複合材料自行車無磨損剎車系統的製作方法
2023-10-19 12:10:02
複合材料自行車無磨損剎車系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於自行車複合材料配件領域，特別公開了一種複合材料自行車無磨損剎車系統。該複合材料自行車無磨損剎車系統，包括表面添加了耐磨材料的複合材料輪圈或輪胎，其特徵在於：所述輪圈或輪胎表面設置有對應的摩擦滾輪，摩擦滾輪包括連接旋轉軸的生鐵摩擦副，生鐵摩擦副外套設有相對運動的滑動摩擦副，滑動摩擦副外層附有直接接觸輪圈或輪胎的彈性體材料。本實用新型在輪圈或輪胎上發生的是滾動摩擦，避免了傳統剎車系統滑動摩擦在複合材料輪圈上產生大量摩擦熱，避免了輪圈在剎車時工作在高溫下，減小了複合材料輪圈的剎車磨損和局部溫度不均造成的溫度應力等問題。
【專利說明】複合材料自行車無磨損剎車系統
[0001](一)【技術領域】
[0002]本實用新型屬於自行車複合材料配件領域，特別涉及一種複合材料自行車無磨損剎車系統。
[0003](二)【背景技術】
[0004]近年來保護環境和健身運動的理念深入人心，綠色、環保、健康的自行車出行越來越受到廣大人民群眾的喜愛。複合材料自行車以其具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代金屬合金，廣泛應用於各類中高檔自行車的生產。為了最大程度的減輕自行車自重，提高騎行性能，全複合材料車架、複合材料曲柄、複合材料車把、複合材料前叉、複合材料輪圈應運而生。
[0005]然而，複合材料自行車常用的纖維增強樹脂即複合材料自行車輪圈在使用傳統的V剎時，因二者之間發生相對運動，騎行者和自行車的動能在剎車過程中大部分在複合材料輪圈和橡膠閘皮之間轉變成了內能，由於樹脂複合材料和橡膠閘皮都是熱的不良導體，且其比熱容不是很高，所以在剎車過程中複合材料輪圈和橡膠閘皮之間，特別是閘皮上的溫度急劇升高，並由此引起了輪圈上的溫度應力和輪圈的高溫磨損問題。輪圈在磨損後會破壞輪圈整體受力結構的完整性和剎車系統的可靠性，因此複合材料輪圈上的剎車磨損和發熱問題，很大程度上限制了複合材料輪圈在輕便公路車上的應用性能。
[0006](三)
【發明內容】
[0007]本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了一種結構簡單、剎車磨損小的複合材料自行車無磨損剎車系統。
[0008]本實用新型是通過如下技術方案實現的:
[0009]一種複合材料自行車無磨損剎車系統，包括表面添加了耐磨材料的複合材料輪圈或輪胎，其特徵在於:所述輪圈或輪胎表面設置有對應的摩擦滾輪，摩擦滾輪包括連接旋轉軸的生鐵摩擦副，生鐵摩擦副外套設有相對運動的滑動摩擦副,滑動摩擦副外層附有直接接觸輪圈或輪胎的彈性體材料。
[0010]本實用新型設置了可以將發生在輪圈或輪胎上的滑動摩擦轉變為內能的摩擦滾輪，它由彈性體材料、滑動摩擦副和生鐵摩擦副組成；彈性體材料在剎車時與輪圈或輪胎直接接觸，其滾動摩擦係數較高；滑動摩擦副在剎車時發生滑動摩擦；生鐵摩擦副與滑動摩擦副相對運動，將系統動能轉變為內能。
[0011]本實用新型的更優方案為:
[0012]所述滑動摩擦副與生鐵摩擦副之間的靜摩擦係數小於輪圈或輪胎與彈性體材料之間的滾動摩擦係數，實現了動能到內能的轉變。
