Фрикционная накладка

Изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным накладкам. Фрикционная накладка выполнена из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита. Армировка нитями выполнена с изменяющимися по толщине накладки углами наклонов отдельных участков нитей к плоскости накладки. При этом вблизи одной поверхности накладки эти углы наименьшие, а вблизи противоположной поверхности накладки - наибольшие. Техническим результатом является снижение неплоскостности изделия за счет снижения возможности его коробления в результате навивки и термообработки в процессе изготовления.

 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным накладкам, армированным нитями, например навитым из пропитанных нитей накладкам, используемым в различных фрикционных узлах, например в узлах сцеплений легковых и грузовых автомобилей, тормозных узлах и др.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционная накладка, выполненная из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита, причем для каждого сечения изделия поверхностями, равноудаленными от поверхности трения, на нити приходится не более 85% от общей площади каждого сечения (см. патент РФ №2149294, МПК⁷ F 16 D 69/02, 2000 г.). Существенные признаки аналога «выполненное из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является равномерность армирования изделия по длине и толщине в плоскости изделия, что не обеспечивает компенсации напряжений, возникающих в изделии в результате навивки и термообработки в процессе изготовления, и приводит к повышенной возможности коробления изделия, в результате чего возникает его неплоскостность, обуславливающая невозможность установки его в узел, а также усложнение технологии изготовления изделия, поскольку для устранения неплоскостности требуются дополнительные операции, например вылежки в сжатом состоянии, гидравлическое воздействие и др.

Другим аналогом заявляемого изобретения является фрикционная накладка, выполненная из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита (см. патент РФ №2036096, МПК⁷ В 29 В 11/00, 1995 г.). Существенные признаки аналога «выполненное из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога также является равномерность армирования изделия по длине и толщине в плоскости изделия, что не обеспечивает компенсации напряжений, возникающих в результате навивки и термообработки в процессе изготовления, и приводит к повышенной возможности коробления изделия.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционная накладка, выполненная из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита, на который приходится от 15 до 45% объема изделия (см. патент РФ №38208, МПК⁷ F 16 D 69/02, 2003 г.). Существенные признаки прототипа «выполненное из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа также является равномерность армирования нитями изделия по длине и толщине (нити расположены практически без наклонов к плоскости изделия), что не обеспечивает достаточной компенсации напряжений, возникающих в результате навивки и термообработки, что приводит к повышенной способности изделия к короблению.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение неплоскостности изделия за счет снижения возможности его коробления в результате навивки и термообработки в процессе изготовления.

Для достижения указанного технического результата во фрикционной накладке, выполненной из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита, армировка нитями выполнена с изменяющимися по толщине накладки углами наклонов отдельных участков нитей к плоскости накладки, при этом вблизи одной поверхности накладки эти углы наименьшие, а вблизи противоположной поверхности накладки - наибольшие.

Существенные признаки заявляемого изобретения «армировка нитями выполнена с изменяющимися по толщине накладки углами наклонов отдельных участков нитей к плоскости накладки, при этом вблизи одной плоской поверхности накладки эти утлы наименьшие, а вблизи противоположной плоской поверхности накладки - наибольшие» являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционная накладка представляет собой наполненный полимерный композит, включающий, как правило, полимерную матрицу на основе каучуков, латексов, смол, их смесей, различные наполнители и армирующую нить (или несколько нитей), которая определенным образом размещена внутри композита и образует армирующий каркас. Отдельные участки нити (нитей) могут располагаться в плоскостях, параллельных плоскости изделия, а остальные участки - под различными углами к этой плоскости. При этом углы наклона различных участков различны, но вблизи одной из поверхностей изделия эти углы меньше (в среднем), чем вблизи противоположной поверхности.

Изготавливаться фрикционная накладка может известными методами, например навивкой заготовки из покрытых (пропитанных) нитей с последующим формованием и обработкой. При этом навивку осуществляют в горизонтальной плоскости на плоской поверхности, при этом радиус и центр вращения навиваемой нити постоянно меняются и не совпадают с радиусом и центром вращения изделия. В результате в начале навивки первые витки нити укладываются по плоской поверхности с промежутками между собой. При дальнейшей навивке нити укладываются в эти промежутки и на уже уложенные нити, в результате чего на верхней поверхности заготовки образуются «выступы» и «впадины», а соответствующие участки нити приобретают наклон по отношению к плоской поверхности. При дальнейшей навивке последующих слоев заготовки в результате постоянного смещения центра вращения навивки «выступы» увеличиваются по высоте (и, соответственно, «впадины» - по глубине), то есть наклон соответствующих участков нитей увеличивается и достигает наибольших значений углов наклона в верхнем (наиболее удаленном от плоской поверхности, на которой начинается навивка) слое заготовки. При последующем формовании за счет сжатия заготовки углы наклона участков нити уменьшаются, но при этом разница в наклонах сохраняется.

Конкретным примером заявляемого изобретения является накладка сцепления, навитая из комбинированных безасбестовых, например стеклянных, стеклянно-проволочных и других нитей, покрытых полимерным связующим каучуко-смоляного типа с порошкообразными наполнителями. Содержание армирующей нити в накладке составляет 50-75%.

Изготовление фрикционной накладки, армированной нитью (нитями), отдельные участки которой расположены под различными углами к плоскости изделия, причем по толщине изделия среднее значение (преимущественное, то есть усредненное значение угла, характерное для большей части соответствующих участков нити) угла наклона изменяется от одной поверхности изделия к другой от минимума к максимуму (или наоборот), что позволит компенсировать напряжения, возникающие при навивке изделия и проявляющиеся в процессе остывания накладки после термообработки в виде коробления (отклонение от плоскостности, неплоскостность) изделия, поскольку направления векторов напряжений изменяются по толщине изделия. При обычной намотке имеется преимущественное направление напряжений, что и приводит к короблению.

Фрикционная накладка, выполненная из армированного нитью (нитями) полимерного фрикционного композита, отличающаяся тем, что армировка нитями выполнена с изменяющимися по толщине накладки углами наклонов отдельных участков нитей к плоскости накладки, при этом вблизи одной поверхности накладки эти углы наименьшие, а вблизи противоположной поверхности накладки - наибольшие.