Накладка фрикционного элемента

 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в дисковых тормозах колесных машин. Целью изобретения является повышение надежности и стабильности работы путем устранения фрикционных автоколебаний. Для этого накладка 3 фрикционного элемента выполнена в виде слоисто-армированного упругого элемента, соединенного с тормозной колодкой 4. Упругий элемент выполнен в виде пакета чередующихся жестких армирующих слоев (АС) и упругих слоев (УС). Материал УС 7 имеет определенные пределы величины модуля сдвига и модуля объемного сжатия, а геометрические параметры слоев выбраны из определенного соотношения параметра тонкослойности i относительной высоты пакета АС и УС. В процессе торможения уменьшается писк тормозов благодаря более высокой осевой жесткости накладки по сравнению с ее тангенциальной (поперечной)жесткостью. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s F 16 D 69/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

> ф (21) 4758907/27 (22) 24.11.89 (46) 15.01,92, Бюл, М 2 (71) Институт машиноведения им. А,А. Благонравова (72) Э.Л, Айрапетов, Д.В. Климов, С,В. Кравченко, Ю,В. Тихонов и Н.Г. Яковлев (53) 62-592, 117(088. 8) (56) Поляков В,С, и др. Справочник по муфтам. Л.: Машиностроение, 1979, с. 189 — 191, рис. 5.10. (54) НАКЛАДКА ФРИКЦИОННОГО ЭЛЕМЕНТА (57) Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в дисковых тормозах колесных машин, Целью изобретения является повышение

„„ Я „„1705641 А1 надежности и стабильности работы путем устранения фрикционных автоколебаний, Для этого накладка 3 фрикционного элемента выполнена в виде слоисто-армированного упругого элемента, соединенного с тормозной колодкой 4. Упругий элемент выполнен в виде пакета чередующихся жестких армирующих слоев (АС) и упругих слоев (УС). Материал УС 7 имеет определенные пределы величины модуля сдвига и модуля объемного сжатия, а геометрические параметры слоев выбраны из определенного соотношения параметра тонкослойности относительной высоты пакета АС и УС. В процессе торможения уменьшается "писк тормозов" благодаря более высокой осев и жесткости накладки по сравнению с ее танген циальной (поперечной) жесткостью. 2 ил.

1705641

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в дисковых тормозах колесных машин.

Известен дисковый тормоз, включающий тормозной диск, нажимные диски, подпружиненные друг относительно друга и охватывающие тормозной диск, и силовой гидроэлемент, выполненный в виде торовой камеры из гибкого рукава, взаимодействующий с нажимными дисками, Недостатком известного устройства является то, что наличие гибкого рукава снижает осевую жесткость нажимной цепи тормоза, что уменьшает эффективность торможения, а малая толщина стенок гибкого рукава не позволяет осуществить необходимое для изменения условия самовозбуждения демпфирование фрикционных автоколебаний, Известен дисковый тормоз. содержащий колодки, прижимаемые к периферийным частям торцов диска и расположенные в корпусе, состоящий из блока цилиндров и суппорта, опирающегося на неподвижную опору.

Недостатком известного устройства является то, что жесткая тангенциальная связь тормозных колодок и корпуса не позволяет осуществить демпфирование возникающих в процессе торможения фрикционных автоколебаний и связанного с ними "писка" тормозов.

Известен дисково-колодочный тормоз, включающий тормозной диск, тормозные колодки, суппорт с внутренней цилиндрической поверхностью, силовой привод в виде емкости с гибкими стенками, установленный внутри суппорта, промежуточный силовой элемент, установленный с возможностью взаимодействия с тормозными колодками и автоматический регулятор зазора.

Недостатком известного устройства является то, что малая осевая жесткость силового привода, выполненного в виде емкости с гибкими стенками, снижает стабильность коэффициента трения, что приводит к возникновению фрикционных автоколебаний тормознгй ."олодки.

Наи6олье близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является накладка фрикционного элемента, выполненная в виде слоисто-армированного упругого элемента, соединенного с тормозной колодкой и выполненного в виде пакета чередующихся жестких армирующих и упругих слоев.

Недостатком данного устройства является то, что поскольку упругие элементы не являются элементами нажимной цепи, а являются устройством, расцепляющим ведомую и ведущую полумуфты, то жесткость связл фрикционных Обкладок ведомой полу5 муфты и корпуса велика. что не позволяет осуществить демпфирование возникающих в процессе зацепления фрикционных автоколебаний. Возникающие фрикционные колебания уменьшают ресурс и надежнос-.ь

10 привода муфты и приводят к его нестабильной работе.

