ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ
FRICTION ITEM

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим армирующий металлический каркас, например колодкам дисковых тормозов автомобилей, колодкам и другим фрикционным изделиям для различных машин и оборудования.
Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее плоский армирующий металлический каркас и приформованный к нему фрикционный элемент, слой которого, примыкающий к каркасу, дополнительно армирован просечно-вытяжным металлическим листом, зафиксированным на каркасе (см. патент РФ №2005619, МПК B29D 9/00, 1994). Существенные признаки аналога «плоский армирующий металлический каркас, приформованный к нему фрикционный элемент, слой которого, примыкающий к каркасу, дополнительно армирован металлическим листом», совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога является сложность изготовления, обусловленная сложностью фиксации дополнительного армирующего просечно-вытяжного листа (например, болтовым соединением, сваркой и др.), а также, в ряде случаев, и невозможностью изготовления фрикционного изделия (например, имеющих небольшие размеры и толщину колодок дисковых тормозов легковых автомобилей).
Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее плоский армирующий металлический каркас с отверстиями и приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, соответствующими отверстиям в каркасе и размещенными внутри отверстий (см. М.М.Бородулин и др. Асбестовые технические изделия. Каталог-справочник. М., ЦНИИТЭНефтехим, 1984, сс.74, 75, 79). Существенные признаки аналога «армирующий металлический каркас с отверстиями, приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, соответствующими отверстиям в каркасе и размещенными внутри отверстий» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком прототипа является недостаточная прочность соединения каркаса и фрикционного элемента к характерным для фрикционных узлов усилиям, сдвигающим фрикционный элемент относительно каркаса. Прочность прототипа к этим усилиям (деформациям) сдвига обусловлена адгезией материала фрикционного элемента к поверхности металлического каркаса, а также прочностью на «срез» выступов фрикционного элемента, которая, в свою очередь, определяется прочностью фрикционного материала. В результате в случае использования в качестве фрикционных материалов наполненных полимерных композитов, не всегда удается обеспечить прочность соединения каркаса и фрикционного элемента к сдвиговым воздействиям, даже при использовании специальной обработки поверхности каркаса, клеев и др.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности соединения каркаса и фрикционного элемента к сдвиговым нагрузкам. Другим техническим результатом, получение которого может обеспечить заявляемое изобретение, является упрощение технологии получения высокопрочного соединения каркаса и фрикционного элемента за счет исключения специальных обработок каркаса, использования клеев и др.
Для достижения указанного технического результата фрикционное изделие, содержащее плоский армирующий металлический каркас с отверстиями и приформованный к нему фрикционный элемент, снабженный выступами, соответствующими отверстиям в каркасе и размещенными внутри отверстий, содержит в части фрикционного элемента, примыкающей к металлическому каркасу, дополнительный металлический каркас с отверстиями, выполненный с выступами, соответствующими выступам фрикционного элемента.
Существенные признаки заявляемого изобретения «содержит в части фрикционного элемента, примыкающей к металлическому каркасу, дополнительный металлический каркас с отверстиями, выполненный с выступами, соответствующими выступам фрикционного элемента» являются отличительными от признаков прототипа.
На фиг.1 представлено сечение части фрикционного изделия. На фиг.2 представлено сечение части варианта фрикционного изделия.
Фрикционное изделие содержит плоский металлический каркас 1 с отверстиями 2. Каркас обычно содержит 2-6 отверстий, но возможно фрикционное изделие, каркас которого имеет одно отверстие, а также 7 и более отверстий. К каркасу приформован фрикционный элемент 3, снабженный выступами 4, соответствующими отверстиям в каркасе. Количество выступов может равняться количеству отверстий в каркасе или быть меньшим. Форма выступов может повторять форму отверстий или отличаться от нее, например, высота выступов может быть меньше глубины отверстий. Фрикционный элемент может изготавливаться, например, из полимерного композиционного фрикционного материала, содержащего полимерное связующее и дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители. Слой A фрикционного элемента, непосредственно примыкающий к металлическому каркасу, содержит дополнительный металлический каркас 5 с отверстиями 6. Дополнительный каркас по форме может соответствовать фрикционному элементу или отличаться от него, например быть меньшим. Дополнительный каркас может изготавливаться, например, из перфорированной жести, металлического листа с просечками, металлической сетки и др. При этом наличие отверстий в дополнительном каркасе обеспечивает проникновение материала фрикционного элемента в отверстия в процессе приформовки, в результате чего достигается прочное соединение дополнительного каркаса с фрикционным элементом. Дополнительный каркас снабжен выступами 7, соответствующими выступам фрикционного элемента. Количество выступов 7 может равняться количеству выступов фрикционного элемента или быть меньшим, а их форма может повторять форму выступов фрикционного элемента или отличаться от нее, например, размерами. Возможно выполнение выступов 7 по форме в виде части выступов 2, например когда каркас 5 не полностью перекрывает отверстия 2 (вариант представлен на фиг.2).
Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является колодка дискового тормоза автомобиля БЕЛАЗ, где в качестве дополнительного каркаса использована стальная сетка необходимой конфигурации.
Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами. Например, в пресс-форму помещают полимерную фрикционную композицию, перфорированную жесть или металлическую сетку необходимых размеров и плоский металлический каркас. Далее осуществляют формование и изготовление колодки известными методами, при этом выступы фрикционного элемента и дополнительного каркаса образуются в процессе формования за счет выдавливания в отверстия каркаса полимерной композиции и перфорированной жести (металлической сетки).
Изготовление фрикционного изделия с дополнительным металлическим каркасом с отверстиями обеспечивает адгезию материала фрикционного элемента к каркасу («основному») за счет проникновения фрикционного материала в отверстия дополнительного каркаса (дополнительный каркас расположен внутри пограничного слоя фрикционного элемента), а прочность «на срез» выступов фрикционного элемента увеличивается, по сравнению с прочностью фрикционного материала, за счет армирования выступов дополнительным каркасом, который также работает «на срез». В результате удается повысить прочность соединения каркаса и фрикционного элемента к сдвиговым воздействиям.