фрикционное изделие

Формула изобретения

Фрикционное изделие, включающее полимерный композиционный фрикционный элемент пористой структуры со взаимосвязанными пустотами, отличающееся тем, что фрикционный элемент содержит частицы из материала, находящегося в высокоэластическом состоянии при нормальных условиях эксплуатации изделия, а размеры частиц соответствуют размерам пор в элементе или превышают их не более чем в 15 раз.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к фрикционным изделиям, в частности колодкам и накладкам дисковых и барабанных тормозов транспортных средств, тормозным колодкам рельсового транспорта и др.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерный композиционный фрикционный элемент с композиционными частицами из упругопластичного материала (см. патент РФ № 2078263, МПК⁷ F16D 69/02. 1997 г.). Существенные признаки аналога «полимерный композиционный фрикционный элемент с частицами из упругопластичного материала» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатками аналога являются недостаточная сжимаемость фрикционного элемента, вызывающая нежелательные звуковые явления и вибрации в процессе эксплуатации, а также необратимая деформация фрикционного элемента при значительных сжатиях из-за пластичных свойств наполнителя, что ухудшает эксплуатационные характеристики фрикционного изделия.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерный композиционный фрикционный элемент, имеющий пористую структуру со взаимосвязанными пустотами (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., cc.257-260). Существенные признаки прототипа «полимерный композиционный фрикционный элемент, имеющий пористую структуру со взаимосвязанными пустотами» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является возможность разрушения пористой структуры фрикционного элемента при сильных сжатиях, приводящего к необратимой деформации элемента и его структуры, утрате элементом способности восстанавливаться после эксплуатационных сжатий и соответственно к преждевременному износу и ухудшению других фрикционных и эксплуатационных характеристик.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение фрикционных и эксплуатационных характеристик изделия путем снижения возможности разрушения пористой структуры фрикционного элемента при эксплуатационных сжатиях и повышения его способности к восстановлению после сжатия.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем полимерный композиционный фрикционный элемент пористой структуры со взаимосвязанными пустотами, фрикционный элемент содержит частицы из материала, находящегося в высокоэластическом состоянии при нормальных условиях эксплуатации изделия, при этом размеры частиц соответствуют размерам пор в элементе или превышают их не более чем в 15 раз. Существенные признаки заявляемого изобретения «фрикционный элемент содержит частицы из материала, находящегося в высокоэластическом состоянии при нормальных условиях эксплуатации изделия, при этом размеры частиц соответствуют размерам пор в элементе или превышают их не более чем в 5 раз» являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие включает полимерный композиционный фрикционный элемент и, при необходимости, металлический каркас. Фрикционный элемент выполнен из полимерного фрикционного композита на основе полимерного связующего с различными наполнителями, включая волокнистые и дисперсные, в том числе наполнитель из высокоэластического материала, сохраняющего высокоэластическое состояние при условиях эксплуатации изделия во фрикционном узле. При этом размер частиц наполнителя превышает размер пор в композите не более чем в 15 раз.

Изготавливаться фрикционное изделие может известными методами.

Конкретным примером заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза автомобиля, фрикционный элемент которой выполнен из полимерного композита, содержащего, кроме других наполнителей, частицы из специальной резины. Дисперсность этого наполнителя соответствует пористости элемента, размер частиц ~ 0,5 мм. Колодка изготавливается смешением связующего и наполнителей (в том числе высокоэластических частиц), формованием, термической и механической обработкой изделия.

Использование в составе полимерного композита частиц из материала, способного к большим (до сотен %) обратимым деформациям в условиях реальной эксплуатации изделия, обуславливает при сжатии заполнение пор в композите этим материалом, что препятствует разрушению пористой структуры фрикционного элемента. После снятия сжатия материал освобождает поры, что способствует восстановлению композита после сжатия. В результате улучшаются эксплуатационные характеристики фрикционного изделия.