Композиция для изготовления фрикционного материала

(омитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ИСАНИЕ ИЗОБ(71) Научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт асбестовых техническихизделий, Фирма ТИИР"(73) Научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт асбестовых техническихизделий Фирма "ТИИР"(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА(57) Использование: изготовление фрикционныхэлементов муфт и тормозов сухого трения кузнечЮЭВЮИ ЕНИЯ; цфис щеаки.ЛИОт;-.т,Вно-прессовых машин. Сущность изобретения: ком-позиция для изгот овления фрикционного материала содержит (в ч) бутадиеновый каучук 100; серную вупканизующую группу 9,1 - 26,3; барит 1136-221,1; оксид алюминия 13,6 - 52,6; графит 13,6 - 42,1, а в качестве волокнистого натюлнителя - минеральную вату 682 - 105,3; углеродное волокно 4,6 - 42,1 и полиамидное волокно 22,7 - 63,2. Новый фрикционный материал имеет высокие прочностные показатели, хорошие фрикционно-износные свойства, что обеспечивает продолжительную до 20 пет работу кузнечно-прессовых машин при циклических торцевых нагрузках на фрикционный элемент. Новый материал позволил снизить создаваемый шум тра ударном включении муфты и тормоза на частотах выше 500 Гц. 3 табл35 Изобретение относится к фрикционным изделиям, а именно к материалам фрикционных элементов муфт и тормозов сухого трения кузнечно-прессовых машин.Аналогом настоящего изобретения является фрикционный материал, содержащий комбинированную полимерную матрицу на основе эластомера и фенольной смолы, и наполнители; сажу, глину, графит, сульфат свинца, волластонит, оксид меди, а также волокнистый нэполнитель. полиамидные волокна в виде пульпы или пряжи и штапельное стекловолокно,Фрикционный материал по аналогу имеет высокую прочность на растяжение и истирание, но при больших торцевых циклических нагрузках фрикционный элемент быстро разрушается.Другим аналогом нового материала является фрикционный материал, содержащий комбинированную полимерную матрицу на основе термоотверждаемого эластомера и фенольной смолы, и наполни- тели: барит, углерод, глину, оксиды металлов, орех кешью, частицы каучука, волокнистый наполнитель: полиакрилонитрильные волокна. арамидные волокна, стекловолокно и проволоку.Фрикционный материал по аналогу имеет хорошую износостойкость, однако его прочностные показатели недостаточно высокие и при больших торцевых циклических нагрузках фрикционный элемент разрушается,Аналогом настоящего изобретения является также фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе фенольной смолы и наполнители: барит, карбонат кальция, частицы резины, пыль ореха кешью, графит. дисульфид молибдена, волокнистый наполнитель: арамидные волокна и/или арамидную волокнистую массу, металлические порошки из стали, меди, латуни и нержавеющей стали.Фрикционные материал по аналогу имеет хорошие фрикционно-износные свойства, однако низкие физико-механические свойства, что приводит к быстрому разрушению фрикционного элемента при торцевых циклических нагрузках.Прототипом настоящего изобретения является фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе каучука и наполнители: окись алюминия. барит, графит, а в качестве волокнистого наполнителя - асбест.Материал по прототипу обладает недостаточно хорошими фрикционно-износными свойствами, имеет невысокую прочность на срез и фрикционный элемент разрушает 5 10 15 20 25 40 45 50 55 ся при больших торцевых нагрузках при многократном включении тормоза.Цель - создание материала для фрикционных элементов муфт и тормозов кузнечнопрессовых машин, обеспечивающих продолжительную работу машин при значительных циклических торцевых нагрузках на фрикционный элемент (до 50 включений в 1 мин). Для этого фрикционный материал должен иметь высокие прочностные показатели (удельная ударная работа, прочность на срез и сжатие), высокий и стабильный коэффициент трения и малый износ. Кроме того, фрикционные элементы не должны издавать шум (" писк" ) при включении муфты и тормоза.Для достижения укаэанного технического результата композиция для изготовления фрикционного материала содержит бутадиеновый каучук, серную вулканизующую группу, барий, графит, оксид алюминия, и в качестве волокнистого наполнителя - минеральную вату, углеродное волокно и полиамидное волокно, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:Бутадиеновый каучук 100Серная вулканизующая группа 9.1-26,3 Бармт 113,6-221,1 Оксид алюминия 13,6-52,6 Графит 13,6-42,1 Минеральная вата 68,2-105,3 Углеродное волокно 4,6 - 42,1 Полиамидное волокно 22,7 - 63.2, Новый материал готовят в резиносмесителе закрытого типа в одну стадию. В резиносмеситель загружают каучук, вулканизующую группу и наполнители и перемешивают в течение 20-25 мин при включенном охлаждении. Рецептурный состав исходных смесей представлен в табл. 1, Затем смесь измельчают на дезинтеграторе для дополнительной гомогениэации. Из готовой смеси в холодной пресс-форме формуют заготовки под давлением 20-25 МЛа. Затем заготовку переносят в пресс-форму для горячего формования, при температуре 170 + 10 С и давлении 40.0 МПа формуют изделия. выдерживая в пресс-форме из расчета 1,0 - 1,5 мин на 1 мм толщины иэделия.