ФРИКЦИОННАЯ НАКЛАДКА

Заявляемая полезная модель относится к фрикционным накладкам кольцевой формы, вращающимся в процессе эксплуатации и предназначенным для использования в различных фрикционных механизмах.
Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционная накладка, включающая полимерную матрицу, волокнистые армирующие компоненты и наполнители, выполненная с пористой структурой (см. В.П. Лапшин и др. Влияние сорбированной воды на прочностные и фрикционные свойства тормозных накладок. Труды 3-го Международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов ЯРОФРИ-97, Ярославль, 1997 г., сс. 257-260). Существенные признаки аналога «полимерная матрица, волокнистые армирующие компоненты, наполнители, выполнение накладки с пористой структурой» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является снижение стабильности эксплуатационных характеристик накладки в процессе эксплуатации из-за недостаточной поглощающей способности вследствие хаотического расположения пор в накладке.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционная накладка, включающая полимерную матрицу, волокнистые армирующие компоненты и наполнители, выполненная с пористой структурой, при этом образующие пористую структуру поры преимущественно ориентированы в направлении, близком к направлению вращения накладки в процессе эксплуатации, а большинство пор имеют выход на поверхность накладки (см. патент РФ №2317455, МПК F16D 69/02, 2008 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «полимерная матрица, волокнистые армирующие компоненты, наполнители, пористая структура накладки, поры преимущественно ориентированы в направлении вращения накладки при эксплуатации, поры имеют выход на поверхность накладки» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога является длительное удержание в порах жидких продуктов термической деструкции материала накладки из-за его низкой теплопроводности, в результате чего ухудшаются эксплуатационные характеристики изделия и их стабильность.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик накладки и их стабильности в процессе эксплуатации за счет ускоренного удаления жидких продуктов распада из пор путем ускоренного нагрева этих продуктов в порах.
Для достижения указанного технического результата фрикционная накладка, включающая полимерную матрицу, волокнистые армирующие компоненты и наполнители, выполненная с пористой структурой, где образующие пористую структуру поры ориентированы в направлении вращения накладки в процессе эксплуатации и имеют выход на поверхность накладки, накладка дополнительно содержит высокотеплопроводный металлический армирующий компонент, размещенный в порах накладки, при этом размеры высокотеплопроводного компонента больше размеров пор.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «накладка дополнительно содержит высокотеплопроводный металлический армирующий компонент, размещенный в порах накладки, при этом размеры высокотеплопроводного компонента больше размеров пор» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Фрикционная накладка представляет собой плоское кольцо из наполненного полимерного композита, включающего полимерную матрицу из вулканизата каучука (каучуков) и/или резита смолы (смол), дисперсные наполнители и волокнистые армирующие компоненты, в том числе металлическую нить (например, медную или стальную) или несколько металлических нитей. Накладка имеет пористую структуру, где большинство пор связаны друг с другом и имеют выход на одну из поверхностей (или на обе поверхности) накладки, при этом поры ориентированы или в направлении вращения изделия, или близких к нему направлениях. Поры в накладке размещены в районе металлических нитей. Пористая структура накладки обеспечивается процессом изготовления, включающем покрытие полимером нитей. В накладке имеются нити, выполненные из совмещенных между собой неметаллических нитей (например, органических, стеклянных, минеральных), а также не совмещенные с неметаллическими нитями металлические нити. Из таких покрытых нитей навивается заготовка, причем таким образом, чтобы нити были ориентированы в направлении вращения изделия. Далее формуется фрикционная накладка, которая подвергается термической обработке и механической обработке по наружной поверхности. В процессе термической обработки происходит образование пор, а при механической обработке происходит вскрытие пор, появляющихся в зонах металлических нитей. Поры образуются на металлических нитях, имеющихся в накладке, благодаря их высокой теплопроводности, обеспечивающей им преимущественный и быстрый нагрев, благодаря чему выход паров растворителя при термическом отверждении осуществляется именно по металлическим нитям, которые при этом не совмещены с неметаллическими нитями, т.е. не ослабляют их армирующий эффект, и благодаря отсутствию совмещения обеспечивается соотношение размеров металлических нитей и пор. При этом металлические нити могут располагаться в непосредственной близости от неметаллических нитей.
Изготовление фрикционной накладки с заявленной структурой позволяет улучшить ее эксплуатационные характеристики как за счет того, что поры не располагаются непосредственно в армирующих накладку неметаллических нитях, т.е. не ослабляют армировку, так и за счет быстрого опорожнения пор от нежелательных жидких продуктов (влага, продукты распада полимера и пр.) благодаря высокой теплопроводности металлических нитей, сопровождающих поры. Металлические нити прогреваются даже тогда, когда остальное тело накладки еще холодное, благодаря чему нежелательные продукты испаряются из пор в самом начале трибосопряжения. В результате улучшаются эксплуатационные характеристики накладки, и обеспечивается их стабильность.