Фрикційний виріб

Фрикційний виріб, що містить металевий каркас, фрикційний елемент, виготовлений з полімерного композиційного матеріалу і закріплений на металевому каркасі за допомогою клейового шару, 3 76179 4 Основним недоліком цього фрикційного вирообертається, при зносі фрикційного елементу до бу є висока складність конструкції засобу величини, відповідній величині гранично сигналізації. допустимій до експлуатації товщині зношеного Наявність електричних ланцюгів послідовно фрикційного елементу. сполучених елементів в його конструкції знижує Петля розташована, щонайменше, один раз у надійність індикації стану фрикційного виробу. контакті зі всіма утворюючими внутрішньої стінки Крім того, необхідність індикації стану вказаної втулки. фрикційного виробу до досягнення ним граничного Переважно петля утворена прямолінійною зносу не виправдана. першою ділянкою, розміщеною паралельно З рівня техніки також відомий близький до топодовжній осі, і другою ділянкою, гвинтоподібне го, що заявляється фрикційний виріб, що містить намотаною навколо першої ділянки і сполученою з металевий каркас, фрикційний елемент, виготовостанньою. лений з полімерного композиційного матеріалу і За рахунок цього засіб сигналізації може бути закріплений на каркасі, а також засіб сигналізації розміщений, як паралельно, так і перпендикулярно зносу фрикційного елементу [«Пристрій площині зносу (фрикційної поверхні) фрикційного сигналізації зносу фрикційної накладки» RU, елементу і має у всіх випадках однаковий сигнал №2136982, С1, 6МПК F16D 66/02, заявл. на знос. 15.10.1998, опубл. 10.09.1999, аналог]. Основним недоліком відомого фрикційного виЗасіб сигналізації по аналогу виконаний робу є недостатня надійність засобу сигналізації, механічним, змонтований безпосередньо на що знижує надійність фрикційного виробу і гальма фрикційному виробі і є зігнутою сталевою механічного транспортного засобу. стрічкою, закріпленою на тильній стороні металеВикликано це тим, що засіб сигналізації має вого каркаса за допомогою штифта. досить складну конструкцію і електричний ланцюг Вільна частина зігнутої сталевої стрічки послідовно сполучених елементів. відігнута у бік робочої поверхні фрикційного елеНаявність електричних ланцюгів послідовно менту і виступає над каркасом на величину Δ, сполучених елементів в його конструкції підвищує відповідну величині гранично допустимій до вірогідність їх випадкового пошкодження і відмови, експлуатації товщині зношеного фрикційного елещо суттєво знижує надійність спрацьовування заменту. собу сигналізації. Для підвищення надійності отвір кріплення А компоновка засобу сигналізації безпосередзігнутої сталевої стрічки виконаний у Вигляді шесньо усередині фрикційного елементу порушує його тикутника, вписаний діаметр якого співпадає з цілісність, що також знижує надійність експлуатації діаметром отвору на металевому каркасі фрикційного виробу. фрикційного виробу. Суттєвим недоліком відомого фрикційного виПри зносі фрикційного елементу до величини робу є також те, що засіб сигналізації контролює Δ зігнута сталева стрічка своїм торцем вступає в залишкову товщину зношеного фрикційного елеконтакт з контртілом (диском гальма), що менту тільки в місці його установки в останньому. обертається, і за рахунок тертя ковзання видає Але з практики відомо, що при роботі у складі звуковий сигнал. гальма механічного транспортного засобу Недоліком цього фрикційного виробу є те, що фрикційний елемент фрикційного виробу, установка засобу сигналізації суттєво ускладнює взаємодіючи з контртілом, що обертається, при його конструкцію і робить його компоновку у складі гальмуванні, зношується нерівномірно щодо каргальма механічного транспортного засобу прокаса фрикційного виробу і контртіла. блематичною. А, оскільки згаданий засіб сигналізації З рівня техніки також відомо найближче до тосигналізує про гранично допустиму товщину го, що заявляється по технічній суті і технічному фрикційного елементу тільки в місці його установрезультату, що