Фрикционное изделие

 

Изобретение относится к фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в различных фрикционных механизмах. Фрикционное изделие выполнено из полимерного фрикционного композита, включает наполнитель из хрупкого волокна и демпфирующий слой, выполненный из полимера связующего и размещенный между связующим и хрупкими волокнами. Технический результат - повышение стойкости изделия к ударным механическим нагрузкам.

Изобретение относится к фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в различных фрикционных механизмах, в частности работающих в условиях высоких угловых скоростей и центробежных нагрузок, например муфтах сцеплений автомобилей и др.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерное связующее, дисперсные наполнители и волокнистый армирующий наполнитель из хрупкого волокна (см. Гузеев В.В. Армированные и самоармированные полимерные композиционные материалы для узлов трения.- В сборнике "Труды 3-го Международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов ЯРОФРИ-97", Ярославль, 1997. - С. 176). Существенные признаки аналога "полимерное связующее, дисперсные наполнители и волокнистый армирующий наполнитель из хрупкого волокна" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является склонность изделия к образованию трещин и расслаиванию, поскольку хрупкие волокна не способны ограничить деформацию, и под воздействием нагрузки происходит изгибание и кручение армирующего элемента на конце, вследствие чего идет последовательное разрушение армирующего волокна.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерное связующее, дисперсные наполнители, волокнистый армирующий наполнитель из хрупкого волокна и промежуточный демпфирующий слой, размещенный между связующим и хрупкими волокнами (см. Гузеев В.В. Армированные и самоармированные полимерные композиционные материалы для узлов трения.- В сборнике "Труды 3-го Международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов ЯРОФРИ-97", Ярославль, 1997. - С. 176). Существенные признаки прототипа "полимерное связующее, дисперсные наполнители, волокнистый армирующий наполнитель из хрупкого волокна и промежуточный демпфирующий слой, размещенный между связующим и хрупкими волокнами" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является недостаточная степень удержания армирующего волокна в композите на границе раздела связующего и полимера демпфирующего слоя. В результате под воздействием ударных нагрузок, например при клепке в случае использования заклепочного соединения для монтажа изделия во фрикционном узле, может произойти разрушение полимерного композита в районе заклепок и уменьшится прочность соединения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение стойкости изделия к ударным механическим воздействиям, что позволяет повысить технологичность изделия при использовании заклепочного соединения.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем полимерное связующее, дисперсные наполнители, волокнистый армирующий наполнитель из хрупкого волокна и промежуточный демпфирующий слой, размещенный между связующим и хрупкими волокнами, демпфирующий слой выполнен из полимера связующего.

Существенные признаки заявляемого изобретения "демпфирующий слой выполнен из полимера связующего" являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие представляет собой наполненный полимерный композит, включающий полимерное связующее (матрицу) на основе каучуков, смол, их смесей и др., дисперсные (порошкообразные) наполнители (минеральные, органические, металлические наполнители или их смеси, например глинозем, барит, металлическая стружка, графит и др.) и волокнистый армирующий наполнитель из хрупкого волокна (например, углеродное волокно, стекловолокно, минеральная вата, их смеси и др.). На хрупкое волокно нанесен полимерный демпфирующий слой из полимера связующего. Изготавливаться заявляемое изделие может известными методами, например формованием из полимерной композиции.

Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является накладка сцепления, изготовленная из полимерного композита, включающего 35 мас.% полимерного связующего на основе смеси каучука СКБ и смолы СФП-011Л, 14 мас.% хрупких волокон, покрытых слоем полимера связующего, 5 мас.% высокомодульного волокна (например, СВМ или Кевлар) и 46 мас.% порошкообразных наполнителей (глинозем, барит, технический углерод, бронзовая стружка и др.). Изготавливаться конкретное изделие может методом формования из предварительно изготовленной полимерной композиции, которая изготавливается следующим образом. Исходные полимеры и вулканизующие агенты смешивают с растворителем и дисперсными наполнителями. Далее в смесь вводятся волокна с дополнительным количеством растворителя и проводится дополнительное перемешивание. Дозировка и режимы подбираются таким образом, чтобы за счет адгезии смеси полимер-растворитель к волокну добиться обволакивания волокон полимером. Далее из композиции формованием получают вулканизованное изделие, которое подвергают дальнейшей обработке.

Наличие на хрупких волокнах демпфирующего слоя из полимера связующего увеличивает однородность композита и устраняет дополнительные напряжения на границе раздела полимера матрицы и полимера демпфирующего слоя, что снижает вероятность вырыва волокна и улучшает деформационную способность композита под воздействием ударной нагрузки.

Формула изобретения

Фрикционное изделие, включающее полимерное связующее, дисперсные наполнители, волокнистый армирующий наполнитель из хрупкого волокна и промежуточный демпфирующий слой, размещенный между связующим и хрупкими волокнами, отличающeeся тем, что демпфирующий слой выполнен из полимера связующего.