RU2549345C2

RU2549345C2 - Friction disk (versions)

Info

Publication number: RU2549345C2
Application number: RU2013140155/11A
Authority: RU
Inventors: Иосиф Израильевич Шраер; Михаил Валентинович Уланов; Владислав Альбертович Никитин; Михаил Анатольевич Лавров; Андрей Григорьевич Стасилевич; Валерий Генрихович Ермаленок; Валерий Александрович Савончик; Дмитрий Петрович Чучман
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов"
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-04-27
Also published as: RU2013140155A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: friction disk contains at metal framework with eight pockets over the outside contour of the framework and eight holes. Holes and grooves alternate over the disk circle, on which the friction pads are secured, on their friction surfaces grooves are made. Under first option on each friction surface of the friction disk from 13 to 24 grooves are made, they are repeated after each 30-15 degrees with arc length between them from 8 to 2 cm. In each pad eight grooves are in the pocket zones, and other are beyond the pocket zones and holes of the framework. Under second option on each friction surface of the friction disk from 13 to 24 grooves are made, they are repeated after each 30-15 degrees with arc length between them from 8 to 2 cm. In each pad eight grooves are in the hole zones, and other are beyond the hole zones and pockets of the framework. Under third option on each friction surface of the friction disk from 13 to 24 grooves are made, they are repeated after each 30-15 degrees with arc length between them from 8 to 2 cm. In each pad eight grooves are in the pocket zones, eight grooves are made in hole zones, and other are beyond zones of pockets and holes of the framework.

EFFECT: increased work efficiency of the friction disk due to cooling of the work surfaces of the friction pads as result of effective removal of the wear products, increased service life of the friction disk due to reduced probability of overheating and reduced probability of cracking.

3 cl, 3 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным дискам, например тормозным дискам дисковых тормозов тракторов, и т.д., имеющим на поверхности трения углубления (канавки).The claimed invention relates to mechanical engineering, namely to friction discs, for example brake discs of disc brakes of tractors, etc., having recesses (grooves) on the friction surface.

Аналогом заявляемого изобретения является фрикционный диск, содержащий металлический каркас с восемью выемками по наружному контуру каркаса и восемью отверстиями, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки, на поверхности трения которых выполнены восемь канавок, при этом отверстия и выемки чередуются по окружности диска, а канавки размещены в зонах выемок (см. патент РФ №2203442, МПК F16D 69/02, опубл. 27.04.2003). Недостатком аналога является возможность разрушения фрикционных накладок при больших угловых скоростях вращения диска из-за значительных центробежных нагрузок, поскольку все канавки расположены в зонах выемок, что обусловливает неравномерное распределение масс по окружности диска и способствует трещинообразованию и разрушению материала накладок.An analogue of the claimed invention is a friction disk containing a metal frame with eight recesses along the outer contour of the frame and eight holes, on which composite friction linings are fixed, eight grooves are made on the friction surface, while the holes and recesses alternate around the circumference of the disk, and the grooves are placed in areas of the recesses (see RF patent No. 2203442, IPC F16D 69/02, publ. 04/27/2003). The disadvantage of the analogue is the possibility of destruction of the friction linings at high angular speeds of rotation of the disk due to significant centrifugal loads, since all the grooves are located in the zones of the recesses, which causes an uneven distribution of masses around the circumference of the disk and contributes to crack formation and destruction of the material of the linings.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является фрикционный диск, содержащий металлический каркас с восемью выемками по наружному контуру каркаса и восемью отверстиями, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки, на поверхностях трения которых выполнены канавки. Отверстия и выемки чередуются по окружности диска. На поверхности трения каждой накладки выполнено по двенадцать канавок, при этом для каждой накладки четыре канавки размещены в зонах выемок, а остальные - вне зон выемок и отверстий каркаса, или четыре канавки размещены в зонах отверстий, а остальные вне зон отверстий и выемок каркаса, или четыре канавки размещены в зонах отверстий, а остальные - вне зон отверстий и выемок каркаса (см. патент РФ №2292498, МПК F16D 69/02, опубл. 27.01.2007). Недостатком прототипа является наличие небольшого количества канавок на поверхности трения фрикционного диска, которые не обеспечивают надлежащего удаления продуктов износа и эффективного охлаждения рабочей поверхности фрикционного диска, вследствие этого снижается коэффициент трения (появляется недостаток тормозной эффективности) и уменьшается срок службы фрикционного диска за счет его перегрева.The closest analogue (prototype) of the claimed invention is a friction disk containing a metal frame with eight recesses along the outer contour of the frame and eight holes on which composite friction linings are fixed, on the friction surfaces of which grooves are made. Holes and recesses alternate around the circumference of the disc. Twelve grooves are made on the friction surface of each liner, with four grooves for each liner located in the recess areas, and the rest outside the recess areas and holes of the frame, or four grooves located in the hole areas, and the rest outside the zones of holes and recesses of the frame, or four grooves are located in the zones of the holes, and the rest are outside the zones of the holes and recesses of the frame (see RF patent No. 2292498, IPC F16D 69/02, publ. January 27, 2007). The disadvantage of the prototype is the presence of a small number of grooves on the friction surface of the friction disk, which do not provide proper removal of wear products and efficient cooling of the working surface of the friction disk, as a result of which the coefficient of friction decreases (a lack of braking efficiency appears) and the service life of the friction disk decreases due to its overheating.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является увеличение срока службы фрикционного диска.The technical result, the achievement of which the claimed invention is directed, is to increase the service life of the friction disk.

