RU133489U1 - CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON - Google Patents

CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON Download PDF

Info

Publication number
RU133489U1
RU133489U1 RU2013127621/11U RU2013127621U RU133489U1 RU 133489 U1 RU133489 U1 RU 133489U1 RU 2013127621/11 U RU2013127621/11 U RU 2013127621/11U RU 2013127621 U RU2013127621 U RU 2013127621U RU 133489 U1 RU133489 U1 RU 133489U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel frame
friction
bases
pressure plates
elements
Prior art date
Application number
RU2013127621/11U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Сергеевич Фадеев
Александр Викторович Конаков
Юрий Леонидович Чигрин
Олег Викторович Штанов
Юрий Васильевич Ободовский
Николай Михайлович Паладин
Антонина Владимировна Шакина
Олег Викторович Довгаль
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно Технический Центр Информационные Технологии" (НТЦ Информационные Технологии)
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно Технический Центр Информационные Технологии" (НТЦ Информационные Технологии) filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно Технический Центр Информационные Технологии" (НТЦ Информационные Технологии)
Priority to RU2013127621/11U priority Critical patent/RU133489U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU133489U1 publication Critical patent/RU133489U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

1. Колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа, содержащая стальной каркас, имеющий скобу и направляющие, приваренные к наружной поверхности, дугообразное тело, состоящее их отдельных фрикционных элементов, закрепленных на стальном каркасе, элементы выполнены из фрикционного материала методом порошковой металлургии, работающего при температуре не выше 850°С, отличающаяся тем, что направляющие и стальной каркас имеют прижимные пластины, которые удерживают фрикционные элементы на стальном каркасе, фрикционный элемент колодки выполнен в форме призматоида, основания которого имеют форму трапеции, в основаниях имеются впадины с буртом, куда входят прижимные пластины стального каркаса, одна из боковых поверхностей фрикционного элемента расположена перпендикулярно основаниям и прижата к стальному каркасу, противоположная поверхность, контактирующая с поверхностью катания колеса, имеет уклон 1:20 и сопрягается с одним из оснований по радиусу не более 20 мм, две другие боковые поверхности расположены под углом 2-7° друг к другу, на одной из них имеется выступ, на другой - впадина, при сборке колодки выступ входит во впадину, механически фиксируя соседние фрикционные элементы между собой, образуя дугообразное тело колодки, вставленный в стальной каркас фрикционный элемент закреплен путем обжима боковых прижимных пластин стального каркаса, два крайних дополнительно прижаты прижимными пластинами направляющих стального каркаса, фрикционный элемент колодки выполнен из материала на основе железа, содержащего, мас.%; медь - 9-16, углерод - 0,5-3,0, окись алюминия - 2-4, хром - 0,5-1,5, молибден - 0,1-0,2, фосфор - 0,01-3,0, име�1. An iron-based composite wagon brake shoe containing a steel frame having a bracket and guides welded to the outer surface, an arcuate body consisting of individual friction elements mounted on a steel frame, the elements are made of friction material by powder metallurgy working at a temperature not higher than 850 ° C, characterized in that the guides and the steel frame have pressure plates that hold the friction elements on the steel frame, the friction element the plate is made in the form of a prismatoid, the bases of which are trapezoidal, there are hollows in the bases with a shoulder, which includes the pressure plates of the steel frame, one of the side surfaces of the friction element is perpendicular to the bases and pressed against the steel frame, the opposite surface in contact with the wheel rolling surface, has a slope of 1:20 and mates with one of the bases with a radius of not more than 20 mm, the other two side surfaces are located at an angle of 2-7 ° to each other, on one of them there is a ledge, on the corner is a depression, when assembling the block, the protrusion enters the cavity, mechanically fixing adjacent friction elements to each other, forming an arched body of the block, the friction element inserted into the steel frame is fixed by crimping the side pressure plates of the steel frame, the two extreme ones are pressed by the pressure plates of the steel frame guides, the friction element of the pad is made of iron-based material containing, wt.%; copper - 9-16, carbon - 0.5-3.0, aluminum oxide - 2-4, chromium - 0.5-1.5, molybdenum - 0.1-0.2, phosphorus - 0.01-3 , 0,

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к тормозному оборудованию подвижного состава, а также может использоваться в тормозных системах на других видах транспорта.The utility model relates to railway transport, in particular to brake equipment of rolling stock, and can also be used in brake systems on other modes of transport.

Известна тормозная колодка по Авт. св. 1572889, B61H 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.Known brake pad by Auth. St. 1572889, B61H 1/00, publ. 06/23/90, containing a steel frame, a cast-iron arched body consisting of a main and profile sections with a stream made in it and equipped with inserts laid in rows in the block body from the side of the working friction surface, and the ridge inserts of the profile section are made in the form of cylindrical elements with a longitudinal cut-out and installed in the creek pads with the possibility of setting and interaction with the crest of the wheel brace.

