Фрикционное изделие

Фрикционное изделие, например, колодка дискового тормоза для легковых и грузовых автомобилей, содержит металлический каркас, к которому присоединен фрикционный элемент, выполненный из полимерного композита.

Для снижения возможности разрушения фрикционного элемента при ударных нагрузках в процессе эксплуатации изделия и снижение возможности появления в процессе эксплуатации вибраций и звуковых явлений (писка, визга и др.) сжимаемость полимерного композиционного фрикционного элемента и толщина полимерного композиционного элемента выбирается из соотношения: , где S - сжимаемость полимерного композиционного элемента в мм; H - толщина полимерного композиционного фрикционного элемента.

1 н.п.ф.

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом, и эксплуатирующимся во фрикционных узлах автотракторной техники, различных машин и оборудования (например, колодки дисковых тормозов легковых и грузовых автомобилей).

Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, включающее металлический каркас и зафиксированный на нем полимерный композиционный фрикционный элемент (см. патент SU 1277491, МПК B22F 7/04, 1994 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, зафиксированный на нем полимерный композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.

Недостатком аналога является возможность разрушения фрикционного элемента при ударных нагрузках в процессе эксплуатации изделия в случае чрезмерной сжимаемости полимерного композиционного фрикционного элемента, или появление в процессе эксплуатации вибраций и звуковых явлений (писка, визга и др.) из-за недостаточной сжимаемости полимерного композиционного фрикционного элемента.

Прототипом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие (колодка дискового тормоза), включающее полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный клеевым слоем на металлическом каркасе (см. патент RU 2086444, МПК F16D 69/04, 1997 г.). Существенные признаки прототипа «полимерный композиционный фрикционный элемент, клеевой слой, металлический каркас» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.

Недостатком прототипа также является возможность разрушения фрикционного элемента при ударных нагрузках в процессе эксплуатации изделия в случае чрезмерной сжимаемости полимерного композиционного фрикционного элемента, или появление в процессе эксплуатации вибраций и звуковых явлений (писка, визга и др.) из-за недостаточной сжимаемости полимерного композиционного фрикционного элемента.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик изделия путем снижения возможности разрушения фрикционного элемента при ударных нагрузках в процессе эксплуатации изделия и снижение возможности появления в процессе эксплуатации вибраций и звуковых явлений (писка, визга и др.) за счет оптимизации в изделии соотношения толщины полимерного композиционного элемента и его сжимаемости.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, сжимаемость полимерного композиционного фрикционного элемента и толщина полимерного композиционного фрикционного элемента выбраны из соотношения: , где S - сжимаемость полимерного композиционного элемента в мм; H - толщина полимерного композиционного элемента.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «сжимаемость полимерного композиционного фрикционного элемента и толщина полимерного композиционного фрикционного элемента выбраны из соотношения: , где S - сжимаемость полимерного композиционного элемента; H - толщина полимерного композиционного элемента» являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие содержит металлический каркас, к которому присоединен (например, приформован) фрикционный элемент, выполненный из полимерного композита (композитов). В качестве полимерной основы (матрицы) композита могут использоваться отвержденные смолы, вулканизованные каучуки или их смеси. В качестве наполнителей могут использоваться волокнистые материалы (минеральные волокна, стальные волокна, полиарамидные волокна и др. или их смеси). Также в состав наполнителей могут входить дисперсные материалы (технический углерод, барит и др. или их смеси). На поверхности металлического каркаса, к которой прикреплен (например, приформован) фрикционный элемент, предварительно может быть размещен клеевой слой (например, перед приформовыванием). Сжимаемость полимерного композиционного фрикционного элемента определяется известными методами, например, по ISO-6310.

Изготавливаться фрикционное изделие может известными методами, например, приформовыванием к металлическому каркасу формовочной смеси. При этом поверхность металлического каркаса может предварительно подвергаться абразивной обработке и покрываться полимерной клеевой композицией.

Конкретным примером заявляемой полезной модели является колодка дискового тормоза легкового автомобиля Mercedes, содержащая плоский металлический каркас и фрикционный элемент из полимерного композита ТИИР-4201. Толщина полимерного композиционного фрикционного элемента 9,0 мм, сжимаемость 99 мкм. Поскольку металлические каркасы некоторых колодок имеют отверстия, то при определении толщины композиционного фрикционного элемента берется показатель толщины в зонах металлического каркаса, а не в зонах отверстий каркаса, где толщина фрикционного элемента обычно больше.

Заявленное соотношение параметров толщины композиционного фрикционного элемента и его сжимаемости обеспечивает высокую прочность фрикционного элемента без появления в процессе эксплуатации изделия нежелательных вибраций и звуковых явлений. При выходе соотношения за заявленные пределы фрикционный элемент колодки оказывается или излишне мягким, что вызывает его разрушение при ударных нагрузках, или оказывается излишне жестким, что не позволяет компенсировать вибрации и звуковые явления в результате фрикционного контакта.

Фрикционное изделие, включающее полимерный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, отличающееся тем, что сжимаемость полимерного композиционного фрикционного элемента и толщина полимерного композиционного элемента выбраны из соотношения , где S - сжимаемость полимерного композиционного элемента, мм; H - толщина полимерного композиционного фрикционного элемента.