ФРИКЦИОННЫЙ ДИСК Российский патент 2003 года по МПК F16D69/02 F16D65/12 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным дискам, например тормозным дискам дисковых тормозов тракторов и т.д., и имеющим на поверхности трения углубления (канавки).

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционный диск, содержащий зафиксированные на металлическом каркасе композиционные фрикционные накладки, на поверхности трения которых выполнены канавки по типу квадрат (см. В.М. Шарипов и др. Повышение работоспособности фрикционных муфт за счет принудительного жидкостного охлаждения пар трения. В сб. "Труды 4 Международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов Ярофри-2000". Ярославль, ОАО "НИИАТИ фирма ТИИР"; 2000. с. 74-79). Существенные признаки аналога "зафиксированные на металлическом каркасе композиционные фрикционные накладки, на поверхности трения которых выполнены канавки" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога также является возможность разрушения диска при больших угловых скоростях вращения из-за значительных центробежных нагрузок, в результате которых возможно разрушение и отрыв фрикционных накладок, чему также способствует и форма канавок по типу квадрат, вызывающая неравномерность распределения масс накладок по дуге окружности диска.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционный диск, содержащий металлический каркас с выемками по наружному контуру каркаса, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки, на поверхности трения которого выполнены радиальные канавки (см. патент РФ 2082034, МПК⁷ F 16 D 69/04, 1997). Существенные признаки прототипа "металлический каркас с выемками по наружному контуру каркаса, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа также является, особенно в случае выполнения диска с канавками на поверхности трения, возможность разрушения диска при больших угловых скоростях из-за значительных центробежных нагрузок.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение возможности разрушения диска с канавками при центробежных нагрузках, повышение эксплуатационных угловых скоростей за счет снижения массы каркаса и усиления армирования им накладок в зонах канавок.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном диске, содержащем металлический каркас с выемками по наружному контуру каркаса, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки, на поверхности трения которых выполнены канавки, в металлическом каркасе в зонах накладок выполнены отверстия, при этом отверстия и выемки чередуются по окружности диска, а канавки размещены вне зон выемок и отверстий. Существенные признаки заявляемого изобретения "в металлическом каркасе в зонах накладок выполнены отверстия, при этом отверстия и выемки чередуются по окружности диска, а канавки размещены вне зон выемок и отверстий" являются отличительными от признаков прототипа.

На чертеже представлен фрикционный диск, пунктиром показана часть металлического каркаса, размещенная внутри фрикционного элемента.

Фрикционный диск включает фрикционные накладки 1, выполненные из композита, например полимерного композита, металлокерамического и др. На поверхности трения фрикционных накладок выполнены канавки 2, размещенные обычно в пределах рабочей толщины накладки (т.е. толщины, изнашиваемой при эксплуатации до штатной замены фрикционного изделия). Накладки зафиксированы на металлическом каркасе 3, по наружному контуру которого выполнены чередующиеся отверстия 4 и выемки 5. Канавки в накладках размещены вне зон выемок и отверстий каркаса. Канавки могут иметь различные размеры и форму, выемки и отверстия в каркасе также могут иметь различные размеры и форму.

Изготавливаться фрикционный диск может известными методами, например приформовыванием к каркасу полимерного композита, термообработкой, механической обработкой и т.д.

Конкретным примером заявляемого изобретения является тормозной диск трактора МТЗ, включающий металлический каркас и фрикционный элемент, изготовленный из полимерного фрикционного композита, содержащего 22 мас.% матрицы из вулканизата каучука СКБ и резита фенолформальдегидной смолы СФП-011, 30 мас. % порошкообразных наполнителей (глинозем, графит, баритовый концентрат, вермикулит), 28 мас.% волокнистых наполнителей (полиарамидные волокна, стеклянные волокна, базальтовые волокна). На рабочей поверхности фрикционного элемента выполнены канавки, имеющие форму радиальных секторов (секторных канавок). Канавки размещены равномерно по дуге окружности фрикционного элемента вне зон выемок и отверстий в каркасе.

Изготовление фрикционного диска с канавками на поверхности трения, размещенными вне зон выемок и отверстий каркаса, обеспечивает снижение массы каркаса и усиление армирования зон канавок, что снижает возможность разрушения диска при значительных угловых скоростях и ударных центробежных нагрузках.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным дискам. Фрикционный диск включает фрикционные накладки, выполненные из композита. На поверхности трения фрикционных накладок выполнены канавки, размещенные обычно в пределах рабочей толщины накладки. Накладки зафиксированы на металлическом каркасе, по наружному контуру которого выполнены чередующиеся отверстия и выемки. Канавки в накладках размещены в зонах выемок каркаса. Изобретение позволяет снизить возможность разрушения диска с канавками при центробежных нагрузках, повысить эксплуатационные угловые скорости за счет снижения массы каркаса и усилить армирование им накладок в зонах канавок. 1 ил.

Фрикционный диск, содержащий металлический каркас с выемками по наружному контуру, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки, отличающийся тем, что в металлическом каркасе в зонах накладок выполнены отверстия, чередующиеся по окружности с выемками, а на поверхности трения накладок выполнены канавки, размещенные в пределах рабочей толщины накладки, при этом канавки находятся вне зон выемок и отверстий.