ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом, эксплуатирующимся во фрикционных узлах различной транспортной техники и оборудования.
Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и расположенный на металлическом каркасе полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из двух слоев, каждый из которых состоит из полимерной матрицы и наполнителей, при этом слой фрикционного элемента, контактирующийся с металлическим каркасом, имеет массовое соотношение матрицы к наполнителю больше, чем в рабочем слое (см. патент РФ №2117197, МПК F16D 69/00, 1998 г. ).
Существенные признаки аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из слоев», совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является высокая сжимаемость при температурах до 150°С слоя, размещенного в композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, что снижает прочностные характеристики изделия в условиях ударных механических нагрузок в процессе эксплуатации.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из трех слоев, при этом слой фрикционного элемента, контактирующий с металлическим каркасом, имеет массовое отношение матрицы к наполнителю большее, чем в рабочем слое, а слой, размещенный между рабочим слоем и слоем, контактирующим с металлическим каркасом, имеет массовое отношение матрицы к наполнителям большее, чем в рабочем слое, но меньшее, чем в слое, контактирующем с металлическим каркасом, при этом полимерная матрица слоя, контактирующего с металлическим каркасом, выполнена из резита фенолформальдегидной смолы, а полимерная матрица двух других слоев также выполнена из резита фенолформальдегидной смолы (см. патент РФ №2283974, МПК F16D 69/02, 2006 г. ). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из трех слоев, слой фрикционного элемента, контактирующий с металлическим каркасом, имеет массовое отношение матрицы к наполнителю большее, чем в рабочем слое, а слой, размещенный между рабочим слоем и слоем, контактирующим с металлическим каркасом, имеет массовое отношение матрицы к наполнителям большее, чем в рабочем слое, но меньшее, чем в слое, контактирующем с металлическим каркасом, при этом полимерная матрица слоя, контактирующего с металлическим каркасом, выполнена из резита фенолформальдегидной смолы, полимерная матрица рабочего слоя выполнена из резита фенолформальдегидной смолы» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога также является более высокая (при температуре до 150°С) сжимаемость слоя, размещенного между рабочим слоем и слоем, контактирующим с металлическим каркасом, по сравнению с сжимаемостью рабочего слоя при температуре до 150°С. В результате снижаются прочностные характеристики фрикционного изделия в условиях ударных механических нагрузок в обычных условиях эксплуатации.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение прочностных характеристик фрикционного изделия при нагревах до 150°С с сохранением демпфирующей способности промежуточного слоя в условиях высоких температур (350°C÷450°С) путем выполнения слоев композиционного фрикционного элемента из композитов с различными полимерными матрицами.
Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из трех слоев, при этом слой композиционного фрикционного элемента, контактирующий с металлическим каркасом, имеет массовое соотношение матрицы к наполнителю большее, чем в рабочем слое, а слой, размещенный между рабочим слоем и слоем, контактирующим с металлическим каркасом, имеет массовое соотношение матрицы к наполнителям большее, чем в рабочем слое, но меньшее, чем в слое, контактирующем с металлическим каркасом, при этом полимерная матрица слоя, контактирующего с металлическим каркасом, выполнена из резита фенолформальдегидной смолы, полимерная матрица рабочего слоя также выполнена из резита фенолформальдегидной смелы, а полимерная матрица слоя, размещенного между рабочим слоем и слоем, контактирующим с металлическим каркасом, выполнена из вулканизата каучука.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «полимерная матрица слоя, размещенного между рабочим слоем и слоем, контактирующим с металлическим каркасом, выполнена из вулканизата каучука» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Фрикционное изделие включает металлический каркас (например, стальной или чугунный), совмещенный (например, приформовыванием) с полимерным композиционным фрикционным элементом. Фрикционный элемент выполнен из трех продольных металлическому каркасу слоев. Непосредственно контактирующий с металлическим каркасом слой (так называемый адгезионный или клеевой слой) выполнен из композита, включающего матрицу из резита фенолформальдегидной смолы и, как правило, одного (пигментного) наполнителя. Содержание матрицы в слое более 75% масс. Другой слой, истираемый в процессе эксплуатации изделия (так называемый рабочий слой) выполнен из композита, включающего матрицу из резита фенолформальдегидной смолы и различных наполнителей. Содержание матрицы в слое 5÷15% масс. Слой, размещенный между указанными выше слоями (так называемый промежуточный слой или подслой, его толщина в пределах неистираемой в процессе эксплуатации части композиционного фрикционного элемента) выполнен из композита, включающего матрицу из вулканизата каучука. Содержание матрицы в слое более 15% масс., но менее 75% масс.
Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например приформовыванием к обработанному металлическому каркасу соответствующих формовочных смесей.
Конкретным примером заявляемой полезной модели является колодка дискового тормоза большегрузного автомобиля, подслой которой выполнен из композиционного материала с матрицей из вулканизата каучука.
Наличие во фрикционном изделии подслоя, сжимаемость которого при температурах до 150°С меньше, чем сжимаемость рабочего слоя, повышает стойкость изделия к механическим нагрузкам. Необходимая сжимаемость обеспечивается соответствующей степенью вулканизации каучука. При значительных нагревах сжимаемость подслоя становится больше, чем сжимаемость рабочего слоя, и в горячем состоянии обеспечивается необходимая демпфирующая способность.