EA043516B1

EA043516B1 - RAILWAY VEHICLE BRAKE SHOES

Info

Publication number: EA043516B1
Application number: EA202290209
Authority: EA
Inventors: Константин Алексеевич Ефименко; Виталий Михайлович Смык; Олег Василевич Савчук; Егор Вячеславович Москаленко; Ирина Николаевна Мельничук
Original assignee: Константин Алексеевич Ефименко
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2023-05-30

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств.The invention relates to the field of railway transport, namely to brake pads for railway vehicles.

Уровень техникиState of the art

Тормозные колодки представляют собой сменные рабочие детали, относящиеся к основной части тормозной системы. От качества тормозных колодок зависит длина тормозных путей, повышение скоростей и безопасность движения. Тормозные колодки должны иметь заданный коэффициент трения, мало зависимый от скорости, высокую стойкость против износа и стабильно работать в разных климатических условиях.Brake pads are replaceable operating parts that are part of the main part of the braking system. The quality of brake pads determines the length of braking distances, increased speeds and traffic safety. Brake pads must have a given coefficient of friction, little dependent on speed, high resistance to wear, and work stably in different climatic conditions.

Известна тормозная колодка, предназначенная для торможения колес железнодорожного вагона. Тормозная колодка содержит опорную пластину, имеющую заданную конфигурацию в виде изогнутой полосы и средство для крепления опорной пластины к тормозной головке, расположенное на каждом конце опорной пластины. Тормозная колодка дополнительно включает в себя тормозные накладки, крепящиеся к опорной пластине, и содержит тормозную поверхность для зацепления с колесной парой железнодорожного вагона (патент US6581732 (B1)).A known brake pad is designed for braking the wheels of a railway car. The brake shoe includes a backing plate having a predetermined configuration in the form of a curved strip and means for attaching the backing plate to the brake head located at each end of the backing plate. The brake shoe further includes brake linings attached to the backing plate and includes a braking surface for engaging a railroad car wheel pair (US6581732 (B1)).

Недостатком известной тормозной колодки является недостаточное обеспечение термостойкости, что обусловлено отсутствием металлической вставки, основной задачей которой является обеспечение отвода тепла от поверхности трения. Кроме того, тормозная колодка имеет большое количество крепежных деталей, что не позволяет добиться необходимого теплоотвода, а также является источником образования очагов коррозии в местах сочленения разных поверхностей.The disadvantage of the known brake pad is the insufficient provision of heat resistance, which is due to the absence of a metal insert, the main task of which is to ensure heat removal from the friction surface. In addition, the brake pad has a large number of fasteners, which does not allow achieving the necessary heat dissipation, and is also a source of corrosion at the junction of different surfaces.

Также известна тормозная колодка для использования на железнодорожном транспорте. Композиционная тормозная колодка включает в себя опорную пластину, которая содержит стремя и тормозную поверхность, имеющую заданную конфигурацию в виде изогнутой полосы и фрикционный элемент, выполненный из композиционного материала первого типа трения, проходящего по поверхности тормозной колодки. Композиционная тормозная колодка дополнительно содержит материал второго типа трения, выполненный в виде не менее одной дискретной вставки, и отлитый композиционный материал первого типа трения. Материал второго типа трения полностью внедряется в композиционный материал первого типа трения. Композиционный материал первого фрикционного типа размывается вследствие фрикционного взаимодействия с поверхностью колесной пары во время нормальных операций торможения, причем материал второго фрикционного типа проявляет более высокие абразивные свойства, чем композиционный материал первого типа трения. По меньшей мере один элемент материала трения связан с опорной пластиной (патент US6241058 (B1)).A brake shoe is also known for use in railway vehicles. The composite brake pad includes a support plate that contains a stirrup and a braking surface having a predetermined configuration in the form of a curved strip and a friction element made of a composite material of the first type of friction passing along the surface of the brake pad. The composite brake pad additionally contains a material of the second type of friction, made in the form of at least one discrete insert, and a cast composite material of the first type of friction. The material of the second type of friction is completely embedded in the composite material of the first type of friction. The first friction type composite material is eroded due to frictional interaction with the surface of the wheelset during normal braking operations, and the second friction type material exhibits higher abrasive properties than the first friction type composite material. At least one friction material element is associated with the support plate (patent US6241058 (B1)).

