ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 1999 года по МПК F16D69/02 

Изобретение относится к фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в различных фрикционных механизмах (тормозных узлах машин и оборудования, муфтах сцеплений и др.).

Аналогом изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты и наполнители (Смирнова Е.В. и др. Сырье для производства асбестовых технических изделий. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1978, с. 6-9, 43-50). Существенные признаки аналога "полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты и наполнители" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является снижение возможности создания при фрикционном контакте в процессе эксплуатации у поверхности трения изделия положительного перепада механических свойств по глубине и образования поверхностного пластичного слоя, противостоящего передеформированию, что способствует повышенному "схватыванию" пары трения, глубинному вырыванию армирующих волокон и, как следствие, ухудшению фрикционно-износных свойств фрикционного изделия и повышенному износу металлического контртела.

Прототипом изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты, наполнители и частицы, выполненные из материала, имеющего капиллярно-пористую структуру (полезная модель РФ N 1104, кл. F 16 D 69/02, 1995). Существенные признаки прототипа "полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты, наполнители и частицы, выполненные из материала, имеющего пористую структуру" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является снижение возможности создания при фрикционном контакте в процессе эксплуатации у поверхности трения изделия положительного перепада механических свойств по глубине и образования поверхностного пластичного слоя, противостоящего передеформированию, что способствует повышенному "схватыванию" пары трения, глубинному вырыванию армирующих и др. наполнителей и, как следствие, ухудшению фрикционно-износных свойств фрикционного изделия и повышенному износу металлического контртела.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение при фрикционном контакте в процессе эксплуатации пластичности поверхностного слоя фрикционного изделия у поверхности трения, что способствует снижению местных удельных давлений, уменьшению поверхностных температур и хорошей прирабатываемости, то есть улучшению фрикционно-износных характеристик фрикционного изделия и снижению износа металлического контртела.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты, наполнители и частицы, выполненные из материала, имеющего пористую структуру; частицы выполнены из твердого пористого материала, представляющего собой дисперсную систему, дисперсная фаза которой состоит из кристаллитов и пор, а заполняющая поры кристаллитов дисперсионная среда - из сольватокомплексов.

Существенные признаки изобретения "частицы выполнены из твердого пористого материала, представляющего собой дисперсную систему, дисперсная фаза которой состоит из кристаллитов и пор, а заполняющая поры кристаллитов дисперсионная - из жидких сольватокомплексов" являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие представляет собой наполненный полимерный компонент, включающий, как правило, полимерное связующее на основе каучуков, смол, их смесей и т. д., дисперсные (порошкообразные) наполнители (минеральные, органические, металлические наполнители или их смеси, например, сурик железный, барит, каолин, углеродные наполнители, пластификаторы и др.), волокнистые армирующие компоненты, представляющие собой различные волокна (например, асбестовые, полиарамидные, стеклянные, базальтовые и др., или их смеси) и частицы, выполненные из твердого пористого материала, представляющего собой дисперсную систему, дисперсная фаза которой состоит из кристаллитов и пор, а заполняющая поры дисперсионная состоит из жидких сольватокомплексов. В качестве таких частиц могут использоваться, например, частицы нефтяного кокса в стадии карбонизации или двухмерного упорядочения.

Конкретным примером заявляемого изделия является полимерное композиционное фрикционное изделие, использующее в качестве твердых пористых частиц 10 мас.% двухмерноупорядоченного нефтяного кокса.

Изготовление фрикционного изделия с использованием частиц, выполненных из твердого пористого материала, представляющего собой дисперсную систему, дисперсная фаза которой состоит из кристаллитов, а дисперсионная среда из сольватокомплексов, благодаря наличию кристаллитов, представляющих собой пакет из параллельных слоев (плоскостей) и сольватокомплексов, способствует образованию в процессе трения тонкого поверхностного слоя, являющегося пластичной, вязкой, теплопроводной смазкой. В результате использования указанных частиц поверхностный слой обладает гетерогенной структурой и представляет смесь пластичной основы с микроскопическими плоскими чешуйками кристаллита, повышающими сопротивление на сдвиг. В результате обеспечивается положительный перепад механических свойств по глубине с существенным значением градиента механических свойств и хорошая сопротивляемость передеформированию. Кроме того, графитоподобные частицы кристаллита обладают противозадирным эффектом. В результате удаляется улучшить фрикционно-износные характеристики фрикционного изделия и снизить износ металлического контртела.

Изобретение относится и фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в различных фрикционных механизмах. Фрикционное изделие содержит полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты, наполнители и частицы, выполненные из материала, имеющего пористую структуру. При этом частицы выполнены из твердого пористого материала, представляющего собой дисперсную систему, дисперсная фаза которой состоит из кристаллитов с парами. Заполняющая поры кристаллитов дисперсионная среда состоит из сольватокомплексов. Достигаемый технический результат состоит в снижении местных удельных давлений, уменьшении поверхностных температур и хорошей прирабатываемости.

Фрикционное изделие, содержащее полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты, наполнители и частицы, выполненные из материала, имеющего пористую структуру, отличающееся тем, что частицы выполнены из твердого пористого материала, представляющего собой дисперсную систему, дисперсная фаза которой состоит из кристаллитов и пор, а заполняющая поры кристаллитов дисперсионная среда - из сольватокомплексов.