ФРИКЦИОННЫЙ ДИСК Российский патент 2003 года по МПК F16D69/02 F16D13/64 

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 накладок по мере увеличения радиуса вращения.

Другим техническим результатом, достижение которого обеспечивает заявляемое изобретение, является повышение стабильности фрикционных характеристик диска путем снижения возможности скачкообразного изменения фрикционных характеристик по мере износа накладок за счет снижения возможности резкого возрастания коэффициента взаимного перекрытия.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном диске, содержащем металлический каркас, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки, на поверхности трения которых выполнены канавки, глубина канавок увеличивается в направлении внешнего контура диска. Существенные признаки заявляемого изобретения "глубина канавок увеличивается в направлении внешнего контура диска" являются отличительными от признаков прототипа.

На фиг. 1 представлен фрикционный диск, на фиг.2 - сечение по длине канавки.

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. Глубина канавок увеличивается в радиальном направлении к внешней стороне диска. Канавки 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, глубина канавок плавно увеличивается по их длине в направлении внешнего контура диска.

Изготовление фрикционного диска с канавками на поверхности трения, глубина которых увеличивается в направлении внешнего контура диска, обеспечивает снижение массы накладок в зонах наибольших угловых скоростей, что снижает возможность разрушения диска при значительных угловых скоростях и ударных центробежных нагрузках. Одновременно в случае изменяющейся глубины канавок исключено внезапное резкое увеличение коэффициента взаимного перекрытия при износе диска до дна канавок, что увеличивает стабильность фрикционных характеристик в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к фрикционным дискам. Фрикционный диск содержит металлический каркас, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки. На поверхности накладок выполнены канавки, глубина которых увеличивается в направлении внешнего контура диска. Изобретение позволяет снизить возможность разрушения диска, повысить эксплуатационные угловые скорости, повысить стабильность фрикционных характеристик диска путем снижения возможности скачкообразного изменения фрикционных характеристик по мере износа накладок. 2 ил.

Фрикционный диск, содержащий металлический каркас, на котором трения зафиксированы композиционные фрикционные накладки, на поверхности трения которых выполнены канавки, отличающийся тем, что глубина канавок увеличивается в направлении внешнего контура диска.