RU83817U1

RU83817U1 - RAIL VEHICLE BRAKE PAD

Info

Publication number: RU83817U1
Application number: RU2009101264/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Ворончихин; Игорь Андреевич Налев; Владимир Николаевич Бычков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" (ОАО "Фритекс")
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2009-06-20

Abstract

1. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас, одно- или двухслойный композиционный фрикционный элемент и вставку или несколько вставок, отличающаяся тем, что вставка или вставки выполнены из материала с меньшей износостойкостью и меньшим коэффициентом трения, чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки. ! 2. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что вставка выполнена из композиционного фрикционного материала с наполнителем. ! 3. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по п.2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из наполнителей композиционного фрикционного материала металлический. ! 4. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по п.3, отличающаяся тем, что в качестве металлического наполнителя композиционного фрикционного материала использована чугунная дробь или крошка.1. The brake pad of a railway vehicle containing a metal frame, a single or double layer composite friction element and an insert or several inserts, characterized in that the insert or inserts are made of material with lower wear resistance and lower friction coefficient than the composite friction element on the working side pad surface. ! 2. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, characterized in that the insert is made of composite friction material with a filler. ! 3. The brake pad of a railway vehicle according to claim 2, characterized in that at least one of the fillers of the composite friction material is metallic. ! 4. The brake pad of a railway vehicle according to claim 3, characterized in that cast iron shot or crumb is used as the metal filler of the composite friction material.

Description

Заявляемая полезная модель относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава, например, колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, метрополитена и т.д.The inventive utility model relates to brake pads of railway rolling stock, for example, pads of passenger and freight cars, electric trains, subways, etc.

Из уровня техники известны серийно изготавливаемые в настоящее время чугунные тормозные колодки, например, изготавливаемые по ГОСТ 1205-73 «Колодки чугунные тормозные для вагонов и тендеров железных дорог. Конструкция и основные размеры» и композиционные тормозные колодки для железнодорожных вагонов. Композиционные тормозные колодки для железнодорожных вагонов изготавливаются двух видов:From the prior art, cast-iron brake pads currently manufactured in series are known, for example, those manufactured in accordance with GOST 1205-73 “Cast-iron brake shoes for railroad cars and tenders. Design and main dimensions ”and composite brake pads for railway cars. Composition brake pads for railway cars are made of two types:

- с металлическим каркасом из стальной полосы с П-образным выступом и с приваренной к ней усилительной пластиной;- with a metal frame from a steel strip with a U-shaped protrusion and with a reinforcing plate welded to it;

- с сетчато-проволочным каркасом.- with a wire mesh frame.

(см. Б.А.Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М., Химия 1982 г., стр.8-14; 67-76).(see B.A. Shiryaev. Production of brake pads from composite materials for railway cars. M., Chemistry 1982, pp. 8-14; 67-76).

Тормозные композиционные колодки по сравнению с чугунными получили значительно более широкое применение, так как они имеют более высокий коэффициент трения, меньшее усилие нажатия, более высокую износостойкость и, как следствие, в несколько раз более высокий срок службы, меньший вес, стоимость, а также обеспечивают бесшумное и плавное торможение поезда.Compared to cast iron brake pads, they have received much wider use, since they have a higher friction coefficient, lower pressing force, higher wear resistance and, as a result, several times longer service life, lower weight, cost, and also provide silent and smooth braking of the train.

Однако, при эксплуатации тормозных композиционных колодок могут возникать отдельные дефекты, в том числе снижение тормозной эффективности колодок, обычно в осенне-весенний период при попадании снега или льда в зону трения.However, during operation of the brake composite pads, individual defects may occur, including a decrease in the brake efficiency of the pads, usually in the autumn-spring period when snow or ice enters the friction zone.

Из уровня техники известны композиционные тормозные колодки, содержащие одну или несколько твердых вставок и предназначенные для снижения вышеуказанных недостатков композиционных тормозных колодок.Composite brake pads are known in the art that contain one or more solid inserts and are intended to reduce the above-mentioned disadvantages of composite brake pads.

Известна колодка тормозная по авторскому свидетельству СССР №159186 (20f, 1, МПК В61h, 07.12.1963).Known brake shoe according to the author's certificate of the USSR No. 159186 (20f, 1, IPC B61h, 12/07/1963).

Колодка тормозная предназначена преимущественно для железнодорожного подвижного состава, с твердыми вставками на фрикционной части, отличающаяся тем, что с целью увеличения эффективности взаимодействия колодки с ободом колеса, пара твердых вставок, симметрично расположенных относительно горизонтальной оси колодки, перекрывает ее фрикционную часть по всей ширине. Вставки удерживаются за счет адгезии и трения, возникающих между ними и фрикционным материалом колодки.The brake shoe is designed primarily for railway rolling stock, with solid inserts on the friction part, characterized in that in order to increase the interaction efficiency of the block with the wheel rim, a pair of solid inserts symmetrically located relative to the horizontal axis of the block covers its friction part across the entire width. The inserts are held by adhesion and friction between them and the friction material of the block.

