Фрикционная накладка

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для эксплуатации в тормозных узлах барабанного типа, преимущественно грузовых автомобилей, автобусов и т.д. Фрикционная накладка выполнена из полимерного фрикционного композита и имеет форму части разнотолщинной цилиндрической обечайки, образованной несоосными цилиндрическими поверхностями с параллельными осями вращения и плоскими боковыми поверхностями. Боковые поверхности, ограничивающие накладку в радиальном направлении, выполнены из двух сопряженных плоскостей, расположенных под углом друг к другу. Новым является то, что на толстом конце накладки площадь радиальной плоской поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности. На тонком конце накладки площадь радиальной плоской поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности. Площадь плоской радиальной поверхности тонкого конца накладки соответствует площади плоской радиальной поверхности толстого конца накладки, а площадь плоской нерадиальной поверхности тонкого конца накладки меньше площади плоской нерадиальной поверхности толстого конца накладки. Площади нерадиальной (S₁) и радиальной (S₂) сопряженных плоскостей толстого конца накладки выбраны из соотношения S₁/S₂~3,5÷4,5; площади нерадиальной (S’₁) и радиальной (S’₂) сопряженных плоскостей тонкого конца накладки выбраны из соотношения S’₁/S’₂~2,5÷3,5. Техническим результатом является повышение надежности и эксплуатационных характеристик изделия за счет снижения возможности трещинообразования в накладке путем снижения возможности анизотропного термического расширения накладки. 2 ил.

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным накладкам, используемым в тормозных узлах барабанного типа грузовых автомобилей, автобусов и т.д.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционная накладка, выполненная из полимерного фрикционного композита, имеющая форму части равнотолщинной цилиндрической обечайки, образованной соосными цилиндрическими поверхностями и плоскими боковыми поверхностями, при этом боковые поверхности, ограничивающие накладку в радиальном направлении, выполнены из двух сопряженных плоскостей, расположенных под углом друг к другу, а площади каждой из сопряженных плоскостей, расположенных на одной стороне накладки, равны площадям аналогичных плоскостей на противоположной стороне накладки (см. Фрикционные и уплотнительные изделия и материалы. Каталог-справочник. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1990, с.76). Существенные признаки аналога "выполненная из полимерного фрикционного композита, имеющая форму части цилиндрической обечайки, образованной цилиндрическими поверхностями с плоскими боковыми поверхностями, при этом боковые поверхности, ограничивающие накладку в радиальном направлении, выполнены из двух сопряженных плоскостей, расположенных под углом друг к другу", совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является неравномерность износа равнотолщинной накладки, что обусловлено конструктивными особенностями большинства барабанных тормозов грузовых автомобилей, автобусов и др., что существенно снижает эксплуатационный ресурс накладки и обуславливает увеличенную массу полимерного материала, остающегося после прекращения эксплуатации накладки.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционная накладка, выполненная из полимерного фрикционного композита, имеющая форму части разнотолщинной цилиндрической обечайки, образованной несоосными цилиндрическими поверхностями с параллельными осями вращения и плоскими боковыми поверхностями, где боковые поверхности, ограничивающие накладку в радиальном направлении, выполнены из двух сопряженных плоскостей, расположенных под углом друг к другу, причем эти плоскости накладки имеют различную площадь, на толстом конце накладки площадь радиальной поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности, на тонком конце накладки площадь радиальной плоской поверхности больше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности, площадь плоской радиальной поверхности тонкого конца накладки больше площади плоской радиальной поверхности толстого конца накладки, а площадь плоской нерадиальной поверхности тонкого конца накладки меньше площади плоской нерадиальной поверхности толстого конца накладки (см. Фрикционные и уплотнительные изделия и материалы. Каталог-справочник. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1990, с.56, 69). Существенные признаки прототипа “выполненная из полимерного композита, имеющая форму части разнотолщинной цилиндрической обечайки, образованной несоосными цилиндрическими поверхностями с параллельными осями вращения, плоскими боковыми поверхностями, где боковые поверхности, ограничивающие накладку в радиальном направлении, выполнены из двух сопряженных плоскостей, расположенных под углом друг у другу” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является повышенная возможность анизотропного термического расширения накладки, обусловленная ее разнотолщинностью и соотношением площадей боковых радиальных поверхностей. В результате возрастает возможность трещинообразования и выкрашивания, особенно рабочей поверхности накладки, что приводит к ухудшению надежности эксплуатационных характеристик изделия. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и эксплуатационных характеристик изделия за счет снижения возможности трещинообразования в накладке путем снижения возможности анизотропного термического расширения накладки.

Для достижения указанного результата во фрикционной накладке, выполненной из полимерного фрикционного композита и имеющей форму части разнотолщинной цилиндрической обечайки, образованной несоосными цилиндрическими поверхностями с параллельными осями вращения и плоскими боковыми поверхностями, где боковые поверхности, ограничивающие накладку в радиальном направлении, выполнены из двух сопряженных плоскостей, расположенных под углом друг к другу, на толстом конце накладки площадь радиальной плоской поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности, на тонком конце накладки площадь радиальной плоской поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности, площадь плоской радиальной поверхности тонкого конца накладки соответствует площади плоской радиальной поверхности толстого конца накладки, а площадь плоской нерадиальной поверхности тонкого конца накладки меньше площади плоской нерадиальной поверхности толстого конца накладки, при этом площади нерадиальной и радиальной сопряженных плоскостей толстого конца накладки выбраны из соотношения ~ 3,5÷4,5; площади нерадиальной и радиальной сопряженных плоскостей тонкого конца накладки выбраны из соотношения ~ 2,5÷3,5, S₁ и S’₁ - площади нерадиальных плоскостей соответственно толстого и тонкого конца накладки; S₂ и S’₂ - площади радиальных плоскостей соответственно толстого и тонкого конца накладки.

