RU127022U1 - Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками - Google Patents

Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками Download PDF

Info

Publication number
RU127022U1
RU127022U1 RU2012129936/11U RU2012129936U RU127022U1 RU 127022 U1 RU127022 U1 RU 127022U1 RU 2012129936/11 U RU2012129936/11 U RU 2012129936/11U RU 2012129936 U RU2012129936 U RU 2012129936U RU 127022 U1 RU127022 U1 RU 127022U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inserts
friction
block
abrasiveness
composite
Prior art date
Application number
RU2012129936/11U
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Сергеевич Фадеев
Александр Викторович Конаков
Юрий Леонидович Чигрин
Олег Викторович Штанов
Юрий Васильевич Ободовский
Николай Михайлович Паладин
Антонина Владимировна Шакина
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Современные Тормозные Системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Современные Тормозные Системы" filed Critical Закрытое акционерное общество "Современные Тормозные Системы"
Priority to RU2012129936/11U priority Critical patent/RU127022U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU127022U1 publication Critical patent/RU127022U1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

1. Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками, содержащая стальной каркас, чугунное дугообразное тело, снабженное вставками, размещенными группами, абразивность материала вставок превышает абразивность материала тела колодки, вставки закреплены сваркой, а весь набор залит чугуном с образованием единой рабочей поверхности колодки, отличающаяся тем, что колодка имеет дополнительный металлический каркас, на котором закреплены вставки основного участка тела колодки, выполненные из композиционного фрикционного материала, с коэффициентом трения выше коэффициента трения основы, и боковые вставки, выполненные в виде профильных элементов, находящехся в контакте с гребневой поверхностью бандажа колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, при этом боковые вставки выполнены из антифрикционного композиционного материала с коэффициентом трения ниже коэффициента трения материала основы и абразивностью ниже абразивности материала основы и материала вставок основного участка тела колодки.2. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный металлический каркас, на котором закреплены фрикционные и антифрикционные вставки, закреплен сваркой на стальном каркасе.3. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что фрикционные вставки основного участка тела колодки выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 800°С.4. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что общая площадь поверхности трения фрикционных цилиндрических вставок основного участка тела колодки составляет 60-95% от рабочей поверхности основного участка колодки.5. Тормозная к�

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к тормозному оборудованию железнодорожных вагонов, а также может использоваться на других видах транспорта в тормозных системах.
Известна тормозная колодка по Авт.св. 1572889, В61Н 1/00, публ. 23.06.90, содержащая стальной каркас, чугунное дугообразное тело, состоящее из основного и профильного участков с выполненным в нем ручьем и снабженное вставками, заложенными рядами в тело колодки со стороны рабочей трущейся поверхности, причем гребневые вставки профильного участка выполнены в виде цилиндрических элементов с продольным вырезом и установлены в ручье колодки с возможностью схватывания и взаимодействия с гребнем бандажа колеса.
Однако в известном техническом решении вставки выполнены из специального чугуна, обладающего высокой твердостью, и вследствие этого вызывают интенсивный износ поверхности колес.
Известна тормозная колодка, содержащая стальной каркас и чугунное дугообразное тело, состоящее из основного и профильного участков. В тело колодки со стороны рабочей трущейся поверхности на профильном участке заложен один ряд гребневых вставок, выполненных в виде цилиндрических элементов с продольным вырезом, охватывающих гребень бандажа колеса. На основном участке заложены рядами, по крайней мере, две группы вставок цилиндрической формы. В каждой из групп центры трех ближайших вставок равноудалены друг от друга, а ряды этих вставок развернуты относительно продольной оси колодки. Вставки выполнены из пластичного металла, например из стали. Патент №2153994, МПК 7 В61Н 1/00, F16D 65/04, 69/00, Бюл. №22, 10.08.2000. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком известной тормозной колодки является снижение тормозного эффекта при нагреве колодки, за счет перегрева вставок снижается коэффициента трения, что способствует еще большему износу пар трения. Колодка создает шум при работе. Колодка не обладает смазывающим эффектом бандажа колеса и рельсового пути.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности торможения железнодорожных вагонов, улучшение экологической обстановки в районе торможения железнодорожного состава, снижение эксплуатационных затрат на обслуживание колесных пар железнодорожного вагона и железнодорожного пути.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении уровня шумового загрязнения в процессе торможения, снижении износа гребня колеса и боковой поверхности рельса, увеличении межремонтного периода обслуживания колесных пар, уменьшении потребления тормозных колодок, повышение стабильности и надежности функционирования тормозных систем.
Технический результат достигается тормозной вагонной колодкой с композиционными вставками, содержащей стальной каркас, чугунное дугообразное тело, снабженного вставками, размещенных группами, абразивность материала вставок превышает абразивность материала тела колодки, вставки закреплены сваркой, а весь набор залит чугуном с образованием единой рабочей поверхности колодки, при этом колодка имеет дополнительный металлический каркас, на котором закреплены вставки основного участка тела колодки, выполненные из композиционного фрикционного материала, с коэффициентом трения выше коэффициента трения основы, и боковые вставки, выполненные в виде профильных элементов, находящейся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, при этом боковые вставки выполнены из антифрикционного композиционного материала с коэффициентом трения ниже коэффициента трения материала основы и абразивностью ниже абразивности материала основы и материала вставок, основного участка тела колодки. Кроме этого дополнительный металлический каркас, на котором закреплены фрикционные и антифрикционные вставки, закреплен сваркой на стальном каркасе, фрикционные вставки основного участка тела колодки выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 800°С, общая площадь поверхности трения фрикционных цилиндрических вставок основного участка тела колодки составляет 60-95% от рабочей поверхности основного участка колодки, общая площадь поверхности антифрикционных боковых вставок составляет не менее 80% от боковой поверхности колодки основного участка колодки находящейся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса.
Разрушение поверхности катания колеса происходит как в результате контакта в системе «тормозная колодка-колесо», так и системе в «колесо-рельс», т.е. колесо подвергается износу со стороны тормозной колодки и со стороны рельса. Авторами предлагаемого технического решения были проведены исследования поверхности катания колеса локомотива, работавшего с тормозными колодками, изготовленными из чугуна. Изучен механизм образования микротрещин на различных участках контактной поверхности колеса. Фрагменты различных этапов разрушения показаны на фиг1. На фото №1-4 приведены дефекты в виде трещин и выщерблин с максимальной глубиной проникновения до 1,5 мм. На фото №4 показаны зоны зародившихся трещин на некотором удалении от поверхности. Появление таких дефектов обусловлено высоким контактным давлением. При дальнейшем развитие внутренних трещин происходит их выход на поверхность с последующим отслаиванием (отрывом) частицы. Такие частицы в дальнейшем работают как абразивные частицы, приводящие к интенсивному износу поверхности колеса. Образование микротрещин происходит постепенно и имеет несколько стадий. Трещины начинают развиваться задолго до разрушения при усталостном, пластическом и даже хрупком виде разрушения. Длительность процесса накопления дефектов материала, до появления и дальнейшего развития трещины занимает значительную часть, доходя до 90% времени процесса разрушения.