Цель изобретения — повь шение чадсжности и стабильности работе путем устранения фрикционных - в.околеГаниl1

15 Использование предлагаемого усгройства позволяет у(:транить возникаю.цие вО время торможения фрикционны» автоколебанкя тормозной колодки и тс M :à,ëûI.; повысить надежность и с1абильнос ра(Оты

20 тормоза.

Поставленная цель досги аеjñë тем, что в известной констр,кции накладки фрикциОн ного элемРHTd вы пол н ан нОЙ В Вид слО25 исто-армирован,ого; и ругого элема нга, соединенного с тормозной колодкой и выполненного в виде пакета чередующихся жестких армирующих и упругих слоев, упругие слои накладки выголнены из ма1ериала, 30 имеющего следующие параметры.

G=0, 1 — 2,7 Ч Па. К=О. 8 — 4,7 ГП а, где G — модуль сдвига материала упругих

35 слоев; К вЂ” модуль объемного сжатия материала упругих слоев, при этом геометрические параметры слоев выбраны из соотнсшения

j =0,1 10 — 5,2 10

40 где = hy/h — параметр тонкослойности упругих слоев;

hy — толщина упругого слоя, мм;

h — минимальный линейный размер, мм

45 и из соотношений

В=0,4 10 — 11,2 10 где В=Н/h — относительная высота пакета

50 чередующихся жестких армиру Ощих и упругих слоев;

H=ny hy-n> h — вь!сота пакета, мм; толщины соответственно упругих и армирующих слоев, мм;

55 п,, n — количество соответственно упругих и армирующих слоев.

На фиг, 1 изображена схема дискового тор лоза Ija фиг, " — схема накладки фрикционного элемента.

1705541 б и а =(,О, 0 0 : — 0, 1 ., Устройство содержит исполнительные штоки гидропривода 1 (фиг. 1), нажимные

ПГаСтИНЫ 2, ПОСрЕдСтВОМ КОтОрЫХ «ЕрЕЗ гклгдки фрикц:.;(л;н:-с а .= ; х:.Та, . л яет я; ..д>ка -, -,, „,мсз(;, i « „О; фрик((ионными элементами 5 к тормозному диску б, Накладки фрикционнсго элемента

3 представляют собой пакеты чередующихся соедYнечных 5 ру(с другом, например, склеиванием, жестких армирующих 8 и упругих 7 (фиг. 2) слоев, причем жесткие армируи-.щие слои могут быть вып-.г Heны металлическими,сталь. Латун . ти(eli) I:.r. из Kcмпсзицисн нь(х мэ. ериалов, наг Отмеp, на Основе синтети ески.: r, -гэтураг;.ных тк:-;ней или на основе графи Овых e «eêinH

ЭПСКСИДНЫХ СМОЛ. ОПТИМЭЛЬНЫЕ ТОЛ О Ин,i iI > жестких дОмируюгцих слоев Hex l я гс ч .:" аггзоне где I> - млни(аn Hi= л линечный рэ.=., s с

Члсло жестких армируоших с.сев и; на

Оди слой превышает чип.с упруги:; cncee

liy, Упругие слои накладки фрикционнсгс элемента могут б ITL вь;полнены .-а О:ноee высокомолекулярных и элементоорганических соединений. обладающих определенными эластичными свсйствамл напр. мер резины илл (ермсэластсплэст" в ", мо,".yne;л

СДВИГа МатЕРИаЛа УПРУГ ик СЛОЕВ И Его МОДУЛeM ОбьеviHoi о сжатия B cne gylnL, x диапазонах:

6=0,1 — 2,7 МПа, К=0,8-4,7 ГПэ

Упругие материалы с указанными х эрактеристиками являются слгбосжимэемыми, так как их коэффициент Пуассона близок к 0,5 и свойство сжимаемости проявляется только при сжатии тонких слоев. Степень тонкослойности Определяется величиной параметра -онксслойнссти равного отношению толЩины УпРУгогс слОЯ hy к минимальному в плане линеиному размеру h. Возможный диапазон изменения параметра тонкослойности:, =-0,1 10 — 5,2 .10

Жесткости упруглх элементов. вь.(>слненных "з эгастсмер",ых материя«се, все

nvHeÉH le габэри HI!e р» месь. KaTcp =,x s! eЛЯЮтСЯ ВЕЛ л" He"ЛИ О,>НОГО ПСРЯДК;. (. г ЕДЕЛЯЮтСЯ ВЕЛИЧИНОЙ МОДУ(Я СДВИГ;, И ОРИ этом зластичнь и материаг ведет себя как и рактически несжимаемый. Свойство с кимаемости проявляемое зла» тинными;, атсриалами при с;-кэтли тонких слоев. сзс-".:— л том, что их Hcрмальная жестксс ь с - О -ес:

; г

1 ,.1

» i.