Недостатком тормозной колодки является отсутствие элементов отвода тепла от зоны контакта колодки и колеса. Кроме того, колодка не содержит дополнительных средств крепления фрикционного элемента к опорной пластине, что может привести к возможному отсоединению (отрыву) фрикционного элемента в режимах экстренного торможения.The disadvantage of the brake pad is the lack of heat removal elements from the contact area between the pad and the wheel. In addition, the block does not contain additional means for attaching the friction element to the support plate, which can lead to possible detachment (separation) of the friction element in emergency braking modes.

Известна также тормозная колодка, содержащая чугунный каркас, в котором расположены фрикционные вставки из композиционного углерод-углеродного материала. Чугунный каркас тормозной колодки является основой конструкции и фрикционным элементом на рабочей поверхности трения тормозной колодки (патент UA 88410).A brake pad is also known that contains a cast iron frame in which friction inserts made of a carbon-carbon composite material are located. The cast iron frame of the brake pad is the basis of the structure and the friction element on the working friction surface of the brake pad (patent UA 88410).

Недостатком тормозной колодки является то, что поверхность трения содержит большую долю чугуна, что приводит к повреждению и быстрому износу стальных колесных пар при торможении и образованию на них такого дефекта как прокат.The disadvantage of the brake pad is that the friction surface contains a large proportion of cast iron, which leads to damage and rapid wear of steel wheelsets during braking and the formation of a defect such as rolling on them.

Известна тормозная колодка, содержащая стальной каркас, чугунное дугообразное тело. Дугообразное тело состоит из основного участка тела колодки, снабженного вставками цилиндрической формы и размещенными группами, и профильного участка тела колодки с выполненным в нем ручьем, снабженного вставками. Колодка имеет дополнительный металлический каркас, на котором закреплены цилиндрические вставки основного участка тела и гребневые вставки профильного участка. Цилиндрические вставки основного участка тела колодки выполнены из композиционного фрикционного материала с коэффициентом трения выше коэффициента трения основы. Гребневые вставки профильного участка выполнены в виде профильных элементов и установлены в ручье колодки, находящейся в контакте с гребневой поверхностью бандажа колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса. Вставки выполнены из антифрикционного композиционного материала с коэффициентом трения ниже коэффициента трения материала основы и абразивностью ниже абразивности материала основы и материала вставок, размещенных в основном участке тела колодки (патент RU 2494901).A known brake pad contains a steel frame and a cast iron arcuate body. The arcuate body consists of a main section of the block body, equipped with cylindrical inserts and placed in groups, and a profile section of the block body with a stream made in it, equipped with inserts. The block has an additional metal frame on which cylindrical inserts of the main body section and ridge inserts of the profile section are fixed. The cylindrical inserts of the main section of the pad body are made of a composite friction material with a friction coefficient higher than that of the base. The ridge inserts of the profile section are made in the form of profile elements and are installed in the groove of the block, which is in contact with the ridge surface of the wheel tire interacting with the side surface of the rail. The inserts are made of an antifriction composite material with a friction coefficient lower than that of the base material and an abrasiveness lower than the abrasiveness of the base material and the material of the inserts located in the main part of the pad body (patent RU 2494901).

Недостатком тормозной колодки является то, что использование различных по химическому составу металлов (чугун и сталь) снижает коррозионную стойкость, а стойкие к износу вставки из антифрикционного композиционного материала могут привести к неравномерному износу колодки по ширине и ее перекосу в тормозной системе.The disadvantage of brake pads is that the use of metals of different chemical compositions (cast iron and steel) reduces corrosion resistance, and wear-resistant inserts made of antifriction composite material can lead to uneven wear of the pad across its width and its misalignment in the brake system.

