СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ Российский патент 1999 года по МПК B29C43/02 F16D69/00 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к способам изготовления фрикционных изделий: тормозных накладок, колец сцепления и др., применяющихся в тормозных и фрикционных механизмах.

Аналогом заявляемого изобретения является способ изготовления фрикционного изделия, включающий покрытие нитей полимерным отверждаемым материалом, укладку нитей в брикет, формование изделия, термическую и механическую обработку (см. Голкин В.Б. Производство асбестовых фрикционных изделий.- М.: Химия, 1979, с.91-93). Существенные признаки аналога "покрытие нитей полимерным отверждаемым материалом, укладка нитей в брикет, формование, термическая и механическая обработка изделия" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является ухудшение эксплуатационных свойств изделий из-за снижения прочностных характеристик нитей в результате их раздавливания (разрушения) в процессе формования, особенно при плотной укладке нитей в брикет.

Прототипом заявляемого изобретения является способ изготовления фрикционного изделия, включающий покрытие нитей полимерным отверждаемым материалом, укладку нитей в брикет, формование, термическую и механическую обработку изделия (см. патент США N 4411851, 1983, МПК B 29 D 3/02). Существенные признаки прототипа "покрытие нитей полимерным отверждаемым материалом, укладка нитей в брикет, формование, термическая и механическая обработка изделия" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа также является ухудшение эксплуатационных свойств изделия из-за снижения прочностных характеристик нитей в результате их раздавливания (разрушения) в процессе формования, особенно при плотной укладке нитей в брикет.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных свойств изделий за счет снижения возможности раздавливания нитей при формовании. Другим видом технического результата, достижение которого может обеспечить заявляемое изобретение, является расширение возможностей использования нитей из твердых хрупких материалов (стеклонить, керамические нити и др.) для изготовления изделий.

Для достижения указанного технического результата в способе изготовления фрикционного изделия, при котором осуществляют покрытие нитей полимерным отверждаемым материалом, укладку нитей в брикет для образования заготовки изделия, формование заготовки для получения изделия и его термическую и механическую обработку, для укладки нитей в брикет выбирают нити (или часть нитей, или единственную нить), имеющие трубчатую форму.

Существенные признаки заявляемого изобретения "для укладки нитей в брикет выбирают нити (или часть нитей, или единственную нить), имеющие трубчатую форму", являются отличительными от признаков прототипа.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Исходные нити (или нить) покрываются полимерным отверждаемым материалом. При этом в качестве исходных могут использоваться керамические, стеклянные, бумажные, полимерные и другие нити. Трубчатую форму могут иметь все нити, из которых изготавливается изделие, или только часть нитей, или одна из нитей, или единственная нить. При этом нити могут быть монолитными, комбинированными и др. В качестве полимерного отверждаемого материала могут использоваться материалы на основе каучуков, латексов, смол, их смеси с различными наполнителями, вулканизующими группами и др. Покрытая нить или несколько нитей укладываются в брикет нужной формы (кольцо, сектор и др.). Укладка может быть упорядоченной (спиральная или эллиптическая навивка) или хаотичной. Брикет подвергается формованию (прессованию) в пресс-форме сжатием брикета до образования монолитной структуры, термообработке и механической обработке. Конкретным примером заявляемого способа является способ изготовления эллипсонавитых накладок сцепления, осуществляемый следующим образом. Складывают в пучок (ленту) 4 нити с равной линейной плотностью (например, приблизительно 2000 текс). В том числе 3 комбинированные крученые нити (например, из стекловолокна, хлопчатобумажной пряжи и медной проволоки) и одну трубчатую нить (например, бумажный шпагат, трубчатая форма которого образуется при изготовлении шпагата путем скручивания бумажной ленты). Пучок пропитывают полимерным составом (например, смесью каучука, вулканизующей группы, фенольной смолы, наполнителей и органического растворителя) и сушат при температуре 90-120 град.C до привеса пучка 55-88%. Далее из пучка навивают кольцевые заготовки путем укладки пучка в кольцевой форме по эллиптической траектории. Затем заготовки формуют при температуре 150-210 град.С в течение 3-10 мин и давлении 20-50 Мпа, термообрабатывают в течение 3-12 часов и подвергают механической обработке (шлифовке).

Упрессовка брикета при формовании происходит путем деформации материала покрытия нитей за счет заполнения им пустот в брикете (пустоты, образующиеся при навивке между покрытыми нитями). При этом, если суммарная длина сечений нитей на одной линии сечения брикета в направлении формования окажется больше длины соответствующей линии сечения сформованного изделия (до его механической обработки), одна или несколько нитей могут быть раздавлены в результате жесткого контактирования нитей и прессующих брикет поверхностей (матрицы и пуансона). При этом максимально допустима суммарная длина сечений нитей, равная длине сечения сформованного изделия. Однако, если нити (или часть нитей) имеют трубчатую форму, то они могут деформироваться без разрушения за счет пустот в нити, что снижает возможность образования разрывов армирующих нитей, в результате чего улучшаются эксплуатационные свойства изделия. Также, при этом удается достигнуть более плотной укладки нитей в брикет, что особенно важно при использовании нитей из хрупких материалов (стеклонить, керамическая нить и др.).

В способе изготовления фрикционного изделия осуществляют покрытие нитей полимерным отверждаемым материалом, укладку нитей в брикет для образования заготовки изделия, формование заготовки для получения изделия и его термическую и механическую обработку. Для укладки выбирают нити (или часть нитей, или единственную нить), имеющие трубчатую форму. Способ позволяет улучшить эксплуатационные свойства изделий за счет снижения возможности раздавливания нитей при формовании.

Способ изготовления фрикционного изделия, при котором осуществляют покрытие нитей полимерным отверждаемым материалом, укладку нитей в брикет для образования заготовки изделия, формование заготовки для получения изделия и его термическую и механическую обработку, отличающийся тем, что для укладки выбирают нити (или часть нитей, или единственную нить), имеющие трубчатую форму.