[0013]所述彈性體材料為倒錐面型或啞鈴型耐磨橡膠材料，使其滾動摩擦係數較高。
[0014]本實用新型在輪圈或輪胎上發生的是滾動摩擦，避免了傳統剎車系統滑動摩擦在複合材料輪圈上產生大量摩擦熱，且與自行車輪圈或輪胎接觸的圓形截面橡膠滾輪是周期性接觸有充足的時間將產生的熱量散發到空氣中，從而避免了輪圈在剎車時工作在高溫下，減小了複合材料輪圈的剎車磨損和局部溫度不均造成的溫度應力等問題。[0015](四)【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0017]圖1為本實用新型輪圈的剎車結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型輪胎的剎車結構示意圖。
[0019]圖中，I輪圈或輪胎，2摩擦滾輪，3彈性體材料，4滑動摩擦副，5生鐵摩擦副。
[0020](五)【具體實施方式】
[0021]實施例1:
[0022]如圖1所示的剎車系統結構，表面用碳化矽、二氧化矽和短切纖維等增強耐磨性的碳纖維增強環氧樹脂複合材料自行車輪圈，剎車時與複合材料輪圈直接接觸的摩擦滾輪2，其表面為摩擦係數較高的倒錐面形耐磨橡膠彈性體材料3，剎車時發生滑動摩擦的含有大量短切纖維、二氧化矽、氮化矽等剎車材料的滑動摩擦副4，與滑動摩擦副4相配合的是生鐵摩擦副5。剎車時生鐵摩擦副5壓迫滑動摩擦副4使耐磨橡膠彈性體材料3緊密的壓在輪圈的表面，由於所選材料之間摩擦係數的不同，輪圈和彈性體材料3之間會發生滾動摩擦，帶動滑動摩擦副4和生鐵摩擦副5之間發生滑動摩擦，從而將系統動能轉化為內能，實現剎車作用。
[0023]實施例2:
[0024]如圖2所示的剎車系統結構，耐磨輪胎，剎車時輪胎直接接觸的摩擦滾輪2，其表面為摩擦係數較高的啞鈴型耐磨橡膠彈性體材料3，剎車時發生滑動摩擦的含有大量短切纖維、二氧化矽、氮化矽等剎車材料的滑動摩擦副4，與滑動摩擦副4相配合的是生鐵摩擦副5。剎車時生鐵摩擦副5壓迫滑動摩擦副4使耐磨橡膠彈性體材料3緊密的壓在輪胎的表面，由於所選材料之間摩擦係數的不同,輪胎和彈性體材料3之間會發生滾動摩擦，帶動滑動摩擦副4和生鐵摩擦副5之間發生滑動摩擦，從而將系統動能轉化為內能，實現剎車作用。
【權利要求】
1.一種複合材料自行車無磨損剎車系統，包括輪圈或輪胎(1)，其特徵在於:所述輪圈或輪胎(I)表面設置有對應的摩擦滾輪(2)，摩擦滾輪(2)包括連接旋轉軸的生鐵摩擦副(5),生鐵摩擦副(5)外套設有相對運動的滑動摩擦副(4)，滑動摩擦副(4)外層附有直接接觸輪圈或輪胎(I)的彈性體材料(3)。
2.根據權利要求1所述的複合材料自行車無磨損剎車系統，其特徵在於:所述滑動摩擦副(4)與生鐵摩擦副(5)之間的靜摩擦係數小於輪圈或輪胎(I)與彈性體材料(3)之間的滾動摩擦係數。
3.根據權利要求1所述的複合材料自行車無磨損剎車系統，其特徵在於:所述彈性體材料(3)為倒錐面型或啞鈴型耐磨橡膠材料。
【文檔編號】B62L1/04GK203528725SQ201320494353
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月14日 優先權日:2013年8月14日
【發明者】李勝業, 楊小兵, 劉衛亮, 王鵬飛, 卞志勇, 龍國榮 申請人:泰山體育產業集團有限公司, 山東泰山瑞豹複合材料有限公司