Для достижения указанного технического результата во фрикционом диске, содержащем металлический каркас с восемью выемками по наружному контуру каркаса и восемью отверстиями, на котором зафиксированы композиционные фрикционные накладки, на каждой поверхности трения фрикционного диска выполнены канавки, при этом отверстия и выемки чередуются по окружности диска, на каждой поверхности трения фрикционного диска выполнено от двенадцати до двадцати четырех канавок, повторяющиеся через каждые 30-15 градусов с длиной дуги между ними от 8 до 2 сантиметров, при этом для каждой накладки восемь канавок размещены в зонах выемок, а остальные вне зон выемок и отверстий каркаса, или восемь канавок размещены в зонах отверстий, а остальные вне зон отверстий и выемок каркаса, или восемь канавок размещены в зонах выемок, восемь канавок размещены в зонах отверстий, а остальные вне зон выемок и отверстий каркаса. Такая конструкция позволяет добиться более эффективной работы фрикционного диска за счет увеличения количества канавок на каждой поверхности трения фрикционного диска для большего охлаждения рабочих поверхностей фрикционного диска и надлежащего удаления продуктов износа из зоны рабочей поверхности фрикционной накладки, увеличения срока службы фрикционного диска за счет снижения вероятности перегрева и снижения образования трещин.To achieve the technical result, in a friction disk containing a metal frame with eight recesses along the outer contour of the frame and eight holes, on which composite friction linings are fixed, grooves are made on each friction surface of the friction disk, and holes and recesses alternate around the disk circumference, on from twelve to twenty-four grooves made on each friction surface of the friction disk, repeating every 30-15 degrees with an arc length between them of 8 to 2 s antimeters, while for each lining eight grooves are located in the recess areas, and the rest outside the recesses and holes of the frame, or eight grooves are located in the recess areas, and the rest outside the zones of the recesses and recesses, or eight grooves are located in the recess areas, eight grooves placed in the zones of the holes, and the rest outside the zones of the recesses and holes of the frame. This design allows to achieve more efficient operation of the friction disk by increasing the number of grooves on each friction surface of the friction disk for greater cooling of the working surfaces of the friction disk and proper removal of wear products from the area of the working surface of the friction lining, increasing the service life of the friction disk by reducing the likelihood of overheating and reduce cracking.

На фиг.1 представлен фрикционный диск по варианту 1, пунктиром показана часть металлического каркаса, размещенная внутри фрикционного элемента; на фиг.2 представлен фрикционный диск по варианту 2, пунктиром показана часть металлического каркаса, размещенная внутри фрикционного элемента, на фиг.3 представлен фрикционный диск по варианту 3, пунктиром показана часть металлического каркаса, размещенная внутри фрикционного элемента.Figure 1 shows the friction disk according to option 1, the dotted line shows the part of the metal frame located inside the friction element; figure 2 shows the friction disk according to option 2, the dotted line shows the part of the metal frame placed inside the friction element, figure 3 shows the friction disk according to option 3, the dotted line shows the part of the metal frame placed inside the friction element.

