Фрикционное изделие

 

Изобретение относится к фрикционным изделиям, используемым в различных фрикционных узлах. Фрикционное изделие содержит фрикционный элемент с частицами из полимерных фрикционных композитов. При этом фрикционный элемент выполнен из полимерного фрикционного композита, а полимерные фрикционные композиты, из которых выполнены частицы, имеют различную износостойкость между собой и/или композитом фрикционного элемента. Технический результат - повышение равномерности изменения характеристик фрикционного изделия под воздействием изменяющейся нажимной нагрузки в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, например, фрикционным накладкам, колодкам и др., используемым в различных фрикционных узлах, нагример, в тормозных узлах барабанного и дискового типа легковых и грузовых автомобилей, оборудования и т.д.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержещее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, внутри которого размещены частицы из полимерного фрикционного композита, предварительно подвергнутого воздействию факторов, эквивалентных факторам, воздействующим на изделие в период эксплуатации (см. патент РФ 2005929, МПК⁷ К 16 D 69/02, 1994). Существенные признаки аналога, содержащего фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, внутри которого размещены частицы из полимерного фрикционного композита, совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является неравномерность изменения эксплуатационных характеристик фрикционного изделия под воздействием изменяющейся нажимной нагрузки в процессе эксплуатации вследствие независимости площади фрикционного контакта от нажимной нагрузки и одинаковости удельных давлений для всех участков рабочей поверхности фрикционного изделия.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее фрикционный элемент, выполненный из фиксированных относительно друг друга частиц из полимерных фрикционных композитов, имеющих различные фрикционные характеристики (см. патент РФ 2079019, МПК⁷ F 16 D 69/02, 1997). Существенные признаки прототипа, содержащего фрикционный элемент, частицы из полимерных фрикционных композитов, совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа также является неравномерность изменения характеристик фрикционного изделия под воздействием изменяющейся нажимной нагрузки в процессе эксплуатации вследствие независимости площади фрикционного контакта от нажимной нагрузки и одинаковости удельных давлений для всех участков рабочей поверхности фрикционного изделия.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение равномерности изменения характеристик (фрикционного изделия под воздействием изменяющейся наемной нагрузки в процессе эксплуатации.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем фрикционный элемент с частицами из полимерных фрикционных композитов, фрикционный элемент выполнен из полимерного фрикционного композита, а полимерные фрикционные композиты, из которых выполнены частицы, имеют различную износостойкость между собой и/или композитом фрикционного элемента.

Фрикционное изделие включает фрикционный элемент, выполненный из наполненного полимерного композита, включающего, как правило, полимерное связующее на основе каучуков, латексов, смол, их смесей и различные наполнители, в том числе волокнистые. Внутри композита размещены частицы, выполненные из полимерного фрикционного композита, имеющего другую износостойкость, чем композит, из которого выполнен фрикционный элемент. Во фрикционном элементе могут быть также размещены несколько типов частиц (из разных по износостойкости композитов): два типа, три типа, четыре и более. При этом возможны различные сочетания износостойкости композитов частиц между собой и композитом (фрикционного элемента, вплоть до совпадения износостойкости композитов части частиц между собой или с композитом фрикционного элемента.

Изготавливаться фрикционное изделие может известными методами, например, формованием полимерной композиции, термообработкой, механической обработкой и т.д. При этом в состав композиции входят предварительно изготовленные частицы из полимерных композитов (или полимерного композита), имеющих различную износостойкость.

Конкретным примером заявляемого изобретения является накладка барабанного тормоза автомобиля, изготовленная из полимерного фрикционного композита, содержащего 10 мас.% матрицы из вулканизата каучука и резита фенолформальдегидной смолы, 30 мас.% наполнителей и 60 мас.% смеси частиц из полимерных композитов. Состав смеси следующий: 50% частиц из композита ТИИР-250; 30% из композита ТИИР-116 и 20% из композита ТИИР-406. Эти композиты имеют различную износостойкость при одинаковых условиях эксплуатации.

Изготовление фрикционного изделия из полимерного фрикционного композита, в состав которого введены частицы из полимерных фрикционных композитов, имеющих различную износостойкость, обуславливает неравномерность нагрузки при фрикционном контакте между выполненными из композитов с различной износостойкостью участками рабочей поверхности изделия, что является следствием различной износостойкости материалов. Нагрузка, прижимающая фрикционное изделие к контртелу, распределяется в этом случае неравномерно между различными участками рабочей поверхности изделия (более износостойкие участки несут и большую нагрузку). При этом удельные давления на более износостойкие участки больше, чем удельные давления на менее износостойкие участки, а в случае небольших усилий прижима элементов фрикционной пары возможно, что вся суммарная реакция изделия на нажимное усилие будет обеспечиваться только более износостойкими участками. В этом случае суммарная площадь этих участков будет определять площадь фрикционного контакта. По мере увеличения нажимного усилия будут подключаться и менее износостойкие участки, в результате чего характеристики фрикционного изделия будут изменяться более равномерно.

Формула изобретения

Фрикционное изделие, содержащее фрикционный элемент с частицами из полимерных фрикционных композитов, отличающееся тем, что фрикционный элемент выполнен из полимерного фрикционного композита, а полимерные фрикционные композиты, из которых выполнены частицы, имеют различную износостойкость между собой и/или композитом фрикционного элемента.