Чтобы не доводить до появления на контактной поверхности (поверхность катания) колеса микротрещин, данная поверхность должна постоянно подвергаться очистке от загрязнения и удалению поверхностного слоя. Такое удаление, возможно, проводить в процессе торможения, при условии, что тормозная колодка имеет более высокую абразивную стойкость по сравнению с материалом обода колеса и имеет высокий коэффициент трения. Предлагаемая тормозная колодка имеет металлический каркас, на котором закреплены цилиндрические вставки основного участка тела колодки, выполненные из композиционного фрикционного материала, с коэффициентом трения выше коэффициента трения основы, такое исполнение колодки позволяет производить очистку поверхности катания колеса. Регулярное очищение поверхности катания колеса от загрязнений и отслоившихся участков в процессе торможения приводит к увеличению межремонтного периода обслуживания колесных пар, связанного с заменой изношенных колес, также уменьшается потребление тормозных колодок, так как абразивная стойкость композиционных сплавов в 2-4 раза выше чугуна и стали. Поскольку большая часть контактной поверхности системы «тормозная колодка-колесо» приходится на вставки из композиционного состава, вследствие этого уменьшится шумовое загрязнение в процессе торможения.
Второй поверхностью колеса, подверженной интенсивному износу, является поверхность гребня. Особенно сильно износ данной поверхности происходит при движении по криволинейным участкам дорог. Чтобы уменьшить износ поверхности гребня, предлагается на его поверхность наносить слой антифрикционного материала, наносить этот слой должна тормозная колодка в процессе торможения. Чтобы происходил такой процесс, в предлагаемом техническом решении боковые вставки колодки, выполненные в виде плоских элементов, находящейся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, при этом боковые вставки выполнены из антифрикционного композиционного материала с коэффициентом трения ниже коэффициента трения материала основы профильного участка и имеют низкую абразивную стойкость. В процессе торможения каждый раз будет происходить контакт антифрикционного материала с поверхностью гребня колеса. Поскольку абразивная стойкость вставок ниже абразивной стойкости материала колеса рельса, то будет происходить перенос антифрикционного материала на поверхность гребня колеса, а в последующем, при движении в кривых, будет снижен износ гребня и рельса.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где фиг.2 представлен общий вид колодки сверху, на фиг.3 показано сечение по разрезу А-А фиг.2.
Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками, содержит стальной каркас 1, чугунное дугообразное тело 2, состоящее из основного участка тела колодки 2.1 снабженного вставками 3, абразивность материала вставок превышает абразивность материала тела колодки, профильного участка тела колодки 2.2, снабженного вставками 4, вставки 3 и 4 закреплены сваркой, а весь набор залит чугуном с образованием единой рабочей поверхности колодки. Колодка имеет дополнительный металлический каркас 5, на котором закреплены цилиндрические вставки 3 основного участка тела колодки 2.1 выполненные из композиционного фрикционного материала, с коэффициентом трения выше коэффициента трения основы, и боковые вставки участка 2.2 выполненные в виде профильных вставок 4 находящихся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса (гребневая поверхность колеса не показана). Вставки 4 выполнены из антифрикционного композиционного материала с коэффициентом трения ниже коэффициента трения материала основы бокового участка и абразивностью ниже абразивности материала тела колодки 2 и материала вставок 3 размещенных в основном участке тела колодки 2.1. Дополнительный металлический каркас 5, на котором закреплены фрикционные вставки 3 основного участка тела колодки 2.1, фрикционные вставки 3 основного участка тела колодки 2.1 выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 800°С.
Абразивность материала любой вставки основного участка тела колодки может превышать абразивность материала тела колодки. Предпочтительное превышение абразивности материала вставок не менее чем в 1,2-1,5 раза. Абразивность материала любой гребневой вставки из антифрикционного материала, установленной в ручье профильного участка тела колодки может быть меньше абразивности материала тела колодки, предпочтительнее не менее чем 2 раза.
Работа тормозной колодки происходит следующим образом. При прижатии рабочей поверхности колодки к рабочей поверхности колеса вагона происходит торможение и смазывание (натирание) гребневой поверхности колеса. В дальнейшем при движении происходит контакт между гребневой поверхностью колеса и боковой поверхностью рельса. Поскольку на гребневой поверхности колеса имеются частицы антифрикционного материала колодки, происходит смазывание боковой поверхности рельса и уменьшается ее износ.
Возможность изготовления колодок с использованием различных материалов и технологий изготовления вставок позволяет улучшить их качество и варьировать получаемые технические показатели колодок в зависимости от требований конкретных условий работы на том или ином участке дороги с учетом рельефа и климатических условий.

