Полімерспечений фрикційний матеріал

Полімерспечений фрикційний матеріал, який складається з фрикційних матеріалів полімерних зв'язок та звичайних для фрикційних матеріалів наповнювачів, який відрізняється тим, що матеріал утримує від загального об'єму полімерну матрицю, яка складає 20 - 80мас % з розташованими в ній спеченими таблетками фрикційного матеріалу на основі пористої бронзи, із таким співвідношенням інгредієнтів, мас % Олово 5,4-7,4 Свинець 3,2-5,2 Залізо 2,8-4,8 Графіт 5,5 - 7,5 Пісок 4,7-6,7 Борид титану 0,3 - 0,7 Мідь решта О Винахід належить до фрикційних матеріалів матеріалам тертя, для роботи в гальмах і муфтах фрикційних Відомий спечений фрикційний матеріал (авт ев СССР, №546660А, 22С1/05, 669 018 251088 8), який містить мідь, цину, залізо, графіт, пісок, ВІДМІТНИЙ тим, що з ціллю підвищення коефіцієнту тертя, СТІЙКОСТІ протиспрацювання і термостабільнос ті, він додатково містить по крайній мірі один із боридів тугоплавких металів з гексагональною кристалічною граткою і слідуючим співвідношенням компонентів, мас % Олово 5-10 Свинець 5 -10 Залізо 2-Ю Графіт 5-10 Пісок 2- 5 По крайній мірі, один із боридів тугоплавких металів з гексагональною кристалічною граткою 0,5 -10 мідь залишок Показаний матеріал рекомендований для застосування в немастильних та високотемпературних вузлах різних машин та механізмів в діапазоні температур до 600К Матеріал випробували при дуже низькій початковій швидкості гальмування, рівної 5,5m/s, що зараз явно неадекватно сучасним вимогам до фрикційних конструкцій Відомий фрикційний матеріал (патент ФРГ №1198997 39в-22/02), який містить звичайні для фрикційних матеріалів органічні зв'язки та звичайні для фрикційних матеріалів наповнювачі, ВІДМІННИЙ тим, що він додатково містить суміш 10 - 70мас % звичайного матеріалу, зерно якого після спікання подрібнюється до розміру 0,0001 - 0,005т Матеріал містить слідуючі компоненти Органічний матеріал Частка Продукт конденсації смоли феноло-формальдепдної 1,0 Азбест з короткими волокнами 2,0 Фрикційні добавки 1,3 Оксиди металів 1,1 Графіт 0,38 Спечений фрикційний матеріал Частка Мідь 3,0 Олово 0,8 Свинець 0,4 Графіт 0,6 MoS2 0,46 SiO2 0,45 CO сч Ю 52734 Матеріал застосовують в гальмах і фрикційних муфтах у діапазоні температур до 500К Але присутність в матеріалі суміші спеченого фрикційного матеріалу затримує його подальшу ефективну роботу через зв'язок рівномірні експлуатаційні властивості накладки з рівномірністю процесу змішування В основу винаходу "Полімерспечений фрикційний матеріал" поставлена задача шляхом розташування в полімерній матриці, складаємої 20 80мас %, спечених таблеток фрикційного матеріалу на основі пористої бронзи, або матриця виконана з спеченої бронзи, в якій розташовані таблетки фрикційного матеріалу виконані з полімера Забезпечити підвищення СТІЙКОСТІ проти спрацювання і теплопровідності Суть винаходу полягає у тім, що полімерспечений фрикційний матеріал складається із фрикційних матеріалів, органічних зв'язок та звичайних для фрикційних матеріалів наповнювачей Матеріал відрізняється тим, що містить від загального об'єму полімерну