ФРИКЦИОННАЯ НАКЛАДКА ДЛЯ ТОРМОЗНОЙ ЛЕНТЫ

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным накладкам, содержащим полимерные композиционные фрикционные элементы, предназначенные для фиксации на стальных лентах и дальнейшей эксплуатации в различных фрикционных узлах в составе тормозных лент.
Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее композиционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, при этом на рабочей поверхности композиционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из полимерной матрицы и наполнителя, в котором массовое соотношение матрицы к наполнителю большее, чем соотношение полимерной матрицы и наполнителя в полимерном фрикционном композите, из которого выполнен фрикционный элемент (см. патент РФ №2187025, МПК F16D 69/02, 2002 г.) Существенные признаки аналога «композиционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, на рабочей поверхности композиционного элемента размещен поверхностный слой полимерный» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога являются низкие значения коэффициента трения в неприработанном состоянии в случае, если рабочая поверхность отформованного композиционного фрикционного элемента не подвергнута абразивной обработке (так называемая «глянцевая» поверхность, получающаяся в пресс-форме), и соответственно эта поверхность не содержит необходимых выступов и впадин (шероховатости). В результате слой легко снимается с глянцевой поверхности, которая начинает контактировать с контртелом, что существенно замедляет наступление равновесной шероховатости, т.е. увеличивает период приработки, в течение которого не достигаются необходимые эксплуатационные фрикционные характеристики изделия.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, при этом на рабочей поверхности фрикционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из термореактивного полимера в неотвержденном состоянии с порошкообразным наполнителем, при этом полимер обладает адгезионными свойствами по отношению к материалу контртела, рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена пористой, при этом размеры частиц порошкообразного наполнителя соответствуют или меньше размеров пор в полимерном композите, и поверхностный слой дополнительно размещен в порах композита (см. патент РФ №2290546, МПК F16D 69/02, 2006 г.) Существенные признаки аналога «фрикционный элемент, полимерный фрикционный композит, на рабочей поверхности фрикционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из полимера» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога являются низкие значения коэффициента трения в неприработанном состоянии в случае, если рабочая поверхность фрикционного элемента глянцевая, т.е. не подвергнута абразивной обработке, сообщающей ей необходимую шероховатость и вскрывающей поры в композите. Поверхностный слой в этом случае легко снимается и удаляется с глянцевой поверхности, что существенно замедляет приработку и возникновение равновесной шероховатости. Из-за необходимости обязательной абразивной обработки усложняется технология изготовления изделия, образуются отходы (продукты абразивного воздействия), изменяется геометрия изделия и т.д., что усложняет технологический процесс изготовления фрикционного изделия.
Задачами, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, являются уменьшение периода приработки в случае глянцевой рабочей поверхности фрикционного элемента, упрощение технологии изготовления и снижение количества отходов за счет устранения операции абразивной обработки рабочей поверхности.
Для достижения указанного технического результата во фрикционной накладке для тормозной ленты, включающей выполненный из полимерного фрикционного композита фрикционный элемент, на рабочей поверхности которого размещен полимерный поверхностный слой, рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена глянцевой, а поверхностный слой выполнен из отвержденного полимера, обладающего до отверждения в расплавленном состоянии неполным смачиванием по отношению к глянцевой поверхности фрикционного элемента, при этом толщина полимерного поверхностного слоя составляет от 50 мкм до 100 мкм.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена глянцевой, поверхностный слой выполнен из отвержденного полимера, обладающего до отверждения в расплавленном состоянии неполным смачиванием к глянцевой поверхности фрикционного элемента, толщина полимерного поверхностного слоя составляет от 50 мкм до 100 мкм» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Фрикционная накладка содержит полимерный фрикционный элемент, который в дальнейшем может быть зафиксирован на металлической (стальной) ленте приклепкой, приклейкой и т.п. В качестве полимерной матрицы композита могут использоваться отвержденные смолы, вулканизованные каучуки и т.д. В качестве наполнителей композита могут использоваться различные дисперсные материалы, в том числе волокнистые. Фрикционный элемент изготавливается методом формования (в пресс-форме) из формовочной смеси, т.е. фрикционный элемент после формования имеет глянцевые (гладкие, зеркальные) поверхности, в том числе и рабочую поверхность (поверхность, которая вступает в трибосопряжение с контртелом при эксплуатации фрикционной накладки). На глянцевой рабочей поверхности размещен поверхностный слой, выполненный из отвержденного полимера, расплав которого до отверждения проявляет не полную смачивающую способность к глянцевой поверхности фрикционного элемента. Этот слой может быть выполнен из отвержденной смолы или каучука (например, из отвержденного жидкого каучука). Толщина слоя от 50 мкм до 100 мкм.
Изготавливаться заявляемая фрикционная накладка может известными методами, например путем нанесения на глянцевую рабочую поверхность фрикционного элемента необходимого количества порошка соответствующего термореактивного полимера, с последующим его нагревом до расплавления и отверждением.
Конкретным примером заявляемой фрикционной накладки является накладка ленточного тормоза гусеничной техники, полимерная матрица композита фрикционного элемента которого выполнена из фенолформальдегидной смолы, а поверхностный слой из отвержденного полимера. Толщина поверхностного слоя ~ 70 мкм. Нанесение поверхностного слоя осуществляется напылением соответствующего порошка на глянцевую поверхность фрикционного элемента с последующим нагревом. В качестве такого полимера может применяться эпоксиэфирный порошковый полимер, в расплавленном состоянии образующий мениск при растекании по глянцевой поверхности полимерного фрикционного элемента. Желательно значение краевого угла близкое к 90°, но меньше его.
Поверхностный слой в результате неполного смачивания после отверждения приобретает шероховатость и представляет собой чередующиеся выступы и впадины, близкие по размерам к шероховатости рабочей поверхности в результате абразивной обработки. Кроме того, этот чисто полимерный слой, не усиленный наполнителями (в отличие от композита фрикционного элемента), быстро приобретает поверхность, полностью соответствующую поверхности контртела, что обеспечивает эксплуатационный коэффициент взаимного перекрытия. При этом не требуется абразивная обработка и не образуются соответствующие отходы. Если толщина поверхностного слоя будет меньше 50 мкм, то ее может не хватить для обеспечения шероховатости, близкой к равновесной. Толщина слоя больше 100 мкм является избыточной, поскольку может увеличить время вступления в трибосопряжение собственно композита фрикционного элемента.