Результат интеллектуальной деятельности: ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим зафиксированный на металлическом каркасе полимерный композиционный фрикционный элемент и эксплуатирующимся во фрикционных узлах автомобилей и различной техники (колодки дисковых и барабанных тормозов автомобилей, тракторов и др.)

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, включающее металлический каркас и зафиксированный на металлическом каркасе полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух слоев, каждый из которых состоит из полимерной матрицы и наполнителя (наполнителей), при этом слой фрикционного элемента, контактирующий с металлическим каркасом, имеет массовое отношение матрицы к наполнителю (или наполнителям) большее, чем в слое, имеющем фрикционный контакт с контртелом при эксплуатации, то есть рабочем слое (см. патент RU 2117197, МПК F16D 69/00, 1996 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух слоев, полимерная матрица и наполнители» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является возможность отслоения фрикционного элемента от металлического каркаса в результате сочетания сдвиговой эксплуатационной нагрузки с нагревами и охлаждениями в процессе эксплуатации, особенно в случае попадания антигололедных реагентов на фрикционное изделие. Отслоение по каркасу и вблизи каркаса создает угрозу отказа тормозной системы и является недопустимым.

Прототипом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из трех слоев, каждый из которых состоит из полимерной матрицы и наполнителей (или наполнителя), при этом соотношение между матрицей и наполнителями во всех слоях различное (см. патент RU 2283974, МПК F16D 69/02, 2006 г.). Существенные признаки прототипа «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из слоев» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа также является возможность разрушения изделия из-за отслоения фрикционного элемента от металлического каркаса по каркасу или вблизи каркаса под действием сдвиговых нагрузок в процессе эксплуатации изделия, особенно в случаях значительных нагревов изделия при воздействии антигололедных реагентов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик изделия путем снижения возможности отслоения фрикционного элемента вблизи каркаса или по поверхности каркаса посредством снижения возможности трещинообразования в размещенном со стороны каркаса слое композиционного фрикционного элемента.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из слоев, полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен из двух слоев, при этом в слое композиционного фрикционного элемента, размещенном со стороны металлического каркаса, размещены содержащие гидроксосиликат магния частицы сшитого бутадиен-нитрильного эластомера.

Существенные признаки заявляемого изобретения «фрикционный элемент выполнен из двух слоев, при этом в слое композиционного фрикционного элемента, размещенном со стороны металлического каркаса, размещены содержащие гидроксосиликат магния частицы сшитого бутадиен-нитрильного эластомера» являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие содержит металлический каркас, на котором зафиксирован (например, приформовкой или приклейкой) полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух слоев. В качестве полимерной матрицы композитов, из которых выполнены слои, могут использоваться отвержденные смолы, вулканизованные каучуки, их смеси и другие полимеры. В качестве наполнителей могут использоваться различные дисперсные материалы, в том числе волокнистые. В слой полимерного композиционного фрикционного элемента, размещенный во фрикционном изделии со стороны металлического каркаса, дополнительно введены частицы сшитого бутадиен-нитрильного эластомера, содержащего гидроксосиликат магния.

Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например приформовыванием к каркасу слоев формовочной смеси.

Конкретным примером заявляемого изобретения является колодка дискового тормоза автомобиля, содержащая плоский металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, состоящий из двух слоев. Слой из полимерного фрикционного композита ТИИР-236, размещенный со стороны металлического каркаса колодки, содержит частицы специального эластомера NBR, содержащего от 4% до 6% талька. Размер частиц от 0,09 мм до 0,11 мм.

Наличие в слое, размещенном со стороны каркаса изделия, эластичных частиц, способных к существенной деформации, смещениям под воздействием напряжений и нагрузок, способствует компенсации этих напряжений и препятствует микротрещинам, развитие которых останавливается по достижении ими эластичной частицы. В результате снижается возможность отслоения фрикционного элемента изделия в зоне его каркаса, что улучшает эксплуатационные характеристики и повышает безопасность фрикционного изделия.