досягається, фрикційний виріб, що ки, то завжди існує вірогідність підвищеного зносу містить металевий каркас, фрикційний елемент, в інших місцях фрикційного елементу, що знижує виготовлений з полімерного композиційного достовірність контролю і безпеку експлуатації матеріалу і закріплений на каркасі за допомогою фрикційного виробу. клейового шару, а також засіб сигналізації зносу Слід також відзначити, що в механічних трансфрикційного елементу [«Датчик зносу фрикційних портних засобах кожне гальмо складається з двох накладок гальма», SU, №1838688, A3, 5МПК F16D фрикційних виробів (гальмівних колодок), вста66/00, заявл. 29.05.1991, пріор. 31.05.1990, опубл. новлених в супорті по обох сторонах контртіла, 30.08.1993, прототип]. виконаного у вигляді металевого гальмівного дисЗасіб сигналізації по прототипу виконаний ка, що обертається спільно з колесами. електричним, забезпечений руйнованим елеменПри такій конструкції згаданий засіб том і змонтований усередині фрикційного елеменсигналізації може бути встановлений тільки на ту. одному з фрикційних виробів, розташованому з Руйнований елемент є петлею з боку механічного транспортного засобу. електропровідного дроту, розміщеною в кожусі, В результаті звуковий сигнал, що фіксує гравиконаному у вигляді ізолюючої втулки ничний стан товщини фрикційного елементу, циліндрової форми, що має подовжню вісь. оповіщатиме про технічний стан тільки одного з Засіб сигналізації спрацьовує при розриві двох фрикційних елементів, що також знижує електричного ланцюга, тобто при розриві петлі в достовірність контролю, надійність і безпеку процесі її тертя по поверхні контртіла, що експлуатації відомого фрикційного елементу у 5 76179 6 складі гальма механічного транспортного засобу. подовжній розріз. Задачею, на рішення якої направлений Фрикційний виріб (див. креслення) містить мевинахід, є, шляхом виконання засобу сигналізації у талевий каркас 1, фрикційний елемент 2, виготовскладі фрикційного елементу кожного фрикційного лений з полімерного композиційного матеріалу з виробу без порушення його цілісності і фрикційних початковою товщиною Η і закріплений на каркасі 1 властивостей, забезпечити підвищення надійності за допомогою клейового шару 3, а також засіб і безпеки фрикційного виробу при роботі у складі сигналізації зносу фрикційного елементу 2, гальма механічного транспортного засобу. сигналізуючий про гранично допустиму до Поставлена задача вирішується тим, що у експлуатації товщину h фінішного шару зношеного фрикційному виробі, що містить металевий каркас, фрикційного елементу 2 фрикційного виробу. фрикційний елемент, виготовлений з полімерного В процесі гальмування фрикційний елемент 2 композиційного матеріалу і закріплений на каркасі своєю робочою поверхнею А контактує з за допомогою клейового шару, а також засіб контртілом (на кресленні не показано) гальма сигналізації зносу фрикційного елементу, згідно механічного транспортного засобу, утворюючи з винаходу, засіб сигналізації зносу фрикційного ним фрикційну пару. елементу виконаний у вигляді підстилаючого шару Засіб сигналізації зносу фрикційного елементу згаданого фрикційного елементу з рівномірною 2 виконаний у вигляді підстилаючого шару 4 згатовщиною, яка рівна не менш гранично допустимій даного фрикційного елемента 2 з рівномірною до експлуатації товщині зношеного фрикційного товщиною, яка рівна не менш гранично допустимій елементу, при цьому підстилаючий шар розташодо експлуатації товщині h зношеного фрикційного ваний з боку каркаса і виготовлений з того ж елементу 2. полімерного композиційного матеріалу, в якому Підстилаючий шар 4 розташований з боку кардодатково дискретно включені частинки каса 1 і виготовлений з того ж полімерного матеріалу, що володіють властивістю створювати композиційного матеріалу, в якому додатково дисзвуковий ефект при терті по металевій поверхні кретно включені частинки матеріалу, що володіють контртіла, сигналізуючий про гранично допустиму властивістю створювати звуковий