RU2277192C2

RU2277192C2 - Brake disk

Info

Publication number: RU2277192C2
Application number: RU2004127690/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Николаев (RU); Владимир Анатольевич Николаев; Владимир Александрович Максимов (RU); Владимир Александрович Максимов; В чеслав Петрович Клинков (RU); Вячеслав Петрович Клинков
Original assignee: Открытое акционерное общество Авиационная корпорация "Рубин"
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-05-27
Also published as: RU2004127690A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; vehicle multiple-disk brakes.

SUBSTANCE: proposed brake disk contains friction member made of carbon composition with rectangular slots uniformly spaced over circumference in each of which two metal U-shaped load-bearing clamp-like inserts are fitted. Each such clamp engages by walls with side surface of slot and end face surfaces of friction member, being secured on disk by rivets. At least two vertical cuts pointed to each other and displaced relative to each other are made in each clamp on walls in contact with end face surfaces of friction member. Cuts are made to provide elastic deformation of clamp and its mounting on friction member with preload to guarantee locking of clamp to prevent its turning relative to axis of rivet.

EFFECT: improved reliability and increased service life of disk owing to prevention of destruction of friction member made of monocarbon under action of thermal, power and vibration loads.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в многодисковых тормозах колес транспортных средств, преимущественно в колесах, используемых на объектах авиационной техники.The invention relates to the field of mechanical engineering and is intended for use in multi-disc brakes of vehicle wheels, mainly in wheels used in aircraft.

Известен тормозной диск, содержащий фрикционный элемент из композиционного материала на основе углерода, на периферийной поверхности которого выполнены равномерно расположенные по окружности прямоугольные пазы, и установленные в пазах металлические силовые вкладыши в виде двух П-образных скоб, связанных между собой промежуточной пластиной, предназначенной для фиксирования скоб от разворота вокруг заклепок, посредством которых они закреплены на фрикционном элементе (см. патент РФ №2196261, F 16 D 65/12).A brake disk is known that contains a friction element made of carbon-based composite material, on the peripheral surface of which rectangular grooves are evenly spaced around the circumference, and metal power inserts installed in the grooves in the form of two U-shaped brackets interconnected by an intermediate plate for fixing staples from turning around the rivets, by means of which they are fixed on the friction element (see RF patent No. 2196261, F 16 D 65/12).

Недостатком известной конструкции является недостаточная эксплуатационная надежность тормозного диска вследсвие возможного разрушения фрикционного элемента от воздействующих на него нагрузок термического, вибрационного и силового характера, возникающих в процессе посадочного пробега объекта с торможением. Это объясняется тем, что промежуточная пластина, нагреваясь во время торможения до температуры порядка 600-700°С, расширяется в горизонтальном направлении, создавая при этом существенную нагрузку на композиционный материал фрикционного элемента, превышающую его допустимые механические характеристики, что может привести к разрушению фрикционного элемента тормозного диска. Кроме того, промежуточная пластина, вследствие подвижности по зазорам в вертикальном и горизонтальном направлениях, не обеспечивает надежной фиксации П-образной скобы от проворота относительно заклепки от действия нагрузок силового и вибрационного характера, что может также привести к разрушению фрикционного элемента и тормозного диска в целом.A disadvantage of the known design is the lack of operational reliability of the brake disc due to the possible destruction of the friction element from the thermal, vibrational and power loads acting on it, arising during the landing run of the object with braking. This is due to the fact that the intermediate plate, heating during braking to a temperature of the order of 600-700 ° C, expands in the horizontal direction, while creating a significant load on the composite material of the friction element, exceeding its allowable mechanical characteristics, which can lead to the destruction of the friction element brake disc. In addition, the intermediate plate, due to mobility along the gaps in the vertical and horizontal directions, does not provide reliable fixation of the U-shaped bracket from rotation relative to the rivet from the action of loads of power and vibration nature, which can also lead to the destruction of the friction element and the brake disc as a whole.

Положительный результат от использования предлагаемого технического решения, выражается в повышении экплуатационной надежности и срока службы диска за счет разгрузки фрикционного элемента от нагрузок термического, силового и вибрационного характера, возникающих в процессе торможения транспортного средства.A positive result from the use of the proposed technical solution is expressed in increasing the operational reliability and service life of the disk due to the unloading of the friction element from thermal, power and vibration loads that occur during vehicle braking.

Указанный результат достигается тем, что в тормозном диске, содержащем фрикционный элемент из углеродной композиции с прямоугольными пазами на периферийной поверхности и установленные в пазах по два металических силовых вкладыша в виде П-образных скоб, каждая из которых закреплена на диске заклепкой, на стенках П-образных скоб, контактирующих с торцевыми поверхностями фрикционного элемента, предусмотрены по меньшей мере по две вертикальные, встречно направленные и смещенные друг относительно друга прорези, выполненные с возможностью обеспечения скобе упругой деформации и ее монтажа с предварительным натягом, гарантирующим фиксацию скобы от разворота относительно оси заклепки.This result is achieved by the fact that in the brake disk containing a friction element of a carbon composition with rectangular grooves on the peripheral surface and installed in the grooves are two metal power inserts in the form of U-shaped brackets, each of which is riveted to the disk, on the walls of P- shaped brackets in contact with the end surfaces of the friction element, at least two vertical, counter-directed and offset relative to each other slots are provided, made with the possibility providing the bracket with elastic deformation and its mounting with a preload guaranteeing the fixation of the bracket from a turn relative to the axis of the rivet.