Однако в известном техническом решении вставки выполнены из специального чугуна, обладающего высокой твердостью, и вследствие этого вызывают интенсивный износ поверхности колес. Кроме того, выполнение вставок основного участка призматическими, с непрерывной поверхностью трения, ухудшает теплоотвод и способствует еще большему износу пар трения и снижению тормозного усилия из-за уменьшения коэффициента трения.However, in the known technical solution, the inserts are made of special cast iron having high hardness, and therefore cause intense wear on the surface of the wheels. In addition, the implementation of the inserts of the main section prismatic, with a continuous surface of friction, reduces heat dissipation and contributes to even greater wear of friction pairs and reduce braking force due to a decrease in the coefficient of friction.

Известна тормозная колодка, содержащая стальной каркас, дугообразное тело, состоящее из основного участка тела колодки и профильного участка тела колодки с выполненным в нем ручьем. 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 RU №2153994.Known brake pad containing a steel frame, an arched body consisting of a main section of the body of the pads and a profile section of the body of the pads with a stream made in it. One row of ridge inserts made in the form of cylindrical elements with a longitudinal cut, covering the crest of the wheel bandage, is laid in the body of the block from the side of the working rubbing surface on the profile section. At least two groups of cylindrical inserts are laid in rows in the main section. In each of the groups, the centers of the three nearest inserts are equidistant from each other, and the rows of these inserts are deployed relative to the longitudinal axis of the block. The inserts are made of ductile metal, for example steel. Patent RU No. 2153994.

Недостатком известной тормозной колодки является снижение тормозного эффекта при нагреве колодки, за счет перегрева вставок снижается коэффициента трения. Колодка создает шум при работе.A disadvantage of the known brake pad is the reduction of the brake effect when the pad is heated, due to the overheating of the inserts, the friction coefficient is reduced. The shoe creates noise during operation.

Известна тормозная вагонная композиционная колодка, содержащая стальной каркас, дугообразное тело, состоящее из основного участка тела колодки и бокового участка тела колодки находящейся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, при этом дугообразное тело колодки состоит их отдельных элементов, закрепленных на стальном каркасе, причем элементы, образующие основной участок тела колодки выполнены из фрикционного материала, а элементы образующие боковой участок тела колодки, выполнены из антифрикционного материала в виде профильных элементов, находящейся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, фрикционный материал имеет в 1,5-10 раз больше коэффициент трения и в 1,5-3,5 большую абразивную стойкость, чем у антифрикционного материала, фрикционные элементы образующие основной участок тела колодки имеют различную высоту, фрикционные элементы с большей высотой расположены на краях стального каркаса. Кроме этого фрикционные элементы образующие основной и боковой участки тела колодки закреплены сваркой на металлическом каркасе и между собой металлургическим способом, фрикционные элементы основного участка тела колодки выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 850°C, фрикционных элементов основного участка колодки, как минимум, два (RU 125950).Known brake carriage block containing a steel frame, an arcuate body, consisting of a main section of the body of the block and a side section of the body of the block in contact with the ridge surface of the wheel, interacting with the side surface of the rail, while the arcuate body of the block consists of individual elements mounted on steel frame, and the elements forming the main part of the body of the pads are made of friction material, and the elements forming the side part of the body of the pads are made s of antifriction material in the form of profile elements in contact with the flange surface of the wheel interacting with the side surface of the rail, the friction material has a coefficient of friction 1.5–10 times greater and 1.5–3.5 greater abrasion resistance than for antifriction material, the friction elements forming the main part of the body of the block have different heights, friction elements with a higher height are located on the edges of the steel frame. In addition, the friction elements forming the main and lateral parts of the body of the shoe are fixed by welding on a metal frame and between them in a metallurgical way, the friction elements of the main part of the body of the shoe are made of composite friction material operating at temperatures up to 850 ° C, the friction elements of the main part of the shoe are at least , two (RU 125950).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа.This technical solution was made as a prototype.

Недостатком известной тормозной колодки является отсутствие очищающего эффекта тормозной колодки в процессе контакта колеса с колодкой, не определены геометрические и механические параметры элементов с максимальной износостойкостью тормозной колодки.A disadvantage of the known brake pad is the lack of a cleaning effect of the brake pad during the contact of the wheel with the pad, the geometric and mechanical parameters of the elements with the maximum wear resistance of the brake pad are not determined.