Известна тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, которая содержит композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде выгнутой полосы, на поверхности которой расположено центральную бобышку с отверстием для размещенияA known brake pad for a railway vehicle contains a composite friction element mounted on a metal frame made in the form of a curved strip, on the surface of which there is a central boss with a hole for placing

- 1 043516 чеки и боковые бобышки, средства механического крепления композиционного фрикционного элемента, усилительную пластину и металлические вставки. Вставки по одному варианту осуществления прикреплены к металлическому каркасу с помощью резьбового соединения, а по другому варианту - вставки закреплены на металлическом каркасе с помощью механического крепления, выполненного в виде высечек, вырубленных в металлическом каркасе, и выгнутых краев усилительной пластины, входящих в выемки, выполненных на по меньшей мере одной боковой поверхности вставок. Фрикционный элемент содержит поперечные пазы, выполненные по обе стороны каждой вставки таким образом, что они ограничены с одной стороны боковыми поверхностями вставок (патент UA 115877).- 1 043516 pins and side bosses, means of mechanical fastening of the composite friction element, reinforcing plate and metal inserts. According to one embodiment, the inserts are attached to the metal frame using a threaded connection, and according to another embodiment, the inserts are attached to the metal frame using mechanical fastening, made in the form of notches cut into the metal frame, and the curved edges of the reinforcing plate included in the recesses made on at least one side surface of the inserts. The friction element contains transverse grooves made on both sides of each insert in such a way that they are limited on one side by the side surfaces of the inserts (patent UA 115877).

Недостатком известной конструкции является то, что по одному варианту осуществления крепление фрикционного элемента к металлическим каркасам реализуется с помощью резьбового соединения, а по другому варианту - фракционный элемент крепится на металлическом каркасе с помощью механического крепления, выполненного в виде высечек, вырубленных в металлическом каркасе, такой способ крепления фрикционного элемента не является надежным, особенно при экстренном торможении и может привести к отрыву фрикционного элемента от металлического каркаса.The disadvantage of the known design is that, according to one embodiment, the fastening of the friction element to metal frames is realized using a threaded connection, and according to another option, the fractional element is attached to the metal frame using mechanical fastening, made in the form of notches cut out in the metal frame, such the method of attaching the friction element is not reliable, especially during emergency braking, and can lead to separation of the friction element from the metal frame.

Известна композитная тормозная колодка, выполненная из металла, в частности из чугуна, для композитного тормозного блока, в частности для железнодорожных транспортных средств, где композитная тормозная колодка оснащена основным корпусом в форме пластины и имеет опорную поверхность на внутренней стороне для пластичной композиции композитного тормозного блока. Основной корпус снабжен по меньшей мере одной стальной вставкой, причем желательно, чтобы удерживающие шейки для пластичной композиции были предусмотрены на внутренней стороне основного корпуса. Стальная вставка имеет не прямоугольное поперечное сечение по всей длине основного корпуса, а формирует кольцевое поперечное сечение (заявка WO2011006635 (A1)).A composite brake block made of metal, in particular cast iron, is known for a composite brake block, in particular for railway vehicles, where the composite brake block is equipped with a plate-shaped main body and has a supporting surface on the inner side for the plastic composition of the composite brake block. The main body is provided with at least one steel insert, and desirably, retaining collars for the plastic composition are provided on the inside of the main body. The steel insert does not have a rectangular cross-section along the entire length of the main body, but forms an annular cross-section (application WO2011006635 (A1)).

Недостатком данной тормозной колодки является то, что установленное процентное соотношение площадей рабочих поверхностей вставки и фрикционного элемента является недостаточным для обеспечения необходимого отвода тепла от зоны трения. Колодка также характеризуется отсутствием элементов конструкции, с помощью которых происходил бы отвод продуктов торможения.The disadvantage of this brake pad is that the established percentage ratio of the areas of the working surfaces of the insert and the friction element is insufficient to ensure the necessary heat removal from the friction zone. The block is also characterized by the absence of structural elements with the help of which the braking products would be removed.