матрицю, яка складає 20 - 80мас %, з розташованими в ній спеченими таблетками фрикційного матеріалу на основі пористої бронзи, матеріал також ВІДМІТНИЙ ТИМ, ЩО матриця виконана із спеченої бронзи в якій містяться таблетки фрикційного матеріалу, виконаного із полімера Технічно цікавим, вигідним та дуже підвищуючим експлуатаційні властивості колодки являється фрикційний матеріал який містить від загального об'єму полімерну матрицю, яка складає 20 80мас % з розташованими в ній спеченими таблетками d = 0,012m фрикційного матеріалу на основі пористої бронзи Олово 5,4-7,4 Свинець 3,2-5,2 Залізо 2,8-4,8 Графіт 5,5 - 7,5 Пісок 4,7-6,7 Борид титану 0,3 - 0,7 Мідь залишок Полімерспечений фрикційний матеріал рекомендовано в ВІДПОВІДНОСТІ з винаходом розташовувати у вигляді таблеток фрикційного матеріалу і мати d = 0,012m В якості полімерного матеріалу, його наповнювачей та зв'язок можна застосовувати в принципі всі ВІДОМІ в якості такових матеріали Полімерспечений фрикційний матеріал має високу МІЦНІСТЬ та СТІЙКІСТЬ проти експлуатаційних навантажень Накладки з чистого спеченого матеріалу вже самі по собі мають високі властивості такі, як гарна теплостійкість відновлення величини коефіцієнту тертя після роботи при високих температурах, а у полімерспеченого матеріалу підвищену фактичну площину контакту за рахунок форми спеченого матеріалу Шляхом вибору ВІДПОВІДНИХ пропорцій суміші 20 - 25мас % можна підвищити коефіцієнт тертя до значення 0,45 - 0,50 У полімерспеченого фрикційного матеріалу може бути знижений знос, відносно великий для спеченого фрикційного матеріалу Полімерспечений фрикційний матеріал має гарну здатність до відновлення після великих теплових навантажень, т б фрикційні властивості після роботи при сильному нагріві не погіршуються Вже з початку приробки холодного гальма коефіцієнт тертя досягає повного значення Це особливо важливо і корисно в випадку накладки фрикційной для дискових гальм, у яких будучи виготовленими з полімерного фрикційного матеріалу або спеченого фрикційного матеріалу, лише після приробки коефіцієнт тертя досягає свого значення Приклад Матеріали містять слідуючі компоненти Полімерний матеріал Частка Продукт конденсації смоли феноло-формальдепдної 1,0 Азбест з короткими волокнами 2,0 Фрикційні добавки 1,3 Оксиди металів 1,1 Графіт 0,38 Спечений фрикційний матеріал у вигляді пористої таблетки d = 0,012m Олово 5,4-7,4 Свинець 3,2-5,2 Залізо 2,8-4,8 Графіт 5,5 - 7,5 Пісок 4,7-6,7 Борид титану 0,3 - 0,7 Мідь залишок Виконані для експерименту зразки мали такі компоненти, дивись Таблицю 1 Таолвци і Матеріали натурних фрикційних ШШОКДія випробувань ііа івфц йному скши Чзсгка Зразок Спечений матерій Частка Е 2 0,00 54-7,4 3,2-5,2 2,8-4,8 | 15-7,5 ' 4,7-6,7 0,3-Й,7 10,00 ЇПІШІО& ОТОЇ» 3 Свшеі» Зааио Графіт Пісок Корид титащ Мідь ' 52-5,2 2,8-4,8 Продукт конденсації маля феночоформальдетіда™ Азбест з короіїнми волокнами ФряЕщига добашн Оксшш металів Графа Продукт конденсації счоли феиолоформаяьдегешої Азбест з короожма волокнами Фракийні добавка Оксшш металів Графи Продукт коядеяйщіі ОЧОЛН фенОдіО 20,00 5,5-7,5 4,7-6,7 0,3-0,7 формаямегідши Азбест з кореіками Еояокиами Фрикційні дойавкя Оксиди металів 4,7-fi,7 Прод\ кт конденсації счо.