ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим армирующий металлический каркас, например к колодкам тормозов автомобилей, различных машин и оборудования.
Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный слой и размещена зафиксированная к фрикционному элементу противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, при этом поверхность размещенного на каркасе полимерного слоя, обращенная к противошумной пластине, выполнена шероховатой с выступами и впадинами (см. патент РФ №2483232, МПК F16D 65/092, 2013 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, приформованный фрикционный элемент, на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент, зафиксирован полимерный слой и размещена зафиксированная противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, поверхность размещенного на каркасе полимерного слоя, обращенная к противошумной пластине, выполнена шероховатой с выступами и впадинами» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является отсутствие подвижности противошумной пластины в продольном направлении, т.е. в направлении действия силы трения, для дискового тормоза это направление, поперечное радиальному направлению тормозного диска, образующего пару трения с фрикционным изделием. Из-за отсутствия такой подвижности противошумная пластина не обладает возможностью «самоустановки» в процессе трибосо-пряжения и не может эффективно демпфировать колебания, направленные в продольном направлении, в результате чего не обеспечивается необходимое шумоподавление.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, где на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный слой, поверхность которого выполнена шероховатой (с выступами), и размещена противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, на обращенной к металлическому каркасу поверхности противошумной металлической платины также зафиксирован полимерный слой, и противошумная металлическая пластина зафиксирована отогнутыми элементами к торцевой поверхности металлического каркаса (см. патент РФ №2535808, МПК F16D 65/092, 2014 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, приформованный полимерный композиционный фрикционный элемент, на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный слой, поверхность которого выполнена шероховатой, противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, на обращенной к металлическому каркасу поверхности противошумной металлической пластины зафиксирован полимерный слой, противошумная металлическая пластина зафиксирована отогнутыми элементами к торцевой поверхности металлического каркаса» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога также является отсутствие подвижности противошумной пластины относительно металлического каркаса в продольном направлении при эксплуатационных нагрузках, что не позволяет пластине эффективно демпфировать колебания, направленные продольно фрикционному изделию, из-за чего не обеспечивается эффективное шумоподавление этой составляющей фрикционных автоколебаний.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности шумоподавления за счет обеспечения возможности демпфирования колебаний в продольном направлении, путем обеспечения необходимой подвижности противошумной пластины.
Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем металлический каркас и приформованный к нему полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом на поверхности металлического каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксирован полимерный слой с шероховатой поверхностью и размещена противошумная металлическая пластина с отогнутыми элементами, а на обращенной к металлическому каркасу поверхности противошумной металлической пластины также зафиксирован полимерный слой, при этом противошумная металлическая пластина зафиксирована отогнутыми элементами к торцевой поверхности металлического каркаса, поверхность полимерного слоя, размещенного на поверхности металлической противошумной пластины, обращенной к металлическому каркасу, выполнена глянцевой, а отогнутые элементы зафиксированы к торцевой поверхности металлического каркаса с усилием, обеспечивающим подвижность противошумной металлической пластины в продольном направлении при эксплуатационных нагрузках на фрикционное изделие.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «поверхность полимерного слоя, размещенного на обращенной к металлическому каркасу поверхности противошумной металлической пластины, выполнена глянцевой, а отогнутые элементы зафиксированы к торцевой поверхности металлического каркаса с усилием, обеспечивающим при эксплуатационных нагрузках подвижность противошумной металлической пластины в продольном направлении» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Фрикционное изделие содержит металлический каркас, обычно плоский. К каркасу приформован фрикционный элемент, изготовленный из полимерного фрикционного композита, включающего полимерную матрицу и дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители. На поверхности каркаса, противоположной поверхности, к которой приформован фрикционный элемент (так называемая «тыльная» поверхность каркаса), размещен полимерный слой (например грунтовки, краски и т.п.), зафиксированный (например за счет адгезии) на этой поверхности. Поверхность этого полимерного слоя (противоположная металлическому каркасу) выполнена шероховатой, т.е. с неровностями, образующими рельеф поверхности. Например, среднеарифметическое отклонение профиля на базовой длине может составлять 0,1 мм. Поверх полимерного слоя на каркасе размещена противошумная металлическая пластина. Форма этой пластины может соответствовать форме металлического каркаса или отличаться от нее. Противошумная металлическая пластина выполнена с отогнутыми элементами, фиксирующими эту пластину к торцевой поверхности металлического каркаса. При этом усилие фиксации зависит от силы прижатия отогнутых элементов к торцевой поверхности металлического каркаса, которая в свою очередь определяется усилием отгиба элементов и степенью их отогнутости. Эти параметры подбираются под конкретные эксплуатационные нагрузки соответствующего фрикционного изделия (тормозного узла) таким образом, чтобы противошумная металлическая пластина была подвижна при эксплуатационных нагрузках (имела возможность смещения по поверхности каркаса, соответствующего «самоустановке» пластины в процессе эксплуатации). На поверхности металлической противошумной пластины, обращенной к металлическому каркасу, также размещен полимерный слой, у которого поверхность, обращенная к металлическому каркасу, выполнена глянцевой. Это облегчает «самоустановку» противошумной пластины под действием эксплуатационных нагрузок из-за гладкости ее поверхности. Полимерный слой (например, клея, лака и пр.) на противошумной пластине зафиксирован (например, за счет адгезии). Подвижность металлической противошумной пластины обеспечивается в направлении эксплуатационного усилия трения, возникающего при трибосопряжении. Для дисковых тормозов это направление продольно колодке, т.е. поперечно направлению радиуса диска. И для дисковых, и для других типов тормозов это направление совпадает с направлением смещения контртела относительно фрикционного изделия при трибосопряжении.
Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, при этом после формования на каркас и противошумную пластину наносятся соответствующие полимерные слои.
Подвижность противошумной пластины в заявляемой конструкции фрикционного изделия сохраняется в течение всего периода эксплуатации. При торможении образуются так называемые фрикционные автоколебания, обусловленные дискретностью процесса взаимодействия пары трения (схватывания и проскальзывания). При этом колебания распространяются по трем основным направлениям (векторам): по направлению силы трения (продольно рабочей поверхности фрикционного изделия), ортогонально рабочей поверхности фрикционного изделия, и радиально рабочей поверхности контртела (диска, барабана и пр.). Подвижное исполнение противошумной пластины обеспечивает демпфирование наиболее значимой составляющей этих фрикционных автоколебаний - по направлению силы трения, в результате чего снижается вероятность возникновения резонансных явлений и обусловленных ими нежелательных звуковых явлений (писка, скрипа, свиста и т.д.).