Фрикционное изделие

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композитный фрикционный элемент. Фрикционное изделие включает фрикционный элемент из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами. При этом компонент дополнительно содержит дисперсные частицы, выполненные из материала, способного взаимодействовать с водой с образованием структур, увеличивающих объем дисперсных частиц. Технический результат - повышение эффективности торможения при эксплуатации изделия во влажных условиях.

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, в именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент и эксплуатирующимся в различных фрикционных узлах (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 изделий. 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 недостаточная плавность торможения из-за недостаточных упругих свойств фрикционного элемента, что не позволяет ему при резких нагружениях выступать в роли демпфера.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами (см. В. П. Лапшин и др. Влияние сорбированной воды на прочностные и фрикционные свойства тормозных накладок. Труды 3-го Международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов ЯРОФРИ-97. Ярославль, 1997, c.257-260). Существенные признаки прототипа "фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является снижение эксплуатационных характеристик изделия за счет снижения эффективности торможения при эксплуатации накладки во влажных условиях в результате сорбции воды микропустотами и дальнейшего ее удерживания за счет капиллярного эффекта и градиента концентраций.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности торможения при эксплуатации изделия во влажных условиях путем снижения возможности сорбции воды при сохранении микропористой структуры фрикционного элемента.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами, композит дополнительно содержит дисперсные частицы, выполненные из материала, способного взаимодействовать с водой с образованием структур, увеличивающих объем дисперсных частиц.

Существенные признаки заявляемого изобретения "композит дополнительно содержит дисперсные частицы, выполненные из материала, способного взаимодействовать с водой с образованием структур, увеличивающих объем дисперсных частиц" являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие содержит фрикционный элемент, имеющий микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами и изготовленный из полимерного фрикционного композита, содержащего полимерную матрицу из резита и/или вулканизата, различные волокнистые наполнители (минеральные, органические и др. волокна) и дисперсные наполнители (окислы металлов, органические, минеральные порошки и др.). В качестве дисперсных частиц, выполненных из материала, способного взаимодействовать с водой с образованием структур, увеличивающих объем дисперсных частиц, используются металлы (некоторые сорта железа, стали), цементы, гипс и т.п. Целесообразно, чтобы размеры дисперсных частиц, взаимодействующих с водой, были соизмеримы с размерами (например, поперечными размерами) пор в композите.

Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является фрикционная накладка, фрикционный элемент которой выполнен из полимерного композита, включающего матрицу (например, из вулканизата бутадиеннитрильного каучука и резита фенолформальдегидной смолы), волокнистые заменители асбеста (например, полиарамидные волокна), фрикционные и минеральные наполнители, модификаторы трения и др. целевые добавки, включая дисперсные частицы (порошок из сплава железа (порошок ПЖВ 1.160.26)), быстро ржавеющие в воде.

Изготавливаться заявляемое изделие может известными методами, например, следующим образом: приготовление формовочной снеси в 2 стадии, теплое формование (при температуре 605^oС) накладок на гидравлических прессах (удельное давление формования 110 МПа) с последующей термообработкой в струбцинах при ступенчатом повышении температуры до 220^oС и при необходимости механической обработкой. При этом порошок ПЖВ вводят в конце изготовления формовочной смеси, чтобы избежать полного обволакивания частиц полимером.

Введение в состав фрикционного изделия из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами частиц из материала, способного взаимодействовать с водой с образованием структур, увеличивающих объем дисперсных частиц, обеспечивает при эксплуатации изделия во влажных условиях перекрытие пор за счет увеличения объема частиц. В результате нарушается взаимосвязь между микропустотами, что снижает сорбцию воды в процессе эксплуатации изделия и дальнейшее ее удерживание. В результате уменьшается степень снижения эффективности торможения и, соответственно, повышаются эксплуатационные характеристики изделия.

Формула изобретения

Фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, имеющего микропористую структуру со взаимосвязанными микропустотами, отличающееся тем, что композит дополнительно содержит дисперсные частицы, выполненные из материала, способного взаимодействовать с водой с образованием структур, увеличивающих объем дисперсных частиц.