На фиг.1 изображен частичный вид тормозного диска в плане.Figure 1 shows a partial view of the brake disc in plan.

На фиг.2 - вид сверху.Figure 2 is a top view.

На фиг.3 - элементы тормозного диска в объемном виде.Figure 3 - elements of the brake disc in three-dimensional form.

Тормозной диск содержит фрикционный элемент 1 из углеродной композиции, на периферии которого равномерно по окружности выполнены прямоугольные пазы 2, в которых с предварительным натягом установлены по два металлических силовых вкладыша в виде П-образных скоб 3, каждая из которых контактирует своими стенками 4 и 5 с боковой поверхностью 6 паза 2 и торцевыми поверхностями 7 фрикционного элемента 1 и закреплена на нем заклепкой 8. В стенках 5 П-образных скоб 3, контактирующих с торцевыми поверхностями 7 фрикционного элемента 1, выполнены по две смещенные друг относительно друга встречно-направленные вертикальные прорези 9, обеспечивающие П-образной скобе 3 упругую деформацию и ее монтаж в пазу 2 фрикционнного элемента 1 с предварительным натягом.The brake disc contains a friction element 1 of a carbon composition, on the periphery of which rectangular grooves 2 are made uniformly around the circumference, in which two metal power inserts are installed in the form of U-shaped staples 3, each of which contacts its walls 4 and 5 sec the side surface 6 of the groove 2 and the end surfaces 7 of the friction element 1 and is fixed on it with a rivet 8. In the walls 5 of the U-shaped brackets 3 in contact with the end surfaces 7 of the friction element 1, two cm are made Counter-directional vertical slots 9, relative to each other, providing elastic deformation to the U-shaped bracket 3 and its installation in the groove 2 of the friction element 1 with a preload.

В процессе торможения транспортного средства, вследствие поглощения кинетической энергии многодисковым тормозом, происходит его итенсивный нагрев до температур порядка 600-700°С. При этом возникающие после каждого торможения термические нагрузки воздействуют на П-образные скобы 3, которые за счет возможности упругого деформирования, благодоря выполненным в них прорезям 9, позволяют существенно снизить удельное давление от температурного линейного расширения П-образных скоб 3 на фрикционный элемент 1, тем самым разгружая его от термических нагрузок, что позволяет повысить эксплуатационную надежность и срок службы тормозного диска.In the process of vehicle braking, due to the absorption of kinetic energy by a multi-disc brake, it is intensively heated to temperatures of the order of 600-700 ° C. In this case, thermal loads arising after each braking act on the U-shaped brackets 3, which due to the possibility of elastic deformation, thanks to the slots 9 made in them, can significantly reduce the specific pressure from the linear temperature expansion of the U-shaped staples 3 on the friction element 1, thereby unloading it from thermal loads, which improves the operational reliability and service life of the brake disc.

Надежность работы П-образной скобы 3 определяется тем, что она монтируется в пазу 2 фрикционного элемента 1 с натягом, обеспечивающим предварительное напряжение растяжения в П-образной скобе 3. При повышении температуры происходит линейное расширение П-образной скобы 3, приводящее к уменьшению натяга и снижению предварительного напряжения растяжения П-образной скобы 3 с сохранением ее упругих свойств. Кроме того, выполнение силового вкладыша в виде двух не связанных между собой П-образных скоб 3 позволит снизить воздействие на них силовых и вибрационных нагрузок, что также повысит эксплуатационную надежность тормозного диска.The reliability of the U-shaped bracket 3 is determined by the fact that it is mounted in the groove 2 of the friction element 1 with an interference fit, providing preliminary tensile stress in the U-shaped bracket 3. As the temperature rises, the U-shaped bracket 3 expands linearly, resulting in a decrease in the interference fit and reducing the tensile prestress of the U-shaped bracket 3 while maintaining its elastic properties. In addition, the implementation of the power liner in the form of two unconnected U-shaped brackets 3 will reduce the impact on them of power and vibration loads, which will also increase the operational reliability of the brake disc.

Claims

A brake disk containing a friction element made of a carbon composition, on the peripheral surface of which are rectangular grooves evenly spaced around which are placed two metal power liners in the form of U-shaped brackets, each of which contacts its walls with the side surface of the groove and the end surfaces the friction element and is mounted on the disk by means of rivets, characterized in that in each bracket on the walls in contact with the end surfaces of the friction element that are provided at least two vertical, oppositely directed and displaced relative to each other slots formed to provide a bracket of elastic deformation and its mounting on the friction element with prestress guaranteeing fixing bracket from turning relative to the rivet axis.