Существенные признаки заявляемого изобретения “на толстом конце накладки площадь радиальной сопряженной поверхности меньше площади сопряженной нерадиальной плоской поверхности, на тонком конце накладки площадь радиальной сопряженной поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности, площадь плоской радиальной поверхности тонкого конца накладки соответствует площади плоской радиальной поверхности толстого конца накладки, а площадь плоской нерадиальной поверхности тонкого конца накладки меньше площади плоской нерадиальной поверхности толстого конца накладки, при этом площади радиальной и нерадиальной сопряженных плоскостей толстого конца накладки выбраны из соотношения ~ 3,5÷4,5; площади нерадиальной и радиальной сопряженных плоскостей тонкого конца накладки выбраны из соотношения - ~ 2,5÷3,5” являются отличительными от признаков прототипа.

На фиг.1 представлена фрикционная накладка, вид сбоку. На фиг.2 - вид накладки со стороны поверхности трения. Накладка выполнена из наполненного полимерного композита, включающего, как правило, полимерную матрицу на основе каучуков, латексов, смол, их смесей и различные наполнители, в том числе волокнистые. Композит может быть армирован нитями. Накладка имеет форму части разнотолщинной цилиндрической обечайки, образованной несоосными цилиндрическими поверхностями 1 и 2 с параллельными осями вращения, и плоскими боковыми поверхностями. Боковые поверхности 3 и 4, ограничивающие накладку в радиальном направлении с толстого конца накладки, расположены под углом друг у другу и сопряжены по линии 5. Боковые поверхности 6 и 7, ограничивающие накладку в радиальном направлении с тонкого конца, расположены под углом друг к другу и сопряжены по линии 8. При этом площадь радиальной поверхности 4 толстого конца накладки меньше площади сопряженной с ней нерадиальной поверхности 3. Площадь радиальной поверхности 7 тонкого конца накладки меньше площади сопряженной с ней нерадиальной поверхности 6. Площадь поверхности 7 соответствует (равна или незначительно отличается) площади поверхности 4, а площадь поверхности 6 меньше площади поверхности 3. Площадь поверхности 3 (S₁) соотносится с площадью поверхности 4 (S₂) как ~ 3,5÷4,5. Площадь поверхности 6 (S’₁) соотносится с площадью поверхности 7 (S’₂) как ~ 2,5÷3,5.

Изготавливаться фрикционная накладка может известными методами, например формованием в пресс-форме и др.

Конкретным примером заявляемого изобретения является накладка фрикционная колодки тормоза автомобиля КАМАЗ. Накладка изготовлена из полимерного фрикционного композита ТИИР-461. Поверхность 3 накладки (“скос”) расположена под углом ~ 30° к поверхности 4; поверхность 6 (“скос”) под углом ~ 30° к поверхности 7. Площадь поверхности 3 составляет ~ 2240 мм²; площадь поверхности 4 составляет ~ 560 мм²; площадь поверхности 7 составляет ~ 560 мм²; площадь поверхности 6 - ~ 1680 мм² (при длине накладки в осевом направлении 140 мм).

Изготовление разнотолщинной фрикционной накладки, когда соотношение площадей “скосов” и радиальных боковых поверхностей толстого и тонкого концов накладки больше двух, при этом соотношение на толстом конце больше, чем на тонком, позволяет более равномерно распределить температуру в условиях неравномерной нагрузки фрикционного контакта и позволяет снизить неравномерность распределения температуры по массе поверхностных слоев накладки и снизить анизотропию термического расширения накладки. В результате снижается возможность трещинообразования, особенно на толстом конце накладки, что повышает ее надежность, работоспособность и эксплуатационные характеристики.

Формула изобретения

Фрикционная накладка, выполненная из полимерного фрикционного композита и имеющая форму части разнотолщинной цилиндрической обечайки, образованной несоосными цилиндрическими поверхностями с параллельными осями вращения и плоскими боковыми поверхностями, где боковые поверхности, ограничивающие накладку в радиальном направлении, выполнены из двух сопряженных плоскостей, расположенных под углом друг к другу, отличающаяся тем, что на толстом конце накладки площадь радиальной плоской поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности, на тонком конце накладки площадь радиальной плоской поверхности меньше площади сопряженной с ней нерадиальной плоской поверхности, площадь плоской радиальной поверхности тонкого конца накладки соответствует площади плоской радиальной поверхности толстого конца накладки, а площадь плоской нерадиальной поверхности тонкого конца накладки меньше площади плоской нерадиальной поверхности толстого конца накладки, при этом площади нерадиальной (S₁) и радиальной (S₂) сопряженных плоскостей толстого конца накладки выбраны из соотношения ~ 3,5÷4,5; площади нерадиальной (S’₁) и радиальной (S’₂) сопряженных плоскостей тонкого конца накладки выбраны из соотношения ~ 2,5÷3,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2