ін фепоітоформяльдеіідноі Азбест з короткими голоиіами 0,3-0,7 ФрйІЩІЙШ ДОбЕІВЩ 5ашішо« Овенди металів Прощ кт конденсації Свинець Залізо Графіт Шсок Боркд тнгану Мідь 5 4-7,4 3 2-5,2 2,8-4,B 5,5-7,5 4,7^,7 0,3-0,7 запігаюк Олово Сваиещ, Зашо б Графіт (прототип) Пісок Борияіигану 5 4 7,4 3,2 5,2 2,84,8 5,5 7,5 4,7 6,7 0,3-0,7 5,4-7,4 3,2-5, 4 Залізо Графи Пісок Борнд ттані Мідь Ошт 5 г 1 Мшь Частка масЧь 1 QJioso Свидаць Іаяічо Графіт Пісок Борнд тигда Мідь ШшмержЙ матеріал L 2,8-4,S 5,5-7,5 шток 30,00 Частка в аа-% 1,0 2,0 J 00,00 1,3 1,5 0,3 К 1,9 2,0 9000 1,3 и 03 ,8 1 . 0 _ — 20 , 1 , 3 1 , 1 0,4 1 , 0 S0,00 20 , J3 , 11 70,00 і'о СМО!1И феНИЖ) 40,00 форьшльдепдши Азбест зкороїМйія нолокнайШ ^иіщігап добавки Оксиди аеншв Графіт 2,0 ао,оо 1,3 1,1 0,38 0,00 100,00 _ _ | 52734 З приведених даних видно, що не тільки середню величину коефіцієнтів тертя суттєво підвищено в порівнянні зтаковим для чистого полімерного матеріалу при швидкостях від 0 до 40m/s Але і стабільність коефіцієнту тертя і СТІЙКІСТЬ протиспрацювання суттєво вищі ніж у спеченого фрикційного матеріалу Полімерспечений фрикційний матеріал застосовується для важконавантажених гальмових накладок та накладок муфт фрикційних Випробування були проведені в натурному дисковому гальмі на інерційному стенді при гальмуванні з максимальною швидкістю початковою до початкової швидкості рівною нулю Результати роботи гальма по конір хіау з СЧ2Ї -40 Зразок Середній зное Стабільність шшметр(ют) воеф гертя Темиература гаяьмуваііня ТН-ООК, Почансова швидкість гальмування 40 m/s Коефіцієнт терте Температура гальмування T=30GK Початкова швштасп. гальмування 30 m/s Момент інерції махових мас стенду складає 4кг\т 2 , що дозволяє імітувати роботу дискового гальма ЗАЗа та ВАЗа Максимальний запас кінетичної енергії на стенді дорівнює 1,71 мегаджоулей, мінімальний запас кінетичної енергії дорівнює 0,034940 мегаджоулей ЗОВНІШНІЙ діаметр контртіла дорівнював 0,3т, внутрішній - 0,22т Середній діаметр контртіла 0,26т Площа тертя двох колодок 0,0068т Глибина колодки складала 0,008т Вимірювання глибини гальмової колодки проводили в 9 точках, згідно встановленим схемам з точністю 0,01 міліметра мікрометром глибиноміром по штучним базам Температура гальмування Т~200К Початкова швидкість гальмування 17 m/s 0,32 1 0,7$ Температура гальмування Т-100К Поч^гидва ШВИДКІСТЬ гальмуватиfim/s Таблиця З Резільташ робога гальма по шнтртілу s сталі 65Г Коефіцієнт »ертя 1 Стабільність Середній знос 1 коеф тертя Температура гальмування Т=400К, Початкова швидкість гальмування 40 m/s Темпера і ура гальмування І-300К Початкова швидкість гаяьмуваина 30 m/s 0,73 І •} 3 4 5 б^прот) 1 2 •> 4 5 й(щют} 0,84 0,40 0 27 07 8 Температура гальмування Т=200К Початкова швидкість гальмування 17 m/s 0.25 0 74 0,36 0,84 0.44 0,85 0,41 0,85 0 40 0,84 0,2S 0 78 Температура гальмування Т~іООК Початкова швидким* гальмування 6 m/s 0 34 0,83 0,38 0,84 0,47 0,86 0,4) 0,85 0,40 0,84 033 G,SO 0,65 0,27 0,14 0,27 0,22 0,41 0,38 019 0,