ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ
FRICTION ITEM

Изобретение 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 (колодки дисковых и барабанных тормозов автомобилей, тракторов и др.).
Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, при этом между металлическим каркасом и полимерным композиционным фрикционным элементом размещен клеевой слой, фиксирующий элемент к каркасу (см. патент SU №1277491, МПК B22F 7/04, 1994 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога является возможность отрыва фрикционного элемента от металлического каркаса при ударных нагрузках в процессе эксплуатации изделия в случае недостаточной адгезии клеевого слоя к металлу каркаса.
Другим аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие (колодка дискового тормоза), включающее полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный клеевым слоем на металлическом каркасе, поверхность которого со стороны фрикционного элемента выполнена шероховатой с рельефом, образованным непересекающимися линиями впадин и выступов, чередующихся в направлении продольной оси колодки (см. патент RU №2086444, МПК F16D 69/04, 1997 г.). Существенные признаки аналога «полимерный композиционный фрикционный элемент, металлический каркас» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога также является возможность отрыва фрикционного элемента от металлического каркаса при ударных нагрузках в процессе эксплуатации изделия в случае недостаточного удержания фрикционного элемента на поверхности каркаса из-за незначительной высоты неровностей профиля шероховатости.
Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие (колодка дискового тормоза), включающее полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, поверхность которого со стороны фрикционного элемента содержит металлические зубцы, размещенные в полимерном композиционном фрикционном элементе (см. The science of brakes, NUCAP EUROPE, S.A. www.nucap.eu; www.nucap.com.). Существенные признаки прототипа «полимерный композиционный фрикционный элемент, металлический каркас, поверхность каркаса со стороны фрикционного элемента содержит металлические зубцы, размещенные в полимерном композиционном фрикционном элементе» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком прототипа является невозможность равномерного нанесения клеевого слоя на поверхность с зубцами. По этой причине фиксация фрикционного элемента на каркасе по прототипу осуществляется за счет удержания металлическими зубцами без применения как клеевого слоя, так и специальной обработки каркаса. Однако в случае эксплуатации такого изделия в условиях резкого перепада температур с применением противогололедных реагентов возможны отслоения фрикционного элемента от металлического каркаса по периметру фрикционного элемента (где нет удерживающих зубцов), попадание в образовавшуюся щель грязи и противогололедных реагентов, следствием чего является сильная коррозия металла. В результате может произойти частичное или полное разрушение фрикционного изделия.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение возможности разрушения изделия при эксплуатации в условиях резких перепадов температур и применения противогололедных реагентов за счет снижения возможности отслоения фрикционного элемента от каркаса по периметру фрикционного элемента (в зоне, где отсутствуют удерживающие зубцы).
Для достижения указанного технического результата фрикционное изделие (колодка дискового тормоза), включающее полимерный композиционный фрикционный элемент (фрикционную накладку), зафиксированный на металлическом каркасе, поверхность которого со стороны полимерного композиционного фрикционного элемента содержит металлические зубцы, размещенные в полимерном композиционном фрикционном элементе, содержит дополнительно на поверхности металлического каркаса со стороны полимерного композиционного фрикционного элемента углубление, расположенное по краю полимерного композиционного фрикционного элемента.
Существенные признаки заявляемого изобретения «содержит на поверхности металлического каркаса со стороны полимерного композиционного фрикционного элемента углубление, расположенное по краю полимерного композиционного фрикционного элемента» являются отличительными от признаков прототипа.
На фиг.1 представлено фрикционное изделие со стороны рабочей поверхности, часть фрикционного элемента удалена. На фиг.2 - сечение части фрикционного изделия со стороны боковой поверхности.
Фрикционное изделие содержит металлический каркас 1, на котором зубцами 2 зафиксирован полимерный композиционный фрикционный элемент 3. По краю полимерного композиционного фрикционного элемента (по контуру полимерного композиционного фрикционного элемента) на поверхности каркаса выполнено углубление 4 (канавка), которое может быть полностью или частично заполнено материалом полимерного композиционного фрикционного элемента (то есть боковая поверхность 5 полимерного композиционного фрикционного элемента может располагаться на краю углубления или внутри него). Возможно размещение боковой поверхности фрикционного элемента за пределами внешнего контура углубления. Для улучшения фиксации полимерного композиционного фрикционного элемента поверхность углубления может быть покрыта адгезивом (клеем). Углубление может иметь различную глубину, ширину и форму сечения.
Заявленное изделие может быть изготовлено известными методами, например путем приформовывания в пресс-форме фрикционного элемента к каркасу необходимой конструкции.
Конкретным примером заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза автомобиля, содержащая металлический каркас и фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, включающего полимерную матрицу (вулканизат каучука, резит смолы и т.д.) и дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители (барит, сурик, кокс и др., полиарамидные волокна, минеральные волокна и др.). Поверхность каркаса, к которой приформован полимерный композиционный фрикционный элемент, выполнена с зубцами для фиксации этого элемента и краевой канавкой. Боковая поверхность фрикционного элемента размещена по внешнему контуру канавки (фиг.2).
Выполнение фрикционного изделия с размещенной на металлическом каркасе по краевой части полимерного композиционного фрикционного элемента канавкой и с соответствующим ей выступом на краевой части полимерного композиционного фрикционного элемента препятствует отслоениям фрикционного элемента от металлического каркаса и противодействует проникновению внешних воздействий в зону удерживающих зубцов. В результате повышается стойкость изделия в условиях резких перепадов температур при применении противогололедных реагентов.