ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2002 года по МПК F16D69/02 F16D13/64 C08J5/06 

Изобретение относится к фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в тормозных узлах автомототехники (например, колодкам дисковых и барабанных тормозов), машин и оборудования, муфтах сцеплений и др.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, в который дополнительно введены абразивные частицы (см. патент Казахстана 5132, МПК⁶ F 16 D 69/02, 1997). Существенные признаки прототипа "фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, в который дополнительно введены частицы" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является абразивное воздействие фрикционного элемента на контртело, что приводит к преждевременному износу как контртела, так и фрикционного изделия, а также ухудшает фрикционные характеристики фрикционной пары из-за неравномерного износа контртела.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, в который дополнительно введены частицы полимерного фрикционного композита, подвергнутого воздействию факторов, эквивалентных факторам, воздействующим на изделие в период эксплуатации (см. патент РФ 2005929, МПК⁶ F 16 D 69/02, 1994). Существенные признаки прототипа "фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, в который дополнительно введены частицы из полимерного фрикционного композита" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является ухудшение эксплуатационных характеристик изделия из-за так называемого "горячего" дребезжания, возникающего из-за налипания фрикционного материала на поверхность металлического контртела (так называемые "горячие пятна"). Из-за этих налипаний изменяется коэффициент трения, вызывая колебания тормозного момента, а при толщине налипаний более 10 микрон возникают колебания давления в тормозной системе при торможении.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик изделия путем снижения возможности образования налипаний за счет ускоренного их удаления из зоны фрикционного контакта.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, в который дополнительно введены частицы из полимерного фрикционного композита, частицы выполнены из полимерного фрикционного композита, имеющего такой же состав, как и композит, из которого выполнен фрикционный элемент, при этом твердость композита, из которого выполнены частицы, выше твердости композита, из которого выполнен фрикционный элемент.

Существенные признаки заявляемого изобретения "частицы выполнены из полимерного фрикционного композита, имеющего такой же состав, как и композит, из которого выполнен фрикционный элемент, при этом твердость композита, из которого выполнены частицы, выше твердости композита, из которого выполнен фрикционный элемент", являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие представляет собой фрикционный элемент, который при необходимости может содержать или быть присоединенным к каркасу (например, металлическому). Фрикционный элемент изготовлен из полимерного композита, включающего, как правило, матрицу на основе каучуков, смол, их смесей и т.д. , дисперсные (порошкообразные) наполнители или их смеси, например барит, гидрат окиси кальция, графит, вермикулит и т.д., волокнистый армирующий или волокнистые армирующие наполнители, например стальные волокна, полимерные волокна, стекловолокна и др. В состав фрикционного элемента также введены частицы из того же фрикционного композита, из которого изготовлен элемент, однако их твердость превышает твердость композита элемента. В качестве таких частиц могут использоваться частицы из композита, из которого изготовлено изделие, дополнительно подвергнутое отверждению (например, дополнительной термообработке, в результате которой увеличивается степень сшивки матрицы и соответственно увеличивается твердость). Содержание композиционных частиц во фрикционном элементе может составлять 20-50%.

Изготавливаться заявляемое изделие может известными методами, например формованием из полимерной композиции, отверждением (термообработкой), мехобработкой.

Конкретным примером заявляемого изделия является колодка дискового тормоза легкового автомобиля, фрикционный элемент которой выполнен из композита, содержащего 10 мас.% полимерной матрицы на основе фенолформальдегидной смолы, 20 мас.% стального волокна, 50 мас.% порошкообразных наполнителей (барит, вермикулит и др.). В композит дополнительно введены частицы из композита указанного состава (20 мас.%). Частицы изготавливаются посредством формования композита из полимерной композиции и подвергнутого отверждению по обычному для данного композита режиму. Затем сформованный композит измельчается до образования частиц необходимого размера (например, 0,5-2,5 мм). Полученные частицы вводятся в исходную композицию и далее изготавливается изделие по обычной технологии. В итоге по сравнению с обычным композитом материал частиц подвергается отверждению (термообработке) в течение удвоенного периода времени, что существенно повышает твердость композита.

Наличие во фрикционном изделии более твердых частиц того же самого композита, что и образующего изделие, выходящих на поверхность трения по мере износа изделия, обеспечивает срезание налипшей на контртело массы, при этом отсутствует абразивный эффект, нет повышенного износа контртела и изделия, не изменяются заданные эксплуатационные характеристики изделия (так как частицы имеют одинаковый с изделием состав). Такого эффекта нельзя добиться, изготовив все изделие с повышенной твердостью, так как при этом изделие будет более хрупким и нестойким к механическим воздействиям, то есть утратит необходимые эксплуатационные характеристики.

Изобретение относится к фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в тормозных узлах автомототехники. Фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, в который дополнительно введены частицы из полимерного фрикционного композита. При этом частицы выполнены из полимерного фрикционного композита, имеющего такой же состав, как и композит, из которого выполнен фрикционный элемент. Твердость композита, из которого выполнены частицы, выше твердости композита, из которого выполнен фрикционный элемент. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик фрикционного изделия.

Фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, в который дополнительно введены частицы из полимерного фрикционного композита, отличающееся тем, что частицы выполнены из полимерного фрикционного композита, имеющего такой же состав, как и композит, из которого выполнен фрикционный элемент, при этом твердость композита, из которого выполнены частицы, выше твердости композита, из которого выполнен фрикционный элемент.