Существенные признаки аналога «твердые вставки» и «фрикционная часть» являются общими с существенными признаками заявляемой колодки.The essential features of the analogue "solid insert" and "friction part" are common with the essential features of the inventive pads.

Конструкция указанных колодок не обеспечивает требуемой надежности при эксплуатации, так как при длительных и экстренных торможениях, происходит интенсивная передача тепла из зоны трения на поверхность твердых вставок, особенно, если вставки имеют более высокую теплопроводность. Вблизи вставки происходит выгорание и расплавление органических материалов, входящих в состав композиционной колодки, включая связующее, в связи с чем, крепление вставок ослабевает и они перестают выполнять свое назначение и могут выпасть из колодки.The design of these blocks does not provide the required reliability during operation, since during prolonged and emergency braking, intense heat transfer occurs from the friction zone to the surface of solid inserts, especially if the inserts have higher thermal conductivity. Near the insert, the organic materials that make up the composite block, including the binder, are burned out and melted, and therefore the fastening of the inserts is weakened and they cease to fulfill their purpose and may fall out of the block.

Недостатком аналога является также возможность опережающего износа полимерного композиционного фрикционного элемента в процессе эксплуатации, если вставки имеют более высокую износостойкость, в результате чего могут резко измениться характеристики фрикционного контакта колодки с колесом, коэффициент взаимного перекрытия, коэффициент трения, а, следовательно, эффективность торможения.A disadvantage of the analogue is the possibility of anticipating wear of the polymer composite friction element during operation, if the inserts have higher wear resistance, as a result of which the frictional contact characteristics of the block with the wheel, the mutual overlap coefficient, the friction coefficient, and, therefore, the braking efficiency can change.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая композиционный фрикционный элемент, металлический каркас и твердые вставки, (патент РФ на полезную модель №67045, МПК В61Н 7/02, F16D 69/02, 10.10.2007).The closest analogue of the claimed utility model is a brake shoe of a railway vehicle containing a composite friction element, a metal frame and solid inserts (RF patent for utility model No. 67045, IPC BH 7/02, F16D 69/02, 10/10/2007).

Существенные признаки аналога «композиционный фрикционный элемент», «металлический каркас» и «твердые вставки» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.The essential features of the analogue “composite friction element”, “metal frame” and “solid inserts” coincide with the essential features of the claimed utility model.

Наиболее близкий аналог имеет достаточно прочную конструкцию, так как вставки соединены с металлическим каркасом с помощью, например, сварки.The closest analogue has a fairly robust construction, since the inserts are connected to the metal frame using, for example, welding.

Недостатком наиболее близкого аналога является возможность опережающего износа композиционного фрикционного элемента в процессе эксплуатации, в результате чего могут резко измениться характеристики фрикционного контакта колодки с колесом и коэффициент взаимного перекрытия. Возможен также перегрев твердой вставки и разрушение части фрикционного элемента вблизи вставок, что ухудшает эксплуатационные характеристики транспортного средства вплоть до возникновения аварийной ситуации.The disadvantage of the closest analogue is the possibility of anticipating wear of the composite friction element during operation, as a result of which the frictional contact characteristics of the block with the wheel and the mutual overlap coefficient can change dramatically. It is also possible overheating of the solid insert and the destruction of part of the friction element near the inserts, which affects the performance of the vehicle until an emergency occurs.

Задача заявляемой полезной модели - обеспечение оптимального соотношения между износостойкостью отдельных элементов колодки и их фрикционных характеристик.The objective of the claimed utility model is to provide the optimal ratio between the wear resistance of individual elements of the pads and their frictional characteristics.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик колодки.The technical result of the claimed utility model is to improve the operational characteristics of the pads.

Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке, содержащей металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку или несколько вставок, вставка или вставки выполнены из материала с меньшей износостойкостью и меньшим коэффициентом трения, чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки.To achieve the specified technical result in a brake shoe containing a metal frame, a composite friction element and an insert or several inserts, the insert or inserts are made of material with lower wear resistance and lower friction coefficient than the composite friction element on the side of the working surface of the shoe.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «вставка или вставки выполнены из материала с меньшей износостойкостью и меньшим The essential features of the claimed utility model "insert or inserts are made of material with less wear resistance and less

коэффициентом трения, чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.coefficient of friction than the composite friction element from the side of the working surface of the pads "are distinctive from the features of the closest analogue.