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения железнодорожных вагонов.The objective of the proposed technical solution is to increase the safety of railway cars.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в устранении дефектного слоя образующегося на поверхности катания вагонного колеса, улучшении теплоотвода из зоны контакта колодки и колеса, повышении износостойкости тормозной колодки, повышения технологичности изготовления колодки, снижение периода приработки в системе «колесо - тормозная колодка».In the process of solving this problem, a technical result is achieved, consisting in eliminating the defective layer formed on the rolling surface of the wagon wheel, improving heat dissipation from the contact area of the shoe and wheel, increasing the wear resistance of the brake shoe, increasing the manufacturability of the shoe, reducing the running-in period in the wheel-brake shoe system ".

Технический результат достигается колодкой вагонной тормозной композиционной на основе железа, содержащей стальной каркас имеющий скобу и направляющие, приваренные к наружной поверхности, дугообразное тело, состоящее их отдельных фрикционных элементов, закрепленных на стальном каркасе, элементы выполнены из фрикционного материала, методом порошковой металлургии, работающего при температуре не выше 850°C. при этом направляющие и стальной каркас имеют прижимные пластины, которые удерживают фрикционные элементы на стальном каркасе, фрикционный элемент колодки выполнен в форме призматоида, основания которого имеют форму трапеции, в основаниях имеются впадины с буртом, куда входят прижимные пластины стального каркаса, одна из боковых поверхностей фрикционного элемента расположена перпендикулярно основаниям и прижата к стальному каркасу, противоположная поверхность, контактирующая с поверхностью катания колеса, имеет уклон 1:20, и сопрягается с одним из оснований по радиусу не более 20 мм, две другие боковые поверхности расположены под углом 2°-7° друг к другу, на одной из них имеется выступ, на другой впадина, при сборке колодки, выступ входит во впадину, механически фиксируя соседние фрикционных элементов между собой, образуя дугообразное тело колодки, вставленный в стальной каркас фрикционный элемент, закреплен путем обжима боковых прижимных пластин стального каркаса, два крайних дополнительно прижаты прижимными пластинами направляющих стального каркаса, фрикционный элемент колодки выполнены из материала на основе железа содержащего по массе %; медь - 9-16, углерод - 0,5-3,0, окись алюминия - 2-4, хром - 0,5-1,5, молибден - 0,1-0,2, фосфор - 0,01-3.0, имеющего твердость по Бринелю (80-120)HB5/125/10, микротвердость основы (230-250)HV50, состоящей из пластинчатого перлита с медными прослойками по границам зерен и микротвердость включений (700-900)HV50, состоящих из карбидных соединений молибдена и хрома и абразивную стойкость, превышающую абразивную стойкостью колеса. Кроме этого фрикционные элементы закреплены между собой металлургическим способом, прижимные пластины имеют S-образную форму, основания призматоида расположены параллельно плоскости вращения колеса, прижимные пластины стального каркаса расположены под углом к спинке каркаса 45°-60° и образуют в поперечном сечении паз трапецеидальной формы, на боковых поверхностях расположенных под углом 2°-7° друг к другу, выступы и впадины имеют прямоугольную или трапецеидальную форму.The technical result is achieved by a block of a wagon brake composition based on iron, containing a steel frame having a bracket and guides welded to the outer surface, an arched body consisting of individual frictional elements mounted on a steel frame, the elements are made of friction material, using powder metallurgy working at temperature not higher than 850 ° C. in this case, the guides and the steel frame have pressure plates that hold the friction elements on the steel frame, the friction element of the block is made in the form of a prismoid, the bases of which are trapezoidal, there are hollows in the bases with a shoulder, which includes the pressure plates of the steel frame, one of the side surfaces the friction element is perpendicular to the bases and pressed against the steel frame, the opposite surface in contact with the surface of the wheel has a slope of 1:20, and mates With one of the bases with a radius of not more than 20 mm, the other two side surfaces are located at an angle of 2 ° -7 ° to each other, on one of them there is a protrusion, on the other cavity, when assembling the block, the protrusion enters the cavity, mechanically fixing adjacent friction elements to each other, forming an arcuate body of the block, inserted into the steel frame, the friction element is fixed by crimping the side pressure plates of the steel frame, the two extreme ones are additionally pressed by the pressure plates of the guides of the steel frame, the friction element Ent pads are made of iron-based material containing% by mass; copper - 9-16, carbon - 0.5-3.0, alumina - 2-4, chromium - 0.5-1.5, molybdenum - 0.1-0.2, phosphorus - 0.01-3.0 having Brinell hardness (80-120) HB 5/125/10 , microhardness of the base (230-250) HV 50 , consisting of lamellar perlite with copper interlayers at the grain boundaries and microhardness of inclusions (700-900) HV 50 , consisting of carbide compounds of molybdenum and chromium; and abrasion resistance exceeding the abrasion resistance of the wheel. In addition, the friction elements are secured to each other in a metallurgical manner, the pressure plates are S-shaped, the base of the prismaticoid are parallel to the plane of rotation of the wheel, the pressure plates of the steel frame are at an angle to the back of the frame 45 ° -60 ° and form a trapezoidal groove in cross section, on the side surfaces located at an angle of 2 ° -7 ° to each other, the protrusions and depressions are rectangular or trapezoidal in shape.