Наиболее близким является тормозной блок для железнодорожных транспортных средств, содержащий чугунный задний тормозной блок и фрикционный материал, жестко соединенный с задним тормозным блоком. Задняя часть колодки имеет изогнутую пластинчатую основу с внутренней опорной поверхностью для пластичного материала. Общая тормозная поверхность тормозного блока сформирована преимущественно из по меньшей мере одной внешней поверхности фрикционного материала и, в меньшей степени, из по меньшей мере одной внешней поверхности задней части тормозного блока. Согласно изобретению, основа выполнена без рамки на продольных сторонах и содержит боковую стенку в форме щеки на каждой поперечной стороне. Фрикционный материал расположен между боковинами. Каждая боковина имеет по меньшей мере одно прерывание, которое проходит от верхней поверхности боковой стенки по направлению к опорной поверхности и разделяет боковую стенку по меньшей мере на две секции. Грани боковых секций образуют часть общей тормозной поверхности (заявка WO2009036830(A2)).The closest is a brake block for railway vehicles, comprising a cast iron rear brake block and a friction material rigidly connected to the rear brake block. The back of the pad has a curved plate base with an internal support surface for plastic material. The overall braking surface of the brake block is formed predominantly from at least one outer surface of the friction material and, to a lesser extent, from at least one outer surface of the rear part of the brake block. According to the invention, the base is made without a frame on the longitudinal sides and contains a cheek-shaped side wall on each transverse side. Friction material is located between the sidewalls. Each sidewall has at least one interruption that extends from the top surface of the sidewall toward the supporting surface and divides the sidewall into at least two sections. The edges of the side sections form part of the common braking surface (application WO2009036830(A2)).

Недостатком наиболее близкого решения является быстрый износ фрикционного элемента в процессе эксплуатации (пластмассы), фрикционные вставки обладают высокой износостойкостью, в результате чего снижаются характеристики фрикционного контакта колодки с колесом, коэффициент взаимного перекрытия, коэффициент трения, а, следовательно, эффективность торможения в целом. Также, боковины могут разрушиться в ходе экстренного торможения, поскольку их присоединение к задней стенке блока является консольным и его прочность может оказаться недостаточной из-за маленькой толщины.The disadvantage of the closest solution is the rapid wear of the friction element during operation (plastic), friction inserts have high wear resistance, as a result of which the characteristics of the friction contact of the pad with the wheel, the coefficient of mutual overlap, the coefficient of friction, and, consequently, the braking efficiency as a whole are reduced. Also, the sidewalls may collapse during emergency braking, since their connection to the rear wall of the block is cantilevered and its strength may be insufficient due to its small thickness.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В основу изобретения поставлена задача повышения надежности работы и износостойкости колодки, увеличения теплоотвода тормозной колодки и выравнивания температурного поля по рабочей поверхности колодки за счет высокого значения теплоемкости и теплопроводности металлического каркаса при заданном уровне коэффициента трения и минимальном износе колесной пары, обеспечить надежное крепление фрикционного элемента на металлическом каркасе, а также обеспечить более равномерный износ по длине колодки во время эксплуатации, увеличить коррозионную стойкость за счет цельнолитой конструкции металлического каркаса с теплопроводными элементами. Улучшение теплоотвода от зоны трения позволит значительно снизить количество дефектов колесных пар, возникающих в результате их перегрева в ходе торможения.The basis of the invention is the task of increasing the reliability and wear resistance of the pad, increasing the heat removal of the brake pad and leveling the temperature field along the working surface of the pad due to the high value of heat capacity and thermal conductivity of the metal frame at a given level of friction coefficient and minimal wear of the wheel pair, to ensure reliable fastening of the friction element to metal frame, and also ensure more uniform wear along the length of the pad during operation, increase corrosion resistance due to the one-piece design of the metal frame with heat-conducting elements. Improving heat removal from the friction zone will significantly reduce the number of wheel pair defects resulting from their overheating during braking.

Поставленная задача достигается следующим образом.The task is achieved as follows.

Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас с выполненными на его внешней поверхности технологическими отверстиями, закрепленный на фрикционном элементе, выполненном из композиционного материала. Согласно с изобретением, вдоль внутренней поверхности металлического каркаса выполнены по меньшей мере три теплопроводных элемента в виде удлиненных выступов с боковыми углублениями, крайние из которых расположены со смещением от краев металлического каркаса в продольном направлении, а по меньшей мере один промежуточный теплопроводный элемент расположен между крайними теплопроводными элементами, при этом теплопроводные элементы выполнены цельнолитыми с металлическим каркасом, доля объема металли- 2 043516 ческого каркаса с теплопроводными элементами составляет 25-55% от общего объема колодки, при этом в качестве композиционного материала фрикционного элемента использован безасбестовый материал на каучуково-смоляной основе.A brake pad for a railway vehicle, containing a metal frame with technological holes made on its outer surface, mounted on a friction element made of a composite material. According to the invention, at least three heat-conducting elements are made along the inner surface of the metal frame in the form of elongated protrusions with lateral recesses, the outermost of which are located offset from the edges of the metal frame in the longitudinal direction, and at least one intermediate heat-conducting element is located between the outer heat-conducting elements elements, while the heat-conducting elements are made solid with a metal frame, the share of the volume of the metal frame with heat-conducting elements is 25-55% of the total volume of the pad, while asbestos-free material on a rubber-resin basis is used as the composite material of the friction element.

