Фрикционное изделие

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к фрикционным изделиям. Фрикционное изделие содержит плоский армирующий каркас и приформованный к нему фрикционный элемент, слой которого, примыкающий к каркасу, дополнительно армирован просечно-вытяжным металлическим листом, зафиксированным на каркасе сваркой. Сварное соединение выполнено в виде отдельных точек сварки, расположенных так, чтобы в направлении, сдвигающего фрикционный элемент относительно каркаса усилия, характерного для изделия при эксплуатации, приходилось не менее двух точек сварки. Техническим результатом является снижение возможности термической деформации каркаса, повышение прочности соединения каркаса и фрикционного элемента, а также упрощение технологии получения высокопрочного соединения каркаса и фрикционного элемента. 2 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим армирующий металлический каркас, например колодкам дисковых тормозов автомобилей, фрикционным изделиям для различных машин и оборудования.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее плоский армирующий металлический каркас с отверстиями и приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, соответствующими отверстиям в каркасе и размещенными внутри отверстий (см. М.М.Бородулин и др. Асбестовые технические изделия. Каталог-справочник. - М., ЦНИИТЭНефтехим, 1984, с.74-75, 79). Существенные признаки аналога «армирующий металлический каркас и приформованный к нему фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является недостаточная прочность соединения каркаса и фрикционного элемента к характерным для фрикционного изделия усилиям, сдвигающим фрикционный элемент относительно каркаса при эксплуатации изделия. Прочность аналога к этим усилиям (деформациям) сдвига обусловлена адгезией материала фрикционного элемента к поверхности металлического каркаса, а также прочностью на «срез» выступов фрикционного элемента, которая, в свою очередь, определяется прочностью фрикционного материала. В результате, в случае использования в качестве фрикционных материалов наполненных полимерных композитов не всегда удается обеспечить прочность соединения каркаса и фрикционного элемента к сдвиговым воздействиям даже при использовании специальной обработки поверхности каркаса, клеев и др. Кроме того, наличие в каркасе отверстий существенно снижает его механическую прочность.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее плоский армирующий металлический каркас и приформованный к нему фрикционный элемент, слой которого, примыкающий к каркасу, дополнительно армирован просечно-вытяжным металлическим листом, зафиксированным на каркасе сваркой (см. патент РФ №2005619, МПК В 29 D 9/00, 1994). Существенные признаки прототипа «плоский армирующий металлический каркас, приформованный к нему фрикционный элемент, слой которого, примыкающий к каркасу, дополнительно армирован металлическим листом» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является сложность изготовления изделия, обусловленная необходимостью сплошной фиксации дополнительного армирующего просечно-вытяжного листа из-за отсутствия ориентации сварного соединения к характерным усилиям сдвига, а также в ряде случаев и невозможностью изготовления фрикционного изделия (например, имеющих небольшие размеры и толщину колодок дисковых тормозов легковых автомобилей из-за термической деформации каркаса при сварке).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение возможности термической деформации каркаса за счет отказа от сплошной сварки и повышение прочности соединения каркаса и фрикционного элемента к характерным для конкретного узла сдвиговым нагрузкам. Другим техническим результатом, получение которого может обеспечить заявляемое изобретение, является упрощение технологии получения высокопрочного соединения каркаса и фрикционного элемента за счет ориентации сварного соединения к характерным для конкретного изделия усилиям сдвига.

Для достижения указанного технического результата в фрикционном изделии, содержащем плоский армирующий металлический каркас и приформованный к нему фрикционный элемент, слой которого, примыкающий к каркасу, дополнительно армирован просечно-вытяжным металлическим листом, зафиксированным на каркасе сваркой, сварное соединение выполнено в виде отдельных точек сварки, расположенных так, чтобы в направлении сдвигающего фрикционный элемент относительно каркаса усилия, характерного для изделия при эксплуатации, приходилось не менее двух точек сварки. Существенные признаки заявляемого изобретения - сварное соединение выполнено в виде отдельных точек сварки, расположенных так, чтобы в направлении сдвигающего фрикционный элемент относительно каркаса усилия, характерного для изделия при эксплуатации, приходилось не менее двух точек сварки - являются отличительными от признаков прототипа.

На фиг.1 представлено сечение фрикционного изделия (конкретный пример). На фиг.2 представлено фрикционное изделие (конкретный пример), вид на каркас со стороны фрикционного элемента, фрикционный элемент не показан.

Фрикционное изделие содержит плоский металлический каркас 1, фрикционный элемент 2 и просечно-вытяжной металлический лист 3, зафиксированный на каркасе точками сварки 4. Количество точек сварки по линии усилия А, характерного для изделия по конкретному примеру при эксплуатации, не менее двух. Фрикционный элемент может изготавливаться, например, из полимерного композиционного фрикционного материала, содержащего полимерную матрицу и дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители.

Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является колодка переднего дискового тормоза автомобиля КАМАЗ-4308 и его модификаций, каркас которой с приваренным просечно-вытяжным листом представлен на фиг.2. Фиксация просечно-вытяжного листа на каркасе осуществляется точечной сваркой. Точки сварки указаны стрелками. Расстояние между точками сварки по горизонтали - 25 мм, по вертикали - 30 мм. Толщина каркаса ˜ 9 мм, толщина просечно-вытяжного листа ˜ 2 мм.

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами. Например, в пресс-форму помещают полимерную формовочную смесь (например, в виде брикета) и плоский металлический каркас, к которому предварительно приварен просечно-вытяжной металлический лист. Далее осуществляют формование и изготовление колодки.

Изготовление фрикционного изделия с металлическим каркасом, на котором зафиксирован просечно-вытяжной металлический лист, когда в направлении сдвигающего усилия, наиболее характерного для изделия при эксплуатации, приходится не менее двух точек сварки, обеспечивает необходимую прочность соединения каркаса и фрикционного элемента, а также позволяет отказаться от выполнения отверстий в металлическом каркасе (и, соответственно, выступов во фрикционном элементе), обычно обеспечивающих прочность изделия к сдвиговым усилиям.

Фрикционное изделие, содержащее плоский армирующий каркас и приформованный к нему фрикционный элемент, слой которого, примыкающий к каркасу, дополнительно армирован просечно-вытяжным металлическим листом, зафиксированным на каркасе сваркой, отличающееся тем, что сварное соединение выполнено в виде отдельных точек сварки, расположенных так, чтобы в направлении сдвигающего фрикционный элемент относительно каркаса усилия, характерного для изделия при эксплуатации, приходилось не менее двух точек сварки.