ефект при терті до експлуатації товщину зношеного фрикційного по металевій поверхні контртіла, сигналізуючий елементу. про гранично допустиму до експлуатації товщину h Приведені ознаки, що характеризують винахід, зношеного фрикційного елементу 2. є суттєвими, оскільки в сукупності достатні для Підстилаючий шар 4 входить до складу забезпечення працездатності і досягнення фрикційного елементу 2 кожного фрикційного вивирішуваної технічної задачі, а кожен окремо робу без порушення його цілісності і фрикційних необхідний для ідентифікації і відмінності властивостей і є по суті, як фінішним шаром, так і фрикційного виробу , що заявляється, від відомих засобом сигналізації зношеного фрикційного елев техніці аналогічних технічних рішень. менту 2 фрикційного виробу. Нова сукупність суттєвих ознак, якими Поверхня В відділяє підстилаючий шар 4 від характеризується цей фрикційний виріб, є достатосновного шару фрикційного елементу 2 ньою у всіх випадках, на які розповсюджується фрикційного виробу. об'єм правового захисту, оскільки вирішує поставТовщина h підстилаючого шару 4 близька до лену задачу. гранично допустимої до експлуатації товщини Причинно-наслідковий зв'язок відмітних ознак фрикційного елементу 2 і звичайно складає від 1,5 при їх взаємодії з відомими ознаками в мм до 2,0 мм. забезпеченні нових технічних властивостей До складу підстилаючого шару 4 входять в тофрикційного виробу, обумовлених поставленою му ж процентному співвідношенні всі компоненти технічною задачею, полягає в наступному. полімерного композиційного матеріалу основного Виконання засобу сигналізації зносу у вигляді шару фрикційного елементу 2, зокрема: полімерне згаданого підстилаючого шару фрикційного елезв'язуюче, волоконні армуючі і дисперсні менту з рівномірною товщиною забезпечує наповнювачі, а також додатково частинки достовірну звукову сигналізацію про досягнення матеріалу, що володіє властивістю створювати гранично допустимій до експлуатації товщині по звуковий ефект (звуковий сигнал) при терті об месуті фінішного шару зношеного фрикційного елеталеву поверхню контртіла, що обертається, - дисменту фрикційного виробу. ка гальма механічного транспортного засобу. Це дозволяє, не порушуючи цілісності Частинки згаданого матеріалу розподілені по фрикційного елементу, до його існуючих всьому об'єму підстилаючого шару 4 фрикційні фрикційних властивостей додати властивість виелементи 2 рівномірно, як дискретні включення. давати звуковий сигнал при терті згаданих частиКонкретний матеріал і фракційний склад зганок по поверхні контртіла, що обертається, гальма даних частинок підбирається експериментально механічного транспортного засобу, сигналізуючий при розробці суміші полімерного композиційного про необхідність заміни фрикційного виробу, що матеріалу фрикційного елементу 2 і підстилаючого суттєво підвищує його надійність і безпеку при шару. роботі у складі гальма механічного транспортного Як такий матеріал може бути використана, назасобу. приклад, слюда флогопіт роздроблена. Надалі винахід пояснюється докладним опиФрикційний виріб, наприклад гальмівна колодсом його конструкції і роботи з посиланням на прика дискового гальма автомобіля, може бути вигокладене креслення. товлена за відомою технологією шляхом формуНа кресленні зображений фрикційний виріб, вання полімерної прес-композиції. 7 76179 8 Гальмівна колодка дискового гальма при розробці полімерного композиційного автомобіля аналогічна фрикційному виробу, що матеріалу фрикційного елементу 2 ефективність заявляється, і містить металевий (сталевий) каргальмування. кас 1 і фрикційний елемент 2, виготовлений з В результаті багатократних гальмувань із заполімерного композиційного матеріалу і даною інтенсивністю відбувається фрикційний закріплений на каркасі за допомогою клейового знос полімерного композиційного матеріалу шару 3. фрикційного елементу 2. Як клейовий шар 3 використовують широко Його первинна товщина Η зменшується, повідомий клей, наприклад марки ВС - 10Т, що верхня