Фрикционный диск включает фрикционные накладки 1, выполненные из композита, например полимерного композита, металлокерамического и др., и зафиксированные (например, приформовкой) на противоположных сторонах металлического каркаса 2, имеющего форму диска с центральным отверстием (для посадки на вал). На каждой поверхности трения фрикционного диска выполнены от тринадцати до двадцати четырех канавок 3, повторяющиеся через каждые 30-15 градусов с длиной дуги между ними от 8 до 2 сантиметров. Канавки 2 имеют глубину в пределах рабочей толщины диска, т.е. толщины, изнашиваемой при эксплуатации до штатной замены фрикционного изделия. По наружному контуру металлического каркаса в пределах площади, занимаемой фрикционными накладками, выполнены восемь выемок 4, чередующихся с восемью отверстиями 5, также находящимися в пределах площади, занимаемой фрикционными накладками. Канавки 3 во фрикционных накладках могут быть размещены симметрично друг другу (напротив каждой канавки одной из фрикционных накладок находится канавка другой фрикционной накладки) или со сдвигом относительно друг друга. В случае несимметричного расположения канавки на одной поверхности трения фрикционного диска (канавки расположены не напротив канавок на другой поверхности трения, т.е. со сдвигом), при этом напротив канавок одной из фрикционных накладок находится ровная поверхность другой фрикционной накладки, и наоборот. Канавки могут иметь различные размеры и форму, выемки и отверстия в каркасе могут иметь различные размеры и форму.The friction disk includes friction linings 1 made of a composite, for example a polymer composite, cermet, etc., and fixed (for example, by molding) on opposite sides of the metal frame 2, which has the form of a disk with a central hole (for mounting on a shaft). Thirteen to twenty-four grooves 3 are made on each friction surface of the friction disk, repeating every 30-15 degrees with an arc length between them of 8 to 2 centimeters. The grooves 2 have a depth within the working thickness of the disk, i.e. the thickness worn during operation before the regular replacement of the friction product. On the outer contour of the metal frame within the area occupied by the friction linings, eight recesses 4 are made, alternating with eight holes 5, also located within the area occupied by the friction linings. The grooves 3 in the friction linings can be placed symmetrically to each other (opposite each groove of one of the friction linings there is a groove of the other friction linings) or with a shift relative to each other. In the case of an asymmetric arrangement of the grooves on one friction surface of the friction disk (the grooves are not opposite the grooves on the other friction surface, i.e., with a shift), while the opposite surface of the grooves of one of the friction plates is a flat surface of the other friction plate, and vice versa. The grooves may have different sizes and shapes, the recesses and holes in the frame may have different sizes and shapes.

В первом варианте фрикционного диска в каждой из фрикционных накладок восемь канавок размещены в пределах зон выемок каркаса, а остальные вне этих зон.In the first version of the friction disk in each of the friction linings, eight grooves are located within the zones of the recesses of the frame, and the rest are outside these zones.

Во втором варианте фрикционного диска в каждой из фрикционных накладок восемь канавок размещены в пределах отверстий, расположенных в каркасе в пределах площади, занимаемой накладками. Остальные канавки при этом расположены вне зон отверстий.In the second version of the friction disk in each of the friction linings, eight grooves are placed within the holes located in the frame within the area occupied by the linings. The remaining grooves are located outside the areas of the holes.

В третьем варианте фрикционного диска в каждой из фрикционных накладок восемь канавок размещены в пределах выемок и восемь канавок размещены в пределах отверстий. Остальные канавки при этом размещены вне зон выемок и отверстий.In a third embodiment of the friction disk, in each of the friction linings, eight grooves are located within the recesses and eight grooves are placed within the holes. The remaining grooves are placed outside the zones of the recesses and holes.

Фрикционный диск может быть изготовлен известными методами, например приформовыванием к каркасу полимерного композита с последующими термообработкой, механической обработкой и т.п., на имеющемся оборудовании.The friction disk can be made by known methods, for example, molding the polymer composite to the skeleton with subsequent heat treatment, machining, etc., using the existing equipment.

