ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК F16D69/02 C08J5/14 

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

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

Недостатком прототипа является не соответствующая равновесной высокая исходная шероховатость поверхности фрикционного изделия, образованная преимущественно твердыми высокопрочными элементами волокон волокнистых армирующих компонентов, а также элементами частиц наполнителей. В результате в начальный период эксплуатации изделия (в период приработки) в точках фактического контакта возникают большие температуры, в результате которых развивается быстрый локальный износ как фрикционного изделия, так и металлического контртела, что отрицательно влияет на образование равновесной шероховатости и устойчивого рабочего слоя и соответственно ухудшает эксплуатационные свойства фрикционного изделия.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение при фрикционном контакте в начале процесса эксплуатации (при приработке) соответствия исходной шероховатости поверхности фрикционного изделия равновесной шероховатости, а также ускорения создания на поверхности фрикционного изделия в начале эксплуатации рабочего слоя, обладающего устойчивыми фрикционными характеристиками.

Другим техническим результатом, которого позволяет достигнуть заявляемое изобретение, является повышение гладкости поверхности фрикционного изделия, что улучшает его эргономические показатели в процессе монтажа и др. работах, при маркировке, упаковке и т.д. При этом сохраняются высокие фрикционные характеристики изделия, снижающие возможность пробуксовок в период приработки.

Для достижения указанных технических результатов фрикционное изделие, включающее полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты и наполнители, снабжено поверхностным слоем, выполненным из полимерного связующего и наполнителей, и имеющем массовое отношение связующего к наполнителям больше, чем в изделии.

Также для достижения указанных технических результатов фрикционное изделие, включающее полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты и наполнители, снабжено поверхностным слоем, выполненным полностью из полимерного связующего.

Существенные признаки заявляемого изобретения "снабжено поверхностным слоем, выполненным из полимерного связующего и наполнителей, и имеющим массовое отношение связующего к наполнителям больше, чем в изделии" являются отличительными от признаков прототипа.

Существенные признаки заявляемого изобретения "снабжено поверхностным слоем, выполненным полностью из полимерного связующего" являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие представляет собой наполненный полимерный композит, 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.) и волокнистые армирующие компоненты, представляющие собой различные волокна (например, асбестовые, полиарамидные, стеклянные, базальтовые и др., или их смеси). При этом для фрикционных изделий соотношение между связующим и наполнителями составляет обычно: связующего 5-40 мас.%; наполнителей 25-90 мас.%. Поверхность фрикционного изделия снабжена слоем, выполненным из полимерного композита, имеющего соотношение между связующим и наполнителями: связующего 90-100%; наполнителей 0-10%. При этом в качестве полимерного связующего может использоваться как полимер (полимеры) связующего фрикционного изделия, так и др. полимер (полимеры). Предпочтительно, чтобы толщина поверхностного слоя была соизмерима с высотой исходных шероховатостей поверхности изделия, определяемых технологией изготовления изделия.

Изготавливаться заявляемое изделие может известными методами, например формованием из полимерной пресс-композиции с последующей обработкой. Изготовленное изделие покрывается поверхностным слоем, например, посредством окунания в раствор полимера связующего.

Конкретным примером заявляемого изделия является накладка сцепления, навитая из комбинированных безасбестовых, например стеклянных (на основе стеклоровинга), стеклянно-проволочных и др. нитей, покрытых полимерным связующим на базе каучуко-смоляного связующего с порошкообразными наполнителями. На поверхность кольца нанесен (например, окунанием в раствор или тампоном с последующей сушкой от растворителя) слой толщиной 0,03-0,05 мм полимерного композита из фенолформальдегидной смолы СФП-011Л (или из 98 мас.% этой смолы и 2 мас.% дисперсного технического углерода).

Изготовление фрикционного изделия с поверхностным слоем, имеющим повышенное (по сравнению с основным фрикционным композитом) содержание полимерного связующего, позволяет образовать на поверхности трения в начальный момент эксплуатации изделия полноценный рабочий слой (имеющий гетерогенную структуру пластичный поверхностный слой), в то время как в отсутствие поверхностного слоя во фрикционном контакте участвуют выступающие твердые элементы волокнистых и дисперсных наполнителей при недостаточном количестве полимера, что не позволяет образовать пластичный слой, противостоящий передеформированию, и обеспечить положительный перепад механических свойств по глубине, в результате чего появляется повышенное "схватывание" пары трения, глубинное вырывание армирующих и др. наполнителей и, в результате, ухудшаются фрикционно-износные свойства изделия в начальный период эксплуатации.

Одновременно поверхностный слой "скрывает" шероховатость изготовленного изделия, что существенно улучшает его эргономические свойства при осуществлении монтажа изделия.

Изобретение относится к фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в различных фрикционных механизмах. Фрикционное изделие содержит полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты и наполнители и снабжено поверхностным слоем. При этом поверхностный слой выполнен из полимерного связующего и наполнителей с их массовым соотношением, большим, чем в самом изделии, либо поверхностный слой выполнен полностью из связующего. Технический результат - ускорение создания на поверхности фрикционного изделия рабочего слоя с устойчивыми фрикционными характеристиками.

1. Фрикционное изделие, содержащее полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты и наполнители, отличающееся тем, что изделие дополнительно снабжено поверхностным слоем, выполненным из полимерного связующего и наполнителей и имеющим массовое отношение связующего к наполнителям больше, чем в изделии. 2. Фрикционное изделие, содержащее полимерное связующее, волокнистые армирующие компоненты и наполнители, отличающееся тем, что изделие дополнительно снабжено поверхностным слоем, выполненным полностью из полимерного связующего.