Технический результат - увеличение теплопроводности тормозной колодки в целом и выравнивание температурного поля по рабочей поверхности колодки за счет высокого значения теплоемкости и теплопроводности металлического каркаса при заданном уровне коэффициента трения и минимальном износе колесной пары. Обеспечение более равномерного износа по длине колодки при эксплуатации и надежного закрепления фрикционного элемента. Увеличение коррозионной стойкости за счет цельнолитой с металлическим каркасом конструкции теплопроводных элементов, отсутствия поверхностей контакта металлических материалов разной природы (химического состава), что может привести к коррозионному электрохимическому процессу, который усиливается атмосферными явлениями (влажность, активные газы в воздухе и т.п.).The technical result is an increase in the thermal conductivity of the brake pad as a whole and equalization of the temperature field along the working surface of the pad due to the high value of heat capacity and thermal conductivity of the metal frame at a given level of friction coefficient and minimal wear of the wheelset. Ensuring more uniform wear along the length of the pad during operation and reliable fastening of the friction element. Increased corrosion resistance due to the one-piece design of heat-conducting elements with a metal frame, the absence of contact surfaces of metal materials of different nature (chemical composition), which can lead to a corrosive electrochemical process, which is enhanced by atmospheric phenomena (humidity, active gases in the air, etc.) .

При этом каждый из крайних теплопроводных элементов имеет по меньшей мере одну прорезь, разделяющую теплопроводный элемент на части, образуя теплопроводные участки, расположенные по продольным краям рабочей поверхности колодки, а промежуточный теплопроводный элемент образует по меньшей мере один теплопроводный участок в центральной части рабочей поверхности колодки, что обеспечивает равномерное распределение теплопроводных элементов по рабочей поверхности колодки и эффективный отвод тепла при торможении и повышает износостойкость тормозной колодки.Moreover, each of the outer heat-conducting elements has at least one slot dividing the heat-conducting element into parts, forming heat-conducting sections located along the longitudinal edges of the working surface of the block, and the intermediate heat-conducting element forms at least one heat-conducting section in the central part of the working surface of the block, which ensures uniform distribution of heat-conducting elements over the working surface of the pad and effective heat removal during braking and increases the wear resistance of the brake pad.

При этом по меньшей мере два промежуточных теплопроводных элемента расположены симметрично относительно центра продольной оси.In this case, at least two intermediate heat-conducting elements are located symmetrically relative to the center of the longitudinal axis.

При этом теплопроводные элементы имеют консольное соединение с задней частью каркаса, поэтому их толщина должна быть достаточной, чтоб предотвратить их разрушение в ходе любых режимов торможения.In this case, the heat-conducting elements have a cantilever connection to the rear part of the frame, so their thickness must be sufficient to prevent their destruction during any braking modes.

При этом тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит от 3 до 10 теплопроводных элементов. При уменьшении количества теплопроводных элементов, а именно менее трех, отвод тепла от рабочей поверхности не достаточен, что приводит к перегреванию колодки, а увеличение теплопроводных элементов на рабочей поверхности до более десяти, приводит к повреждению или быстрому износу колесных пар.In this case, the brake pad of a railway vehicle contains from 3 to 10 heat-conducting elements. When the number of heat-conducting elements is reduced, namely less than three, the heat removal from the working surface is not sufficient, which leads to overheating of the pad, and an increase in the heat-conducting elements on the working surface to more than ten leads to damage or rapid wear of the wheel pairs.

При этом теплопроводные элементы выполнены с литейными уклонами в сторону каркаса, составляющими 0,2-8,0°. Благодаря такому решению тепло от рабочей поверхности равномерно распределяется по всей плоскости колодки.In this case, the heat-conducting elements are made with casting slopes towards the frame, amounting to 0.2-8.0°. Thanks to this solution, the heat from the working surface is evenly distributed over the entire plane of the block.