В процессе горячего формования происходит взаимодействие каучука с вулканиэующей группой и образуется трехмерная пространственная структура полимерной матрицы.Коэффициент трения и линейный износ материалов оценивали по результатам лабораторных испытаний, проведенных на ма2001057 При использовании в муфтах и тормозахкузнечно-прессовых машин фрикционныхэлементов из предлагаемого фрикцион 1,огоматериала отмечено снижение создаваемо 5 го шума при ударном включении муфты итормоза на частотах выше 500 Гц до 8000 Гц.Средние уровни как звукового давления, таки звуковой мощности зафиксированные прииспытаниях на стенде в актавных полосах,10 начиная с 500 до 8000 Гц, ниже на 2-10 дБв сравнении с подобными показателями прииспользовании фрикционных элементов попрототипу.Результаты испытаний представлены в15 табл. 2 и 3,Как видно иэ представленных данных,заявляемой фрикционный материал имеетвысокие прочностные показатели, хорошиефрикционно-износные свойства, что обес 20 печивает продолжительнуюдо 20 лет работукузнечно-прессовых машин при циклических торцевых нагрузках на фрикционныйэлемент, Кроме того. использование в муфтах и тормозах фрикционных элементов иэ25 заявляемого фрикционного материала позволило снизить создаваемый шум приударном включении муфты и тормоза на частотах выше 500 Гц,д кГ Од = -Ауд 30 (56) Заявка ФРГ М 3230441, кл. С 08 Э5/14, опубл, 1984.Заявка ФРГ М 3338365, кл. С 09 К 3/14,опубл, 1984.Заявка Ф РГ М 3637022, кл. С 08 Л 5/14,35 опубл. 1986,Авторское свидетельство СССРМ 219782, кл. С 08 . 9/00, 1965. 7блица Исходная смесь по примеру для заявляемого фрик ионного мате нала мас чБутадненовыл каучук СКДСР СГДЛБ100 100 00 ТУ 38103674-88 ТУ 38303 04.08-90 СКБ Вубканизуютдая группа: сера альтакс Окснд магнияГОСТ 127-76 снзм та ГОСТ 7067-7525 25 25 4.1 42 1 25 25 25 Я.В 22,7 40 40 40 204 шина Ипри скорости трения 7,0-7,5 м/с; температуре 100-120 С; удельной нагрузке 27 н/см 2 и постоянном моментетрения 11,8 Н м за 2 ч непрерывного трения.Физико-тлеханические показатели определяли о соответствии с ГОСТ 9454-78.4651-82 и 17302-71.Проведены стендовые испытания вкладышей из материала по примерам 3 и 6 и из извест 1 ого материала. Интенсивность линейного изнашивания в муфте определяли при давлении на поверхность вкладыша 1,02-1.48 МПа и температуре 60-,70 С; интенсивность линейного изнашивания в тормозе при давлении 0,29-0,435 МГ 1 а и температуре 80-140 С, Интенсивность линейного изнашивания определяли по фор- муле где Уд - средний линейный износ по толщине вкладыша муфты или тормоза стенда эа одно его включение, мкм;Ауд. - средняя удельная работа трения на единице трущейся поверхности вкладыша за одно включение муфты или тормоза, кДж/м .Коэффициент трения пары вкладыш - контртело в тормозе определяли при 17 - 90 С и удельном давлении 0,2 - 0,6 МПа. Материал контртела чугун СЧ 25.Измерение шумовых характеристик проводилось с помощью шумомера ШШВи микрофона М 101 по методике ОСТ 2 Н- 7-81. Искодная смесь по примеру для контрольных мате алов мас,ч,2001057 Продолхгенне табл, 1 Таблица 2 Показатель Иэаест. ный ма. Значение показателя по приме Заяалаемый мате ал Конт льный мате иал 10 Линейный износ,мм-и ис эе ь Требоаания ТУ 38 414 Э 93-90 Вкладыш фрикцнонный для кузнечно-прессоаых машин"; Коэффициент трения по чугуну СЧ 15 по ГОСТ 1412-85 при испытании на лабораторной машине трения 0.4 Э - 0.60 Линейный износ по чугуну СЧ 15 по ГОСТ 1412 - 85 при испытании на лабо. раторной машине трения, мм, не болев40(400) 20 РОО) к Наблюдается разрушение поаеркности вкладыша после испытаний. ТаблицаЗ Показатель Линейный износ вкладыша на 10циклов включений муфты, мм 0,0064 0.0055 0,0245 г 2Линейный износ вкладыша на 10циклов включений тормоза, мм 0,0118 0.0058 0,0441 Средняя интенсивность изнашивагния в муфте, мкм м /кДж 0,72 10" 0,56 10 2,55 10 Средняя интенсивность изнашивагния в тормозе, мкм м /кДж 09 10 0,72 10 5,03 1 О Средний коэффициент трения в тор- мозе Коэффициент трения по чугуну СЧ10 2001051 100 отношении компонентов, мас.ч.: Бутадиеновый каучук Серная вулканизующая группаБаритОксид алюминияГрафитМинеральная ватаУглеродное волокно Полиамидное волокно Составитель Н.Лузина Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор А. МотыльТираж Подписное НПО " Поиск " Ррспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3109 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Ф о рмула изобретения КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО мАтеРиАлА нэ основе бутадиенового каучука, включающая серную вулканиэующую группу, барит, графит, оксид алюминия и волокнистый наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве волокнистого наполнителя композиция содержит минеральную вату, углеродное волокно и полиамидное волокно при следующем со 9,1- 26,3 113,6 - 221,1 13,6- 52,6 13,6- 42,1 68,2 - 105,3 4,6 - 42,1 22,1- 63,2