Фрикционное изделие

 

Изобретение относится к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент и эксплуатирующимся в различных фрикционных узлах. Фрикционное изделие включает фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру с взаимосвязанными микропустотами. В состав композита дополнительно введены дисперсные частицы, выполненные из материала, способного при взаимодействии с водой разбухать и распадаться на частицы, размеры которых соизмеримы с размерами пор. Технический результат - повышение эффективности торможения при эксплуатации изделия во влажных условиях путем снижения возможности сорбции воды при сохранении микропористой структуры фрикционного элемента.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент и эксплуатирующимся в различных фрикционных узлах (колодки дисковых и барабанных тормозов автомобилей и тракторов, кольца сцепления, фрикционные изделия для различных машин и оборудования и др.).

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита (см. Шанин Н. П. и др. Производство асбестовых технических изделий.- Л., "Химия", 1983, с. 13-15). Существенные признаки аналога "фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита", совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является недостаточная плавность торможения из-за недостаточных упругих свойств фрикционного элемента, что не позволяет ему при резких нагружениях выступать в роли демпфера.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами (см. В. П. Лапшин и др. Влияние сорбированной воды на прочностные и фрикционные свойства тормозных накладок. Труды 3-го Международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов ЯРОФРИ-97. Ярославль, 1997, с.257-260). Существенные признаки прототипа "фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является снижение эксплуатационных характеристик изделия за счет снижения эффективности торможения при эксплуатации накладки во влажных условиях в результате сорбции воды микропустотами и дальнейшего ее удерживания за счет капиллярного эффекта и градиента концентраций.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности торможения при эксплуатации изделия во влажных условиях путем снижения возможности сорбции воды при сохранении микропористой структуры фрикционного элемента.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами, композит дополнительно содержит дисперсные частицы, выполненные из материала, способного при взаимодействии с водой разбухать и распадаться на частицы, размеры которых соизмеримы с размерами микропор.

Существенные признаки заявляемого изобретения "композит" дополнительно содержит дисперсные частицы, выполненные из материала, способного при взаимодействии с водой разбухать и распадаться на мельчайшие частицы, размеры которых соизмеримы с размерами микропор, являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие содержит фрикционный элемент, имеющий микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами и изготовленный из полимерного фрикционного композита, содержащего полимерное связующее на основе смол и/или каучуков, различные волокнистые наполнители (минеральные, органические и др. волокна) и дисперсные наполнители (окислы металлов, органические, минеральные порошки и др. ). В качестве дисперсных частиц, выполненных из материала, способного при взаимодействии с водой разбухать и распадаться на мелкие частицы (диаметром менее 0,01 мм), используются различные глинистые минералы.

Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является безасбестовая фрикционная накладка, фрикционный элемент которой выполнен из полимерного фрикционного композита, включающего комбинированное связующее (например, на основе бутадиеннитрильного каучука и фенолформальдегидной смолы), волокнистые заменители асбеста (например, полиарамидные волокна), фрикционные и минеральные наполнители, модификаторы трения и др. целевые добавки, включая бентонитовый глинопорошок марки М₄Т₁.

Изготавливаться заявляемое изделие может известными методами, например, следующим образом: приготовление формовочной смеси в две стадии, теплое формование (при 60±5^oC) накладок на гидравлических прессах (удельное давление формования 110 МПа) с последующей термообработкой в струбцинах при ступенчатом повышении температуры до 220^oC и при необходимости механической обработкой.

Введение в состав фрикционного изделия из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами частиц из материала, способного при взаимодействии с водой разбухать и распадаться на мелкие частицы, обеспечивает при эксплуатации изделия во влажных условиях перекрытие пор как за счет увеличения объема частиц при разбухании, так и за счет перекрытия сечений пор мелкими частицами, образующимися при распаде. В результате нарушается взаимосвязь между микропустотами, что снижает сорбцию воды в процессе эксплуатации изделия и дальнейшее ее удерживание. В результате уменьшается степень снижения эффективности торможения и соответственно повышаются эксплуатационные характеристики изделия.

Формула изобретения

Фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру с взаимосвязанными микропустотами, отличающееся тем, что композит дополнительно содержит дисперсные частицы, выполненные из материала, способного при взаимодействии с водой разбухать и распадаться на частицы, размеры которых соизмеримы с размерами микропор.