Фрикционное изделие

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозным колодкам и фрикционным изделиям для различных машин и оборудования. Фрикционное изделие имеет рабочую и нажимную поверхности, а также боковые поверхности. На боковых (или одной из боковых) поверхностях изделия размещен индикатор износа, выполненный в виде выступа или углубления. Индикатор износа изготавливается таким образом, что для каждой плоскости сечения изделия, ортогональной нажимной и боковым поверхностям изделия, соответствующие линии сечения боковых поверхностей изделия и поверхности индикатора выполнены с неплавным переходом (переходом с изгибом) по дуге радиусом от 0,2 мм до 1,5 мм. Достигается упрощение конструкции изделия и обеспечение возможности его практического изготовления в реально действующем серийном производстве.

 

Заявляемое изобретение относится к снабженным визуальными указателями износа фрикционным изделиям, предназначенным для эксплуатации в различных фрикционных механизмах (тормозных узлах машин и оборудования, муфтах и т.д.).

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, имеющее рабочую и нажимную поверхности, а также боковые поверхности, содержащее индикатор износа, размещенный на боковых (или одной из боковых) поверхностях изделия и представляющий собой выступ или углубление (см. патент РФ №28211, МПК⁷ F16D 69/00, 2003 г.). Существенные признаки аналога «индикатор износа, размещенный на боковых (или одной из боковых) поверхностях изделия и представляющий собой выступ (или углубление)» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является возможность образования зоны с повышенной концентрацией напряжений по линии соединения боковой поверхности накладки с поверхностью индикатора износа, что может привести к трещинообразованию по этой линии.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, имеющее рабочую и нажимную поверхности, а также боковые поверхности, содержащее индикатор износа, размещенный на боковых (или одной из боковых) поверхностях изделия и выполненный в виде выступа или углубления, при этом для каждой плоскости сечения изделия, ортогональной нажимной и боковым поверхностям изделия, линии сечения боковых поверхностей изделия и поверхности индикатора выполнены с сопряжением (плавным переходом без изгиба) по дуге радиусом от 0,2 мм до 1,5 мм (см. патент РФ №92499, МПК F16D 69/00, 2010 г.). Существенные признаки аналога «индикатор износа, размещенный на боковых (или одной из боковых) поверхностях изделия и выполненный в виде выступа или углубления» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является значительная сложность практического изготовления изделия из-за необходимости плавного перехода (сопряжения) одной линии в другую. Сопряжение обеспечивается лишь тогда, когда прямая является касательной к дуге, то есть точка сопряжения обязательно лежит на перпендикуляре, опущенном на прямую из центра окружности, которой принадлежит дуга (если это условие не выполняется, то сопряжения линий нет. См. Богданов В.Н. и др. Справочное руководство по черчению. М., «Машиностроение», 1989, с.91; 162). Реально выполнить такое условие при производстве продукции на имеющихся в рассматриваемой области техники оборудовании и технологиях практически невозможно, что делает прототип фактически не соответствующим условию «промышленная применимость».

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение конструкции изделия и обеспечение возможности его практического изготовления в реально действующем серийном производстве.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, имеющем рабочую и нажимную поверхности, а также боковые поверхности, содержащем индикатор износа, размещенный на боковых (или одной из боковых) поверхностях изделия и выполненный в виде выступа или углубления, для каждой плоскости сечения изделия, ортогональной нажимной и боковым поверхностям изделия, соответствующие линии сечения боковых поверхностей изделия и поверхности индикатора выполнены с неплавным переходом (переходом с изгибом) по дуге радиусом от 0,2 мм до 1,5 мм.

Существенные признаки заявляемого изобретения «для каждой плоскости сечения изделия, ортогональной нажимной и боковым поверхностям изделия, соответствующие линии сечения боковых поверхностей изделия и поверхности индикатора выполнены с неплавным переходом (переходом с изгибом) по дуге радиусом от 0,2 мм до 1,5 мм» являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие представляет собой полимерный композиционный фрикционный элемент, изготовленный из полимерного композита, имеющего полимерную матрицу (вулканизат каучуков, резит смол, их смеси и т.д.), дисперсные наполнители (минеральные, металлические и др.) и, при необходимости, волокнистые наполнители (асбест, полиарамидные волокна, минеральные волокна и т.д.) Наполнители могут входить в состав элемента индивидуально или в виде смесей. Фрикционный элемент может быть, при необходимости, зафиксирован на металлическом или ином каркасе. Обычно фрикционный элемент имеет рабочую поверхность (т.е. поверхность, вступающую во фрикционный контакт с контртелом), и поверхность, на которую воздействует усилие, прижимающее фрикционный элемент к контртелу (нажимную поверхность), а также боковую поверхность (поверхности), сочетающую рабочую поверхность и нажимную поверхность. Как правило, именно боковая поверхность легко наблюдаема в процессе эксплуатации, и на ней обычно размещен индикатор износа. Индикатор износа выполнен в виде выступа или впадины на боковой поверхности изделия и может иметь различную форму. Зона сочетания поверхности индикатора и боковой поверхности изделия (так называемая «стенка») определяет минимально допустимую величину остаточной толщины изделия в результате износа. При достижении изделием остаточной толщины, при которой стенка выходит на рабочую поверхность, эксплуатация изделия должна прекратиться и изделие подлежит замене. Изделие может быть выполнено таким образом, что плоскости плоской поверхности индикатора и боковой поверхности изделия находятся под одинаковыми или под разными углами к оси изделия. Также индикатор может быть выполнен, когда плоскости плоской поверхности индикатора и боковой поверхности изделия параллельны. Возможны и другие варианты конфигурации индикатора. При этом для любого варианта выполнения индикатора для каждой плоскости сечения изделия, ортогональной нажимной и боковым поверхностям изделия, соответствующие линии сечения боковых поверхностей изделия и поверхности индикатора выполнены с неплавным переходом друг в друга (переходом с изгибом, без сопряжения) по дуге радиусом от 0,2 мм до 1,5 мм.

Такое исполнение индикатора износа, давая такое же, как в прототипе, снижение зоны напряжения по боковой поверхности накладки, позволяет практически изготовить изделие с индикатором на применяемом в производствах фрикционных изделий оборудовании. В результате упрощается конструкция изделия и обеспечивается возможность его серийного производства.

Фрикционное изделие, содержащее рабочую и нажимную поверхности, а также боковые поверхности и индикатор износа, размещенный на боковых (или одной из боковых) поверхностях изделия и выполненный в виде выступа или углубления, отличающееся тем, что для каждой плоскости сечения изделия, ортогональной нажимной и боковым поверхностям изделия, соответствующие линии сечения боковых поверхностей изделия и поверхности индикатора выполнены с неплавным переходом (переходом с изгибом) по дуге радиусом от 0,2 мм до 1,5 мм.