» .>

30 ,>5

) венно возрастает (на 2 — 4 пор>гдка), так кэк начинает определяться величиной модуля сбьемнсго сжатия К, который, в свою оче:;,д.:-.-> — 4 лс-»ядка превосходит модуль

Дг: Га:.> ПРИ Э(ОМ (аНГЕНЦИаЛЬНаЯ жЕСткость тонкого эластомерного cnos; по-прежнему Определяется величиной модуля

cpвига. В результате введение в нажимную цепь устройства накладки фрикционного элемента 3 практически не снижает осевую жесткость привода, но уменьшает тангенциальную жесткость связи тормозной колодки

4 с фг>икционными элементами 5 со штоком гидро —,ривсда 1, чтО ОбЕСпЕчиваЕт ЭффЕк. Ивное демпфирование возникающих фрикцисннь!X автокслебэний, в том числе в звуковом диапазоне.

Ус-рсйствс работает следующим обрэЭ О > .

Рicn,nnílclånüíûé шток гидропривода ".

«врез (ри,ким(«ус пластину 2 и накладку йо»икц1сннсгс элемента 3 ссздает нажим.- е=,".èëèå. н, рмал ное к рабочей фрикииснной -:.оверхности тормозной колодки 4 и тсрмознлго диска 6. Этим усилием тормозная колодка 4 с фрикционным элементом 5 прижимается к вращающемуся тормозному диску, чем и осушествляется процесс торможения. При этом из-за нелинейной характер стики Кулоновскогс трения тормозная .Слодка 4 вглесте с жестко с ней связанны л фрикционным элементом 5 приходит в автоколебательный режим в плоскости сцепления с тормозным диском б. Частота этих колебаний определяет уровень шума тормоза и зависит от массы колеблющихся деталей (которая практически не может быть изменена) и от тэнгенциальной жесткости нажимной цепочки гидропривода.,Цля эффективного торможения необходима высокая осевая жесткость нажимной цепи. Это требование определяется стремлением минимизировать рабочий ход исполнительного штока гидропривода и повысить скорость передачи максимального нажимного усилия фрикционной паре тормоза. Поэтому, для снижения "писка" тормозов путем уменьшения частоты автоколебаний тормозной колодки при эффективном быстродействии тормоза нажимная цепочка должна иметь зс".;ënæíо большую осевую жесткость и возможно более низкую тангенциальную (псперe ную) жесткость. Это требование реализуется тем, что накладка фрикционногс =-лемента выполнена в виде слоисто-армированного упругого элемента с определенными физическими и геометрическими параметрами. В предлагаемой конструкции отношение этих жесткостей дог,тигает 2 — 4 порядков.

1705641

Формула изобретения

В=0,4 10 — 11.2 10, Составитель Д,Климов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Редактор Ю,Середа

Заказ 185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Накладка фрикционного элемента, выполненная в виде слоисто-армированного упругого элемента, соединенного с тормозной колодкой и выполненного в виде пакета чередующихся жестких армирующих и упругих слоев, отл и ч а ю ща я с ятем, что, с целью повышения надежности и стабильности в работе путем устранения фрикционных автоколебаний, упругие слои накладки выполнены из материала, имеющего следующие параметры: G=0,1 — 2,7 МПа, К=0,8— 4,7 ГПа, где G — модуль сдвига материала упругих слоев; К- модуль объемного сжатия материала упругих слоев, при этом геометрические параметры слоев выбраны иэ соотношения (=0,1 10 -5,2 10 где (= hy/h — параметр тонкослойности упругих слоев;

hy — толщина упругого слоя, мм;

5 h — минимальный линейный размер, мм, и из соотношений

10 где В=Н/h — относительная высота пакета чередующихся жестких армирующих и упругих слоев;

Н=пу Ьу+п hz — высота пакета, мм;

hy, ha — толщины соответственно упру15 гих и армирующих слоев, мм; пу, па — количество соответственно упругих и армирующих слоев.