Фрикционное изделие

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композитный фрикционный элемент. Фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, содержащего эндотермический окклюдер, являющийся дисперсным наполнителем. При этом фрикционное изделие также содержит различные волокнистые наполнители. Технический результат: повышение износостойкости фрикционной пары.

Изобретение относится к машиностроении, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент и эксплуатирующимся в различных фрикционных узлах в контакте с металлическим (чугунным, стальным) контртелом (колодки дисковых и барабанных тормозов автомобилей, тракторов; 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 изделии. 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 высокий износ фрикционного элемента и контртела при эксплуатации изделия в результате водородного изнашивания, вызывающего разрушение металлического элемента пары трения вследствие поглощения металлом водорода.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, в котором размещены каталитически активные для реакции гидрирования частицы (см. патент РФ 2047018, МПК⁵: F 16 D 69/02, 1995). Существенные признаки прототипа "фрикционный элемент, выполненный из полимерного композита, в котором размещены частицы", совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность связывания водорода при высоких температурах, возникающих при интенсивной эксплуатации изделия, например, в условиях горных дорог для автомототехники (протяженные спуски), в скоростной технике, в горно-шахтном оборудовании и др.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение износостойкости фрикционной пары за счет снижения водородного износа контртела путем повышения эффективности связывания водорода при высоких температурах эксплуатации изделия.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, в композите размещены частицы, выполненные из материала, являющегося эндотермическим окклюдером.

Существенные признаки заявляемого изобретения "в композите размещены частицы, выполненные из материала, являющегося эндотермическим окклюдером", являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие содержит фрикционный элемент, изготовленный из полимерного фрикционного композита, содержащего полимерное связующее на основе смол и каучуков, различные волокнистые наполнители (минеральные, органические и др. волокна) и дисперсные наполнители (окислы металлов, органические, минеральные порошки и др.), в том числе наполнитель из металла, являющегося эндотермическим окклюдером (никель, некоторые сорта стали и др.). При этом предпочтительным является такое содержание металла в композите, которое обеспечит достаточно эффективное диффундирование водорода во фрикционный элемент.

Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является фрикционная накладка, фрикционный элемент которой выполнен из полимерного фрикционного композита, содержащего стальные волокна, изготовленные из специальной низкоуглеродистой стали. Полимерным композит содержит до 35% стальных волокон (стружки, порошка), до 30% полимерного связующего и дисперсионные наполнители.

Изготавливаться заявляемое изделие может известными методами, например, следующим образом: смешивают связующее с частицами металла и другими наполнителями в смесителе, затем осуществляют формование изделия в пресс-форме, термообработку и, при необходимости, механическую обработку.

Выполнение фрикционного изделия из полимерного фрикционного композита, включающего наполнитель, выполненный из металла, являющегося эндотермическим окклюдером, позволяет уменьшить процесс разрушения металлического элемента пары трения (контртела) вследствие водородного изнашивания из-за поглощения металлом контртела водорода, выделяющегося в процессе эксплуатации фрикционного изделия при деструкции полимера и влаги, поскольку водород в эндотермических окклюдерах диффундирует в зону термического клина (максимальной температуры), то поглощение водорода металлическим наполнителем фрикционного изделия, которое имеет существенно меньшую теплопроводность по сравнению с контртелом и, поэтому, сохраняет более высокую температуру значительно дольше, будет более интенсивным. Это позволяет снизить охрупчивание металла контртела и, соответственно, снизить эрозии на контртеле и повысить износостойкость фрикционной пары. Повышение охрупчивания металлического наполнителя фрикционного элемента также способствует снижению эрозий на контителе и повышению износостойкости пары трения.

Формула изобретения

Фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, содержащего полимерное связующее и дисперсный наполнитель, являющийся эндотермическим окклюдером, отличающееся тем, что также содержит различные волокнистые наполнители.