Выполнение фрикционного диска с канавками, часть которых размещена в зонах некоторых выемок каркаса, или часть которых размещена в зонах отверстий каркаса, или часть которых размещена одновременно и в зонах некоторых выемок, и в зонах некоторых отверстий каркаса, и во всех случаях остальная часть канавок размещена вне этих зон, позволяет достичь более эффективной работы фрикционного диска за счет достаточного охлаждения рабочих поверхностей фрикционного диска вследствие эффективного удаления продуктов износа, увеличения срока службы фрикционного диска за счет снижения вероятности перегрева и снижения образования трещин.The implementation of the friction disk with grooves, some of which are located in the areas of some of the recesses of the frame, or some of which are located in the areas of the holes of the frame, or some of which are located simultaneously in the areas of some recesses, and in the areas of some holes of the frame, and in all cases the rest of the grooves are placed outside these zones, it allows to achieve more efficient operation of the friction disk due to sufficient cooling of the working surfaces of the friction disk due to the effective removal of wear products, increase the service life friction disc by reducing the likelihood of overheating and reducing the formation of cracks.

Claims

1. Фрикционный диск, содержащий металлический каркас с восемью выемками по наружному контуру каркаса и восемью отверстиями, при этом отверстия и выемки чередуются по окружности диска, на котором зафиксированы фрикционные накладки, на поверхностях трения которых выполнены канавки, отличающийся тем, что на каждой поверхности трения фрикционного диска выполнены от тринадцати до двадцати четырех канавок, повторяющиеся через каждые 30-15 градусов с длиной дуги между ними от 8 до 2 сантиметров, при этом в каждой накладке восемь канавок размещены в зонах выемок, а остальные вне зон выемок и отверстий каркаса.1. A friction disk containing a metal frame with eight recesses along the outer contour of the frame and eight holes, the holes and recesses alternating around the circumference of the disk on which friction linings are fixed, grooves are made on the friction surfaces, characterized in that on each friction surface the friction disk is made from thirteen to twenty-four grooves, repeating every 30-15 degrees with an arc length between them of 8 to 2 centimeters, with eight grooves in each patch in the zones of the recesses, and the rest outside the zones of the recesses and holes of the frame.

2. Фрикционный диск, содержащий металлический каркас с восемью выемками по наружному контуру каркаса и восемью отверстиями, при этом отверстия и выемки чередуются по окружности диска, на котором зафиксированы фрикционные накладки, на поверхностях трения которых выполнены канавки, отличающийся тем, что на каждой поверхности трения фрикционного диска выполнены от тринадцати до двадцати четырех канавок, повторяющиеся через каждые 30-15 градусов с длиной дуги между ними от 8 до 2 сантиметров, при этом для каждой накладки восемь канавок размещены в зонах отверстий, а остальные вне зон отверстий и выемок каркаса.2. A friction disk containing a metal frame with eight recesses along the outer contour of the frame and eight holes, the holes and recesses alternating around the circumference of the disk on which friction linings are fixed, grooves are made on the friction surfaces, characterized in that on each friction surface the friction disk is made from thirteen to twenty-four grooves, repeating every 30-15 degrees with an arc length between them of 8 to 2 centimeters, with eight grooves for each lining s in the areas of openings, and the remaining zones outside the holes and recesses carcass.

3. Фрикционный диск, содержащий металлический каркас с восемью выемками по наружному контуру каркаса и восемью отверстиями, при этом отверстия и выемки чередуются по окружности диска, на котором зафиксированы фрикционные накладки, на поверхностях трения которых выполнены канавки, отличающийся тем, что на каждой поверхности трения фрикционного диска выполнены от тринадцати до двадцати четырех канавок, повторяющиеся через каждые 30-15 градусов с длиной дуги между ними от 8 до 2 сантиметров, при этом для каждой накладки восемь канавок размещены в зонах выемок, восемь канавок размещены в зонах отверстий, а остальные вне зон выемок и отверстий каркаса. 3. A friction disk containing a metal frame with eight recesses along the outer contour of the frame and eight holes, the holes and recesses alternating around the circumference of the disk on which friction linings are fixed, grooves are made on the friction surfaces, characterized in that on each friction surface the friction disk is made from thirteen to twenty-four grooves, repeating every 30-15 degrees with an arc length between them of 8 to 2 centimeters, with eight grooves for each lining s in the areas of the recesses, the eight grooves are arranged in the areas of openings, and the remaining areas of the recesses and outside the chassis openings.