Влияние колодки сказывается не только на разрушении контактных поверхностей в системе «тормозная колодка-колесо», но и системе в «колесо-рельс». Колесо подвергается износу, как со стороны тормозной колодки, так и со стороны рельса. Авторами предлагаемого технического решения были проведены исследования поверхности катания железнодорожного колеса вагона находящегося в контакте с тормозными колодками, изготовленными из чугуна. Изучен механизм образования микротрещин на различных участках контактной поверхности колеса. Дефекты, в виде трещин и выщерблин, с максимальной глубиной проникновения до 1,5 мм ускоряют не только износ колеса, но и рельса. Появление таких дефектов обусловлено высоким контактным давлением. При дальнейшем развитии трещин происходит их отслаивание (отрыв) участков поверхности колеса в виде отдельных твердых частиц. Они в дальнейшем работают как абразивные частицы, приводящие к интенсивному износу, как поверхности колеса, так и поверхности катания рельса. Образование абразивных частиц происходит в несколько стадий. Это зарождение микротрещин, которое происходит постепенно в результате усталостных явлений. Микротрещины начинают развиваться задолго до того, как произойдет образование абразивных частиц, и их отделения от поверхности. Длительность процесса накопления дефектов материала колеса, занимает значительную часть, доходя до 90% времени процесса разрушения. Чтобы не доводить до появления на контактной поверхности (поверхность катания) колеса абразивных частиц, данная поверхность должна постоянно подвергаться очистке от загрязнения и удалению поверхностного дефектного слоя. Такое удаление происходит в процессе торможения заявляемой тормозной колодкой, имеющей более высокую абразивную стойкость по сравнению с материалом обода колеса вагона. Кроме этого тормозная колодка должна обладать рядом физических свойств, способных выполнить задачу по очистке поверхности катания вагонного колеса. К таким свойствам в первую очередь относятся твердость материала колодки и микротвердость отдельных компонентов материала. Колодка, выполненная на основе железа с добавлением карбидообразующих элементов, например, хрома, молибдена и свободного графита, фосфора, в процессе спекания образуют материал с таким соотношением свойств по твердости и микротвердости фиг.3. Образование медных прослоек фиг.3 значительно улучшает теплопроводность колодки, что приводит к снижению температуры в зоне контакта, тем самым колодка более эффективно тормозит при более высоких скоростях движения состава, при сохранении высокого коэффициента трения, т.е повышается ее износостойкость. Изготовление фрикционных элементов колодки на основе железа методом порошковой металлургии, состоящих из отдельных элементов, позволяет достичь указанных свойств, выполнением их из материала на основе железа содержащего по массе %: медь - 9-16, углерод - 0,5-3,0, окись алюминия - 2-4, хром - 0,5-1,5, молибден - 0,1-0,2, фосфор - 0,01-3.0, имеющего твердость по Бринелю (80-120)НВ5/125/10, микротвердость основы (230-250)HV50, состоящей из пластинчатого перлита с медными прослойками по границам зерен и микротвердость включений (700-900)HV50, состоящих из карбидных соединений молибдена и хрома и абразивную стойкость, превышающую абразивную стойкостью колеса вагона.The influence of the block affects not only the destruction of the contact surfaces in the brake shoe-wheel system, but also in the wheel-rail system. The wheel is subject to wear, both on the brake pad side and on the rail side. The authors of the proposed technical solution conducted a study of the rolling surface of a railway wheel of a car in contact with brake pads made of cast iron. The mechanism of microcrack formation in various parts of the contact surface of the wheel is studied. Defects in the form of cracks and crevices with a maximum penetration depth of up to 1.5 mm accelerate not only the wear of the wheel, but also the rail. The appearance of such defects is due to high contact pressure. With the further development of cracks, they delaminate (detach) sections of the surface of the wheel in the form of individual solid particles. They subsequently work as abrasive particles, leading to intense wear, both on the surface of the wheel and on the rolling surface of the rail. The formation of abrasive particles occurs in several stages. This is the nucleation of microcracks, which occurs gradually as a result of fatigue phenomena. Microcracks begin to develop long before the formation of abrasive particles and their separation from the surface. The duration of the process of accumulation of defects in the material of the wheel takes a significant part, reaching up to 90% of the time of the destruction process. In order not to bring the wheels of abrasive particles to the appearance on the contact surface (rolling surface), this surface must be constantly cleaned of dirt and the surface defective layer removed. This removal occurs during braking of the inventive brake pad having a higher abrasion resistance compared to the material of the rim of the car wheel. In addition, the brake pad must have a number of physical properties that can fulfill the task of cleaning the rolling surface of the wagon wheel. Such properties primarily include the hardness of the pad material and the microhardness of the individual components of the material. A block made on the basis of iron with the addition of carbide-forming elements, for example, chromium, molybdenum and free graphite, phosphorus, in the process of sintering form a material with this ratio of properties in hardness and microhardness of Fig.3. The formation of copper interlayers of Fig. 3 significantly improves the thermal conductivity of the block, which leads to a decrease in temperature in the contact zone, thereby blocking the brake more effectively at higher speeds of the composition, while maintaining a high coefficient of friction, i.e., its wear resistance increases. The manufacture of friction elements for pads based on iron by the method of powder metallurgy, consisting of individual elements, makes it possible to achieve these properties by making them from a material based on iron containing% by mass: copper - 9-16, carbon - 0.5-3.0, oxide aluminum - 2-4, chromium - 0.5-1.5, molybdenum - 0.1-0.2, phosphorus - 0.01-3.0, having Brinell hardness (80-120) HB 5/125/10 , microhardness of the base (230-250) HV 50 , consisting of lamellar perlite with copper interlayers at the grain boundaries and microhardness of inclusions (700-900) HV 50 , consisting of carbide compounds of moth bdena and chrome and abrasion resistance exceeding the abrasion resistance of the car wheel.