Claims (5)

1. Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками, содержащая стальной каркас, чугунное дугообразное тело, снабженное вставками, размещенными группами, абразивность материала вставок превышает абразивность материала тела колодки, вставки закреплены сваркой, а весь набор залит чугуном с образованием единой рабочей поверхности колодки, отличающаяся тем, что колодка имеет дополнительный металлический каркас, на котором закреплены вставки основного участка тела колодки, выполненные из композиционного фрикционного материала, с коэффициентом трения выше коэффициента трения основы, и боковые вставки, выполненные в виде профильных элементов, находящехся в контакте с гребневой поверхностью бандажа колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, при этом боковые вставки выполнены из антифрикционного композиционного материала с коэффициентом трения ниже коэффициента трения материала основы и абразивностью ниже абразивности материала основы и материала вставок основного участка тела колодки.
2. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный металлический каркас, на котором закреплены фрикционные и антифрикционные вставки, закреплен сваркой на стальном каркасе.
3. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что фрикционные вставки основного участка тела колодки выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 800°С.
4. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что общая площадь поверхности трения фрикционных цилиндрических вставок основного участка тела колодки составляет 60-95% от рабочей поверхности основного участка колодки.
5. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что общая площадь поверхности антифрикционных боковых вставок составляет не менее 80% от боковой поверхности колодки основного участка колодки, находящейся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса.
Figure 00000001
RU2012129936/11U 2012-07-16 2012-07-16 Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками RU127022U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129936/11U RU127022U1 (ru) 2012-07-16 2012-07-16 Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129936/11U RU127022U1 (ru) 2012-07-16 2012-07-16 Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU127022U1 true RU127022U1 (ru) 2013-04-20

Family

ID=49153797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012129936/11U RU127022U1 (ru) 2012-07-16 2012-07-16 Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU127022U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA029533B1 (ru) * 2015-01-27 2018-04-30 Общество с ограниченной ответственностью "Белоцерковский завод "Трибо" Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства (варианты)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA029533B1 (ru) * 2015-01-27 2018-04-30 Общество с ограниченной ответственностью "Белоцерковский завод "Трибо" Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства (варианты)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU125950U1 (ru) Тормозная вагонная композиционная колодка
Cuervo et al. Correlations between wear mechanisms and rail grinding operations in a commercial railroad
RU126300U1 (ru) Тормозная колодка с композиционными вставками для локомотивов и мотовозов
RU127350U1 (ru) Тормозная композиционная колодка для локомотивов и мотовозов
RU2494901C1 (ru) Тормозная колодка с композиционными вставками для локомотивов и мотовозов
RU127022U1 (ru) Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками
AU767920B2 (en) Friction management brake shoe
US4781121A (en) System for enhancing traction and energy efficiency in trains
RU133490U1 (ru) Колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа
Kalousek et al. Tribological interrelationship of seasonal fluctuations of freight car wheel wear, contact fatigue shelling and composition brakeshoe consumption
RU2531677C2 (ru) Тормозная вагонная колодка с композиционными вставками
Arias-Cuevas et al. Field investigations into the performance of magnetic track brakes of an electrical multiple unit against slippery tracks. Part 1: Adhesion improvement
RU2499711C1 (ru) Тормозная композиционная колодка для локомотивов и мотовозов
RU2525609C1 (ru) Колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа
CN211621018U (zh) 一种层流等离子技术处理的铁路钢轨
RU2502901C1 (ru) Тормозная вагонная композиционная колодка
Gorbunov et al. Reducing the wheel-rail system wear intensity with thermomechanical impact.
CN110846942A (zh) 一种层流等离子技术处理的铁路钢轨
RU2524763C1 (ru) Колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа
RU133489U1 (ru) Колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа
UA155380U (uk) Гальмівна колодка
US20020108824A1 (en) Friction management brake shoe
Słowiński The characteristics of the selected types of wheel wear and their effect on the rail vehicle–track interaction.
RU167036U1 (ru) Тормозная колодка композиционная
CN111101410A (zh) 钢轨在线增材修复车

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150717