При этом закрепление на каркасе фрикционного материала на поверхностях теплопроводных элементов происходит за счет его запрессовки в дисперсном виде и вулканизации под действием температуры и давления, что обеспечивает надежное крепление фрикционного элемента на каркасе и исключает возможность его отрыва во время экстренного торможения.In this case, the friction material is fixed to the frame on the surfaces of the heat-conducting elements due to its pressing in dispersed form and vulcanization under the influence of temperature and pressure, which ensures reliable fastening of the friction element to the frame and eliminates the possibility of its tearing off during emergency braking.

При этом безасбестовый материал на каучуково-смоляной основе с содержанием армирующих волокон и примесей обеспечивает достижение твердости поверхности фрикционного элемента по Бринеллю в пределах 3-35 НВ, коэффициента трения в паре с колесной сталью в пределах 0,06-0,30, значения приведены для колодок с низким коэффициентом трения.At the same time, a non-asbestos material on a rubber-resin basis containing reinforcing fibers and impurities ensures the achievement of a Brinell surface hardness of the friction element in the range of 3-35 HB, a friction coefficient paired with wheel steel in the range of 0.06-0.30, values are given for low friction pads.

При этом безасбестовый материал на каучуково-смоляной основе с содержанием армирующих волокон и примесей обеспечивает достижение твердости поверхности фрикционного элемента по Бринеллю в пределах 1,2-10 НВ, коэффициента трения колодки в паре с колесной сталью в пределах 0,17-0,45, значения приведены для колодок с высоким коэффициентом трения.At the same time, a non-asbestos material on a rubber-resin basis containing reinforcing fibers and impurities ensures the achievement of a Brinell surface hardness of the friction element in the range of 1.2-10 HB, a friction coefficient of the pad paired with wheel steel in the range of 0.17-0.45, Values are for high friction pads.

Экспериментально было установлено, что за счет использования безасбестового фрикционного материала на каучуково-смоляной основе с содержанием армирующих волокон и примесей, оптимальные значения твердости по Бринеллю для колодок с низким коэффициентом трения должны быть в пределах 3-35 НВ, а для колодок с высоким коэффициентом трения - в пределах 1,2-10 НВ. Данные диапазоны обеспечивают повышение износостойкости колодки. Использование материалов со значениями твердости ниже установленных диапазонов для каждого варианта приводит к быстрому износу рабочей поверхности, а использование материала с твердостью более установленных диапазонов для каждого варианта может приводить к ускоренному износу колесной пары. Также экспериментально установлено, что оптимальные диапазоны значений коэффициента трения для безасбестового материала на каучуковосмоляной основе с содержанием армирующих волокон составляют для колодок с низким коэффициентом трения в диапазоне 0,06-0,30, а для колодок с высоким коэффициентом трения в пределах 0,17-0,45. Данные диапазоны оптимальны, поскольку в данных пределах коэффициент трения остается наиболее стабильным в течение длительного времени эксплуатации, а также определяет наиболее оптимальные значения линейного износа и способствует улучшению износостойкости.It was experimentally established that due to the use of non-asbestos friction material on a rubber-resin basis containing reinforcing fibers and impurities, the optimal Brinell hardness values for pads with a low coefficient of friction should be in the range of 3-35 HB, and for pads with a high coefficient of friction - within 1.2-10 HB. These ranges provide increased wear resistance of the pad. The use of materials with hardness values below the established ranges for each option leads to rapid wear of the working surface, and the use of a material with hardness values above the established ranges for each option can lead to accelerated wear of the wheelset. It has also been experimentally established that the optimal ranges of friction coefficient values for a non-asbestos material on a rubber-resin basis containing reinforcing fibers are for pads with a low coefficient of friction in the range of 0.06-0.30, and for pads with a high coefficient of friction in the range of 0.17- 0.45. These ranges are optimal, since within these limits the friction coefficient remains most stable over a long period of operation, and also determines the most optimal values of linear wear and helps improve wear resistance.