Кроме этого авторами предлагаемого технического решения предложено выполнение фрикционных элементов колодки в форме призматоидов. Призматоид, м. - Многогранник, у которого две грани (основания) лежат в параллельных плоскостях, а остальные (боковые) являются трапециями или треугольниками, имеющими с основаниями общую сторону или вершину (см. А.М. Микишина, В.Б. Орлов. Толковый математический словарь. Основные термины: около 2500 терминов. - М.: Рус. яз., 1989. - 244 с, 186 ил. - С.103, рис.73). Призматоиды с основаниями в форме трапеций, расположены параллельно плоскости вращения колеса, одна из боковых граней расположена перпендикулярно основаниям и прижата к стальному каркасу, противоположная боковая грань контактирует с поверхностью катания колеса, имеет уклон 1:20, со стороны выкружки реборды колеса сопрягается с одним из оснований по радиусу не более 20 мм, оставшиеся две боковые грани расположены под углом 2°-7° друг к другу, одна из них имеет выступ прямоугольной формы, а вторая впадину прямоугольной формы, при этом выступ входит во впадину, что позволяет, зафиксировать соседние фрикционные элементы между собой механически и образовать дугообразное тело колодки. Кроме этого фрикционные элементы могут быть закреплены между собой металлургическим способом, например путем спекания. Упругие зажимы S-образной формы стального каркаса расположены под углом к спинке каркаса 45°-60° образуют в поперечном сечении паз трапецеидальной формы, входя в впадины с буртом расположенные в основаниях фрикционных элементов образуя соединение типа «ласточкин хвост» и фиксирование упругими зажимами S-образной формы направляющих, позволяют надежно закрепить дугообразное тело колодки из отдельных фрикционных элементов на стальном каркасе. В тормозной колодке на стальной каркасе сваркой закреплены направляющие и скоба для фиксации, позволяющие фиксировать колодки клиновой чекой или другим способом в соответствии со стандартами любой страны мира. При установке колодки и закреплении ее чекой концы чеки располагаются внутри башмака, что предотвращает поворот колодки относительно ее продольной оси. Кроме того, сама конструкционная прочность колодки за счет механически прочного соединения стального каркаса с дугообразным телом колодки из отдельных фрикционных элементов и механическая и металлургическая фиксация элементов друг с другом обеспечивает ее высокую надежность и работу без разрушений на всех режимах торможения подвижного состава.In addition, the authors of the proposed technical solution proposed the implementation of the friction elements of the pads in the form of prismatic. Prismatoid, m. - A polyhedron in which two faces (bases) lie in parallel planes, and the rest (side) are trapezoids or triangles that have a common side or apex with the bases (see A.M. Mikishina, V. B. Orlov Explanatory mathematical dictionary. Basic terms: about 2500 terms. - M .: Rus. Yaz., 1989. - 244 p., 186 ill. - S.103, Fig. 73). Prismaticoids with trapezoidal bases are parallel to the plane of rotation of the wheel, one of the side faces is perpendicular to the bases and pressed against the steel frame, the opposite side face is in contact with the surface of the wheel, has a slope of 1:20, from the side of the wheel flange mates with one of of the bases with a radius of no more than 20 mm, the remaining two side faces are located at an angle of 2 ° -7 ° to each other, one of them has a rectangular protrusion, and the second a rectangular hollow, with the protrusion in goes into the cavity, which allows you to fix the neighboring friction elements mechanically between each other and form an arched body of the block. In addition, the friction elements can be fixed to each other by a metallurgical method, for example, by sintering. The elastic S-shaped clamps of the steel frame are located at an angle to the back of the frame 45 ° -60 ° to form a groove in the cross section in the trapezoidal shape, entering into the grooves with the shoulder located in the bases of the friction elements forming a dovetail joint and fixing with elastic clamps S- shaped guides, can reliably fix the arcuate body of the block of individual friction elements on a steel frame. In the brake shoe on a steel frame, welding guides and a clamp for fixing are fixed, which allow to fix the shoe with a wedge pin or in another way in accordance with the standards of any country in the world. When installing the shoe and securing it with a check, the ends of the checks are located inside the shoe, which prevents the shoe from turning relative to its longitudinal axis. In addition, the structural strength of the block itself due to the mechanically strong connection of the steel frame with the arcuate body of the block of individual friction elements and the mechanical and metallurgical fixation of the elements with each other ensures its high reliability and operation without damage in all modes of braking of the rolling stock.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где показаны фиг.1 общий вид колодки вагонной тормозной композиционной на основе железа, фиг.2 фрикционный элемент колодки, фиг.3 микроструктура материала фрикционного элемента колодки.The proposed technical solution is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a general view of the iron-based composite brake car pad, Fig. 2 is a friction element of a pad, and Fig. 3 is a microstructure of a material of a friction element of a pad.

