with respect to the glossy surface of the friction element.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена глянцевой, поверхностный слой выполнен из отвержденного полимера, обладающего до отверждения в расплавленном состоянии не полным смачиванием к глянцевой поверхности фрикционного элемента» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.The essential features of the claimed utility model "the working surface of the friction element is made glossy, the surface layer is made of a hardened polymer, which has incomplete wetting to the glossy surface of the friction element before curing in the molten state" are distinctive from the features of the closest analogue.

Фрикционное изделие содержит полимерный фрикционный элемент, который при необходимости может быть зафиксирован на металлическом или ином каркасе приформовыванием, приклепкой, приклейкой и т.п. В качестве полимерной матрицы композита могут использоваться отвержденные смолы, вулканизованные каучуки и т.д. В качестве наполнителей композита могут использоваться различные дисперсные материалы, в том числе волокнистые. Фрикционный элемент изготавливается методом формования (в пресс-форме) из формовочной смеси, т.е. фрикционный элемент после формования имеет глянцевые (гладкие, зеркальные) поверхности, в том числе и рабочую поверхность (поверхность, которая вступает в трибосопряжение с контртелом при эксплуатации фрикционного изделия). На глянцевой рабочей поверхности размещен поверхностный слой, выполненный из отвержденного полимера, расплав которого до отверждения проявляет не полную смачивающую способность к глянцевой поверхности фрикционного элемента. Этот слой может быть выполнен из отвержденной смолы или каучука (например, из отвержденного жидкого каучука).The friction product contains a polymeric friction element, which, if necessary, can be fixed on a metal or other frame by molding, riveting, gluing, etc. Cured resins, vulcanized rubbers, etc. can be used as the polymer matrix of the composite. Various dispersed materials, including fibrous ones, can be used as composite fillers. The friction element is made by molding (in a mold) from a molding sand, i.e. the friction element after molding has glossy (smooth, mirror) surfaces, including the working surface (the surface that enters into tribological conjugation with the counterbody during the operation of the friction product). On the glossy working surface there is a surface layer made of a hardened polymer, the melt of which, before curing, exhibits incomplete wetting ability to the glossy surface of the friction element. This layer may be made of a hardened resin or rubber (eg, hardened liquid rubber).

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например путем нанесения на глянцевую рабочую поверхность фрикционного элемента порошка соответствующего термореактивного полимера, с последующим его нагревом до расплавления и отверждения.The inventive friction product can be manufactured by known methods, for example, by applying a powder of the corresponding thermosetting polymer to the glossy working surface of the friction element, followed by heating it to melt and solidify.

Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является накладка ленточного тормоза гусеничной техники, полимерная матрица композита фрикционного элемента которого выполнена из фенолформальдегидной смолы, а поверхностный слой из отвержденного полимера. Нанесение поверхностного слоя осуществляется напылением соответствующего порошка на глянцевую поверхность фрикционного элемента с последующим нагревом. В качестве такого полимера может применяться эпоксиэфирный порошковый полимер, в расплавленном состоянии образующий мениск при растекании по глянцевой поверхности полимерного фрикционного элемента. Желательно значение краевого угла близкое к 90°, но меньше его.A specific example of the claimed friction product is the lining of the band brake of caterpillar vehicles, the polymer matrix of the friction element composite of which is made of phenol-formaldehyde resin, and the surface layer is made of a cured polymer. The application of the surface layer is carried out by spraying the appropriate powder on the glossy surface of the friction element, followed by heating. As such a polymer, an epoxy ester powder polymer can be used, which in the molten state forms a meniscus when spreading over the glossy surface of the polymer friction element. The value of the contact angle close to 90°, but less than it, is desirable.

Поверхностный слой в результате не полного смачивания после отверждения приобретает шероховатость и представляет собой чередующиеся выступы и впадины, близкие по размерам к шероховатости рабочей поверхности в результате абразивной обработки. Кроме того, этот чисто полимерный слой, не усиленный наполнителями (в отличие от композита фрикционного элемента), быстро приобретает поверхность, полностью соответствующую поверхности контртела, что обеспечивает эксплуатационный коэффициент взаимного перекрытия. При этом не требуется абразивная обработка и не образуются соответствующие отходы.The surface layer as a result of incomplete wetting after curing becomes rough and represents alternating protrusions and depressions, close in size to the roughness of the working surface as a result of abrasive processing. In addition, this purely polymeric layer, not reinforced with fillers (unlike the friction element composite), quickly acquires a surface that fully corresponds to the surface of the counterbody, which ensures the operational coefficient of mutual overlap. It does not require abrasive processing and does not form the corresponding waste.

Claims

A friction article comprising a friction element made of a polymer friction composite, on the working surface of which a polymer surface layer is placed, characterized in that the working surface of the friction element is made glossy, and the surface layer is made of a hardened polymer, which exhibits incomplete wetting in the molten state before curing. in relation to the glossy surface of the friction element.