А наближається до поверхні В, відділяючої виготовляється по ГОСТ 22345-77. підстилаючий шар 4 від основного шару Клей на поверхню металевого каркаса нанофрикційного елементу 2, тобто досягає гранично сять щіткою або валом. допустимій до експлуатації товщині h зношеного Формування гальмівної колодки виконують в фрикційного елементу 2 фрикційного виробу. наступній послідовності. При взаємодії в якому-небудь місці поверхні В Спочатку у гніздо пресформи засипають розпідстилаючого шару 4 з поверхнею контртіла і їх рахункову кількість заздалегідь перемішаних в відносному фрикційному ковзанні з'являється звузмішувачі компонентів, які є початковими для ковий ефект (звуковий Сигнал), який свідчить про формування полімерного композиційного досягнення у фрикційному виробі гранично матеріалу фрикційного елементу 2. допустимій до експлуатації товщини h зношеного Суміш компонентів розрівнюють по усій площі фрикційного елементу 2. гнізда пресформи і ущільнюють. Але з практики відомо, що при роботі у складі Потім у гніздо пресформи засипають розрагальма механічного транспортного засобу хункову кількість суміші компонентів для формуфрикційний елемент 2 фрикційного виробу, вання підстилаючого шару 4, яку також взаємодіючи з контртілом, що обертається, при розрівнюють по усій площі гнізда пресформи і гальмуванні, зношується щодо каркаса ущільнюють. фрикційного виробу і контртіла не рівномірно. Зверху на гніздо пресформи укладають метаПо інтенсивності звукового ефекту судять про левий каркас 1, повернутий клейовим шаром 3 до ступінь взаємодії поверхні В з поверхнею згаданої суміші компонентів, що формують контртіла і про ступінь зносу фрикційного елеменпідстилаючий шар 4, ту 2 фрикційного виробу. Після чого виріб формують, піддають Використовування такого фрикційного виробу термічній і механічній обробці. дозволяє в будь-який період його експлуатації Конструкція одержаного таким чином готового визначити досягнення гранично допустимої до фрикційного виробу, наприклад, гальмівної колодексплуатації товщини h зношеного фрикційного ки, не містить ніяких додаткових пристроїв, споелементу 2 і по інтенсивності звукового ефекту лучних електричних ланцюгів і приладів оцінити ступінь його зносу. сигналізації, розміщених як всередині, так і зовні Таким чином, шляхом виконання засобу фрикційного елементу 2, сигналізуючих про досягсигналізації у складі фрикційного елементу 2 кожнення гранично допустимій до експлуатації ного фрикційного виробу без порушення його товщині h зношеного фрикційного елементу 2. цілісності і фрикційних властивостей, При цьому кожен фрикційний виріб, що вхозабезпечується можливість своєчасної заміни дить до складу гальма механічного транспортного зношеного фрикційного виробу на новий, за рахузасобу, має фрикційний елемент 2 із згаданим нок чого суттєво підвищується надійність і безпека підстилаючим шаром 4 і забезпечує незалежну фрикційного виробу при роботі у складі гальма автономну фіксацію досягнення гранично механічного транспортного засобу. допустимій до експлуатації товщині h зношеного Стендові і дорожні випробування фрикційного фрикційного елементу 2, що супроводжується аввиробу у складі гальма механічного транспортного тономним звуковим сигналом. засобу підтвердили досягнення вказаного Фрикційний виріб працює таким чином. технічного результату. В процесі експлуатації фрикційного виробу у Винахід може бути виготовлений промисловим складі гальма механічного транспортного засобу способом на будь-якому машинобудівному гальмування здійснюється за рахунок сил тертя підприємстві з використанням сучасних матеріалів, ковзання, виникаючих при взаємодії робочої відомої технології і універсального устаткування і поверхні А фрикційного елементу 2 з поверхнею може знайти широке застосування у фрикційних контртіла. парах різних механічних систем. При цьому реалізується задана і досягнута 9 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 76179 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601