Тормозная вагонная композиционная колодка, содержит стальной каркас 1, с упругими зажимами S-образной формы 1.1, направляющие с упругими зажимами 8-образной формы 1.2, скобу 1.3, скоба 1.3 и направляющие 1.2 закреплены сваркой на стальном каркасе 1, дугообразное тело 2, состоящее из отдельных фрикционных элементов 3, которые закреплены на стальном каркасе 1 с помощью зажимов S-образной формы 1.1 и 1.2. Фрикционные элементы 3 колодки выполнены в форме призматоидов с основаниями в форме трапеций 3.1, расположенных параллельно плоскости вращения колеса, при этом в основаниях 3.1 фрикционных элементов имеются трапецеидальные впадины с буртом 3.1.1, куда входят упругие зажимы S-образной формы 1.1 стального каркаса 1, одна из боковых граней 3.2 фрикционного элемента расположена перпендикулярно основаниям 3.1 и прижата к стальному каркасу 1, противоположная боковая грань 3.3 контактирует с поверхностью катания колеса, имеет уклон 1:20, со стороны выкружки реборды колеса и сопрягается с одним из оснований по радиусу не более 20 мм, оставшиеся две боковые грани 3.4 и 3.5 расположены под углом 2°-7° друг к другу, одна из них имеет выступ прямоугольной формы 3.4.1, а вторая впадину прямоугольной формы 3.5.1, при этом выступ входит во впадину, механически фиксируя соседние фрикционные элементы между собой, образуя дугообразное тело колодки 2, зафиксированное упругими зажимами S-образной формы направляющих 1.2, в стальном каркасе 1. Фрикционные элементы 3 выполнены из материала на основе железа имеющего твердость по Бринелю (80-120)HB5/125/10, микротвердость основы (230-250)HV50, состоящей из пластинчатого перлита 4.1 с медными прослойками 4.2 по границам зерен и микротвердость включений (700-900)HV50, состоящих из карбидных соединений 4.3 молибдена и хрома. Допускается присутствие в материале свободного углерода 4.4.The brake carriage block, contains a steel frame 1, with elastic clamps of an S-shaped form 1.1, guides with elastic clamps of an 8-shaped form 1.2, a bracket 1.3, a bracket 1.3 and a guide 1.2 are fixed by welding on a steel frame 1, an arcuate body 2, consisting of individual frictional elements 3, which are mounted on the steel frame 1 using the clamps of the S-shaped form 1.1 and 1.2. The friction elements 3 of the block are made in the form of prismaticoids with trapezoidal bases 3.1 located parallel to the plane of rotation of the wheel, while in the bases 3.1 of the friction elements there are trapezoidal cavities with a shoulder 3.1.1, which includes elastic clamps of the S-shaped form 1.1 of the steel frame 1, one of the side faces 3.2 of the friction element is perpendicular to the bases 3.1 and pressed against the steel frame 1, the opposite side face 3.3 is in contact with the wheel rolling surface, has a slope of 1:20, from the side of the fillet wheel flanges and mates with one of the bases with a radius of not more than 20 mm, the remaining two side faces 3.4 and 3.5 are located at an angle of 2 ° -7 ° to each other, one of them has a protrusion of a rectangular shape 3.4.1, and the second cavity is rectangular 3.5.1, while the protrusion enters the cavity, mechanically fixing adjacent friction elements to each other, forming an arcuate body of the block 2, fixed by elastic clips of an S-shaped guides 1.2, in a steel frame 1. Friction elements 3 are made of material based on iron having firmly according to Brinell (80-120) HB 5/125/10 , the microhardness of the base (230-250) HV 50 , consisting of lamellar perlite 4.1 with copper interlayers 4.2 along grain boundaries and the microhardness of inclusions (700-900) HV 50 , consisting of carbide compounds 4.3 molybdenum and chromium. The presence of free carbon in the material is allowed 4.4.