Колодка содержит композиционный фрикционный элемент, металлический каркас и вставку. Композиционный фрикционный элемент может быть изготовлен из одного или двух продольных слоев, различающихся по свойствам, и может содержать или не содержать асбест. Металлический каркас может включать проволочную рамку, перфорированный тыльник или иметь другую конструкцию.The pad contains a composite friction element, a metal frame and an insert. The composite friction element may be made of one or two longitudinal layers, differing in properties, and may or may not contain asbestos. The metal frame may include a wire frame, a perforated back, or have a different design.

Твердая вставка может быть размещена в центральной части колодки или в других частях колодки. Возможно размещение в колодке двух и более вставок. Вставка может иметь твердость и абразивность выше, чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки. Вставка может быть выполнена из металла, например, из высокопрочного чугуна, или другого материала. Например, вставка может быть выполнена также из композиционного фрикционного материала другого типа с металлическим наполнителем в виде чугунной дроби или крошки, стальной шерсти и других, отличающегося от композиционного фрикционного элемента со стороны рабочей поверхности колодки по физико-механическим и фрикционно-износным свойствам. При этом материал вставки в условиях эксплуатации колодки имеет меньшую износостойкость и меньший коэффициент трения (например, по стали, из которой выполнена рабочая поверхность колеса), чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки.The solid insert can be placed in the central part of the shoe or in other parts of the shoe. It is possible to place two or more inserts in a block. The insert may have a hardness and abrasiveness higher than the composite friction element on the side of the working surface of the block. The insert may be made of metal, for example, of ductile iron, or other material. For example, the insert can also be made of a different type of composite friction material with a metal filler in the form of cast iron fragments or crumbs, steel wool and others, different from the composite friction element on the side of the working surface of the block in terms of physical, mechanical and friction-wear properties. In this case, the insert material under the operating conditions of the block has less wear resistance and a lower coefficient of friction (for example, on steel from which the working surface of the wheel is made) than the composite friction element on the side of the working surface of the block.

При проектировании тормозной композиционной колодки с твердыми вставками, в зависимости от разницы между коэффициентами трения композиционного фрикционного элемента со стороны рабочей поверхности колодки и твердых вставок, определяется оптимальное соотношение их площадей на рабочей поверхности колодки таким образом, чтобы эффективность торможения колодки на любой допустимой для использования скорости конкретного транспортного средства соответствовала допустимой по нормам безопасности на железнодорожном транспорте.When designing a composite brake pad with solid inserts, depending on the difference between the friction coefficients of the composite friction element on the side of the working surface of the shoe and solid inserts, the optimal ratio of their areas on the working surface of the shoe is determined so that the brake is effective at any speed specific vehicle corresponded to permissible safety standards for rail transport.

Изготавливаться заявляемая колодка может известными из уровня техники способами, например, формованием и вулканизацией из предварительно изготовленных формовочных фрикционных смесей с металлическим каркасом и металлическими или композиционными вставками.The inventive block can be produced by methods known from the prior art, for example, molding and vulcanizing from prefabricated molding friction mixtures with a metal frame and metal or composite inserts.

Изготовление и использование тормозных композиционных колодок с твердыми металлическими или композиционными вставками, имеющими в соответствии с заявляемой полезной моделью меньший коэффициент трения и износостойкость, чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки, позволит при эксплуатации железнодорожных транспортных средств очищать поверхность катания колеса от загрязнений, например, торфа и листьев в процессе обычного торможения, а также обеспечить стабильность эффективности торможения, особенно в осенне-весенний период при попадании в зону трения льда и снега, и исключить аварийные ситуации за счет опережающего износа твердых вставок.The manufacture and use of composite brake pads with solid metal or composite inserts, which, in accordance with the claimed utility model, have a lower coefficient of friction and wear resistance than the composite friction element on the side of the working surface of the block, will allow for the operation of railway vehicles to clean the wheel surface from contamination, for example , peat and leaves during normal braking, and also ensure the stability of braking performance, especially but in the autumn-spring period when ice and snow fall into the friction zone, and to exclude emergencies due to the anticipated wear of solid inserts.

Claims

1. The brake pad of a railway vehicle containing a metal frame, a single or double layer composite friction element and an insert or several inserts, characterized in that the insert or inserts are made of material with lower wear resistance and lower friction coefficient than the composite friction element on the working side pad surface.

2. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, characterized in that the insert is made of composite friction material with a filler.

3. The brake pad of a railway vehicle according to claim 2, characterized in that at least one of the fillers of the composite friction material is metallic.

4. The brake pad of a railway vehicle according to claim 3, characterized in that cast iron shot or crumb is used as the metal filler of the composite friction material.