ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент, который может быть совмещен или не совмещен с металлическим каркасом, и эксплуатирующимся во фрикционных узлах автотракторной техники и других машин (дисковые, барабанные, ленточные тормоза и др.).
Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее композиционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, при этом на рабочей поверхности композиционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из полимерной матрицы и наполнителя, в котором массовое соотношение матрицы к наполнителю большее, чем соотношение полимерной матрицы и наполнителя в полимерном фрикционном композите, из которого выполнен фрикционный элемент (см. патент РФ №2187025, МПК F16D 69/02, 2002 г.) Существенные признаки аналога «композиционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, на рабочей поверхности композиционного элемента размещен поверхностный слой полимерный» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является увеличенный период приработки непосредственно поверхности композиционного фрикционного элемента, поскольку для этого требуется полный износ поверхностного слоя, после чего в трибосопряжение вступает уже и собственно материал композиционного фрикционного элемента. В результате увеличивается период приработки, в течение которого не достигаются необходимые эксплуатационные фрикционные характеристики изделия.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита, при этом на рабочей поверхности фрикционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из термореактивного полимера в неотвержденном состоянии с порошкообразным наполнителем, при этом полимер обладает адгезионными свойствами по отношению к материалу контртела, рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена пористой, при этом размеры частиц порошкообразного наполнителя соответствуют или меньше размеров пор в полимерном композите, и поверхностный слой дополнительно размещен в порах композита (см. патент РФ №2290546, МПК F16D 69/02, 2006 г.). Существенные признаки аналога «фрикционный элемент, полимерный фрикционный композит, на рабочей поверхности фрикционного элемента размещен поверхностный слой, выполненный из полимера» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога также является увеличенный период приработки, требующий износа поверхностного слоя, прежде чем наступит момент трибосопряжения собственно материала (полимерного фрикционного композита) фрикционного элемента.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является уменьшение периода приработки шероховатой рабочей поверхности фрикционного элемента за счет одновременного вступления в трибосопряжение как приработочного слоя, так и полимерного фрикционного композита фрикционного элемента.
Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем выполненный из полимерного фрикционного композита фрикционный элемент, на рабочей поверхности которого размещен полимерный поверхностный слой, а сама рабочая поверхность фрикционного элемента выполнена шероховатой, толщина поверхностного слоя соответствует показателю шероховатости рабочей поверхности композиционного фрикционного элемента.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «толщина поверхностного слоя соответствует показателю шероховатости рабочей поверхности композиционного фрикционного элемента» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
z
Фрикционное изделие содержит полимерный фрикционный элемент, который при необходимости может быть зафиксирован на металлическом или ином каркасе приформовыванием, приклепкой, приклейкой и т.п. В качестве полимерной матрицы композита могут использоваться отвержденные смолы, вулканизованные каучуки и т.д. В качестве наполнителей композита могут использоваться различные дисперсные материалы, в том числе волокнистые. Фрикционный элемент изготавливается методом формования (в пресс-форме) из формовочной смеси с последующей механической обработкой, образующей шероховатую рабочую поверхность фрикционного элемента, которая вступает в трибосопряжение с контртелом при эксплуатации фрикционного изделия. На шероховатой рабочей поверхности размещен поверхностный слой, выполненный из материала на основе смоляного или каучукового связующего и наполнителей. Этот материал может быть как отвержденным, так и не отвержденным. Толщина слоя соответствует шероховатости поверхности композиционного фрикционного элемента, например может быть близка к высоте неровностей R.
Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например путем нанесения на шероховатую рабочую поверхность фрикционного элемента соответствующего количества полимера.
z
Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является колодка дискового тормоза автомобиля, рабочая поверхность которой выполнена шероховатой R≈0,25 мм. На рабочую поверхность колодки нанесен слой полимерного материала толщиной ≈0,25 мм.
В случае, если толщина поверхностного слоя соответствует неровностям профиля рабочей поверхности, то уже при первом торможении в контакт с контртелом вступит и поверхностный слой, и собственно фрикционный элемент (вершины выступов). В результате обеспечится быстрая приработка рабочей поверхности колодки. Если толщина поверхностного слоя будет превышать неровности рабочей поверхности, то начальные торможения будут проходить без участия собственно рабочего материала фрикционного элемента, который не будет поэтому прирабатываться. Если толщина поверхностного слоя будет меньше неровностей поверхности, то первоначальные торможения будут проходить только вершинами выступов, т.е. при очень маленьком коэффициенте взаимного перекрытия, что не обеспечивает необходимой эффективности торможения.