Работа тормозной колодки происходит следующим образом. При прижатии рабочей поверхности колодки к рабочей поверхности колеса железнодорожного вагона происходит торможение и очищение поверхности катания колеса вагона.The work of the brake pads is as follows. When the working surface of the block is pressed against the working surface of the wheel of a railway car, braking and cleaning of the rolling surface of the car wheel occurs.

Производство предлагаемой колодки предполагает более высокий коэффициент автоматизации производства, следовательно, более низкую себестоимость и повышение технологичности изготовления колодки. А такие особенности металлокерамических колодок, как низкий износ и возможность применения на скоростях свыше 140 км/ч, а также минимальный износ колеса, сопрягаемого с такой колодкой, позволят оправдать высокую стоимость металлокерамической колодки снижением затрат не только на ее замену, но и на обточку колеса, взаимодействующего с ней. В целом предлагаемое техническое решение устройства и изготовления колодки позволяет получить более качественную и с большим ресурсом работы вагонную колодку, и повысить безопасность железнодорожного движения.The production of the proposed block implies a higher coefficient of automation of production, therefore, lower cost and higher manufacturability of the block. And such features of ceramic-metal blocks, such as low wear and the possibility of use at speeds above 140 km / h, as well as the minimum wear of the wheel mated with such a block, will justify the high cost of ceramic-metal blocks by reducing costs not only for its replacement, but also for turning the wheel interacting with her. In general, the proposed technical solution for the device and manufacture of the block allows to obtain a higher-quality and longer service life car block, and to increase the safety of railway traffic.

Claims (6)

1. Колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа, содержащая стальной каркас, имеющий скобу и направляющие, приваренные к наружной поверхности, дугообразное тело, состоящее их отдельных фрикционных элементов, закрепленных на стальном каркасе, элементы выполнены из фрикционного материала методом порошковой металлургии, работающего при температуре не выше 850°С, отличающаяся тем, что направляющие и стальной каркас имеют прижимные пластины, которые удерживают фрикционные элементы на стальном каркасе, фрикционный элемент колодки выполнен в форме призматоида, основания которого имеют форму трапеции, в основаниях имеются впадины с буртом, куда входят прижимные пластины стального каркаса, одна из боковых поверхностей фрикционного элемента расположена перпендикулярно основаниям и прижата к стальному каркасу, противоположная поверхность, контактирующая с поверхностью катания колеса, имеет уклон 1:20 и сопрягается с одним из оснований по радиусу не более 20 мм, две другие боковые поверхности расположены под углом 2-7° друг к другу, на одной из них имеется выступ, на другой - впадина, при сборке колодки выступ входит во впадину, механически фиксируя соседние фрикционные элементы между собой, образуя дугообразное тело колодки, вставленный в стальной каркас фрикционный элемент закреплен путем обжима боковых прижимных пластин стального каркаса, два крайних дополнительно прижаты прижимными пластинами направляющих стального каркаса, фрикционный элемент колодки выполнен из материала на основе железа, содержащего, мас.%; медь - 9-16, углерод - 0,5-3,0, окись алюминия - 2-4, хром - 0,5-1,5, молибден - 0,1-0,2, фосфор - 0,01-3,0, имеющего твердость по Бринелю (80-120) НВ5/125/10, микротвердость основы (230-250)HV50, состоящей из пластинчатого перлита с медными прослойками по границам зерен и микротвердость включений (700-900)HV50, состоящих из карбидных соединений молибдена и хрома, и абразивную стойкость, превышающую абразивную стойкостью колеса.1. An iron-based composite wagon brake shoe containing a steel frame, having a bracket and guides welded to the outer surface, an arched body consisting of individual friction elements mounted on a steel frame, the elements are made of friction material by powder metallurgy working at a temperature not higher than 850 ° C, characterized in that the guides and the steel frame have pressure plates that hold the friction elements on the steel frame, the friction element the plate is made in the form of a prismatoid, the bases of which are trapezoidal, there are hollows in the bases with a shoulder, which includes the pressure plates of the steel frame, one of the side surfaces of the friction element is perpendicular to the bases and pressed against the steel frame, the opposite surface in contact with the wheel rolling surface, has a slope of 1:20 and mates with one of the bases with a radius of not more than 20 mm, the other two side surfaces are at an angle of 2-7 ° to each other, on one of them there is a ledge, on the corner is a depression, when assembling the block, the protrusion enters the cavity, mechanically fixing adjacent friction elements to each other, forming an arched body of the block, the friction element inserted into the steel frame is fixed by crimping the side pressure plates of the steel frame, the two extreme ones are additionally pressed by the pressure plates of the steel frame guides, the friction element of the pad is made of iron-based material containing, wt.%; copper - 9-16, carbon - 0.5-3.0, alumina - 2-4, chromium - 0.5-1.5, molybdenum - 0.1-0.2, phosphorus - 0.01-3 , 0, having Brinell hardness (80-120) HB 5/125/10 , microhardness of the base (230-250) HV 50 , consisting of lamellar perlite with copper interlayers along grain boundaries and microhardness of inclusions (700-900) HV 50 , consisting of carbide compounds of molybdenum and chromium, and abrasion resistance exceeding the abrasion resistance of the wheel. 2. Колодка вагонная по п.1, отличающаяся тем, что фрикционные элементы закреплены между собой металлургическим способом.2. Car block according to claim 1, characterized in that the friction elements are secured to each other in a metallurgical manner. 3. Колодка вагонная по п.1, отличающаяся тем, что прижимные пластины имеют S-образную форму.3. Car block according to claim 1, characterized in that the pressure plates are S-shaped. 4. Колодка вагонная по п.1, отличающаяся тем, что основания призматоида расположены параллельно плоскости вращения колеса.4. Car block according to claim 1, characterized in that the prismatic base is parallel to the plane of rotation of the wheel. 5. Колодка вагонная по п.1, отличающаяся тем, что прижимные пластины стального каркаса расположены под углом к спинке каркаса 45-60° и образуют в поперечном сечении паз трапецеидальной формы. 5. The car block according to claim 1, characterized in that the pressure plates of the steel frame are located at an angle to the back of the frame of 45-60 ° and form a trapezoidal groove in cross section. 6. Колодка вагонная по п.1, отличающаяся тем, что на боковых поверхностях, расположенных под углом 2-7° друг к другу, выступы и впадины имеют прямоугольную или трапецеидальную форму.
Figure 00000001
6. Car block according to claim 1, characterized in that on the side surfaces located at an angle of 2-7 ° to each other, the protrusions and depressions have a rectangular or trapezoidal shape.
Figure 00000001
RU2013127621/11U 2013-06-18 2013-06-18 CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON RU133489U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127621/11U RU133489U1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127621/11U RU133489U1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU133489U1 true RU133489U1 (en) 2013-10-20