При этом крайние теплопроводные элементы размещены по краям рабочей поверхности или смещены от края в продольном направлении на величину до 150 мм. Экспериментально было установлено, что такое расположение дает наиболее эффективное распределение теплопроводных элементов по рабочей поверхности, с учетом теплопроводных элементов, расположенных между крайними элементами. При размещении крайних теплопроводных элементов от края более чем на 150 мм в направлении центраIn this case, the outermost heat-conducting elements are placed at the edges of the working surface or offset from the edge in the longitudinal direction by up to 150 mm. It was experimentally established that this arrangement gives the most effective distribution of heat-conducting elements over the working surface, taking into account the heat-conducting elements located between the outer elements. When placing the outer heat-conducting elements from the edge more than 150 mm towards the center

--

Claims

working surface, heat-conducting elements accumulate and form areas that lead to uneven wear or even damage to the wheelset.

In this case, the metal frame contains a reinforcing insert, which is located in the central part, under the technological hole. Metal inserts also act as elements that compensate for vibration and shock loads during braking.

Graph 1 shows the temperature of the working surface of the wheel as a result of using the claimed pad, which is marked on the graph by position 1, in comparison with similar pads from the prior art, in which the friction element is attached to the metal frame using mechanical fastening, which is indicated on the graph by position 2 .

The results of testing pads on solid cast metal frames showed that the final temperature of the working surface of the wheel using pads on solid cast metal frames when braking from initial speeds from 50 to 140 km/h is on average 30% lower than under the same conditions using pads from the prior art. The final temperature of the working surface of the wheel during braking from 160 km/h is 4% lower when using pads with integrally cast metal frames. The ability to remove heat from the working surface of the wheel is much higher for pads on solid cast metal frames. The use of the declared pads significantly reduces the likelihood of defects in wheel pairs, and also reduces the incidence of ice freezing.

List of drawing figures

The present invention is illustrated by the following example of its implementation, as well as corresponding illustrative materials, which depict the following:

Fig. 1 - general view of the metal frame of the pad with a friction element.

Fig. 2 - general view of the metal frame of the block from below.

Fig. 3 - side view of the metal frame of the block.

Fig. 4 - section A-A in Fig. 3.

Fig. 5 - top view of the metal frame of the block.

Fig. 6 - view of the metal frame of the block from below.

The depicted materials illustrating the claimed invention, as well as the given examples of specific implementation, in no way limit the scope of the claims set forth in the formula, but only explain the essence of the invention.

Detailed description (information confirming the possibility of implementing the invention)

The brake pad of a railway vehicle contains a metal frame 1 with side technological holes 2 made on its outer surface and a composite friction element 3 made of non-asbestos material on a rubber-resin basis and fixed on the inner surface of the metal frame 1. Along the inner surface of the metal frame 1 there are outer heat-conducting elements 4, which are located offset from the edges of the metal frame 1 in the longitudinal direction, and intermediate heat-conducting elements 5, which are located between the outer heat-conducting elements 4. Heat-conducting elements 4, 5 are made in the form of elongated protrusions with lateral recesses 8 and solid cast metal frame 1. The brake pad also contains a reinforcing insert 6, which is located in the central part, under the central technological hole 7. The friction element 3 is secured to the metal frame 1 by pressing it in dispersed form and vulcanizing under the influence of temperature and pressure.

The claimed invention can be used in the design of brake pads for certain types of railway vehicles, in particular for passenger cars and motor-car rolling stock (electric trains). The pads are made of a metal frame 1, made of solid casting with heat-conducting elements 4, 5 to the working surface. During braking, not only the friction composite element 3, which is made of a non-asbestos material on a rubber-resin basis, but also heat-conducting elements 4, 5 come into contact with the wheel pair. The presence of heat-conducting elements 4, 5 to the surface of the wheel pair allows the pad to perform a number of functions, the main of which consists of a significant increase in heat removal from the friction surface of the pad and wheelset, which minimizes wear of the wheelset.

The invention ensures the stability of the friction characteristics of the working surface throughout the entire life of the pad, reduces wear of the wheelset and increases operational safety in emergency braking modes.

CLAIM

1. A brake pad for a railway vehicle, containing a metal frame with technological holes made on its outer surface, mounted on a friction element made of a composite material, characterized in that at least three heat-conducting elements in the form of elongated protrusions are made along the inner surface of the metal frame with lateral recesses, the outermost of which are located offset from the edges of the metal frame in the longitudinal direction by up to 150 mm, and along

-