Family

ID=49357424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127621/11U RU133489U1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU133489U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189252U1 (en) * 2018-09-03 2019-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") Railway vehicle brake shoe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189252U1 (en) * 2018-09-03 2019-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") Railway vehicle brake shoe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2356770C1 (en) Bimetallic flanged brake shoe for locomotives and railmotor cars
RU2525609C1 (en) Iron-based composite brake shoe for railway car
RU133490U1 (en) CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON
RU2337026C1 (en) High-speed locomotive and gasoline locomotive rolling stock braking block
RU125950U1 (en) BRAKE WAGON COMPOSITE PAD
RU2524763C1 (en) Iron-based composite brake shoe for railway car
RU190197U1 (en) BRAKE SHOE OF RAILWAY VEHICLE WITH SOLID INSERT OF METAL-CERAMIC MATERIAL
RU133489U1 (en) CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON
EA029533B1 (en) Brake pad for a railway vehicle (embodiments)
RU143886U1 (en) CAR TIRE BRAKE TIRE
RU126300U1 (en) BRAKE SHOES WITH COMPOSITION INSERTS FOR LOCOMOTIVES AND MOTOR TRUCKS
RU2309072C1 (en) Rail vehicle brake shoe
RU127350U1 (en) BRAKE COMPOSITION PAD FOR LOCOMOTIVES AND MOTOR TRUCKS
CA2851190C (en) Track brake for rail vehicles
RU83817U1 (en) RAIL VEHICLE BRAKE PAD
RU2494901C1 (en) Brake pad with composite inserts for locomotives and rail motor cars
RU2381934C1 (en) Car bimetal braking clamp
RU189252U1 (en) Railway vehicle brake shoe
RU167036U1 (en) BRAKE SHOE COMPOSITION
RU127022U1 (en) BRAKE WAGON WITH COMPOSITION INSERTS
RU2298500C2 (en) Bimetallic brake shoe
RU205607U1 (en) CERAMIC BRAKE SHOE FOR RAILWAY ROLLING STORAGE
RU2499711C1 (en) Composite braking clamp for locomotives and rail motor cars
RU2337260C1 (en) High-speed rolling stock brake block
RU56522U1 (en) RAIL VEHICLE BRAKE PAD

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170619