RU172433U1 - Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы - Google Patents
Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы Download PDFInfo
- Publication number
- RU172433U1 RU172433U1 RU2016143933U RU2016143933U RU172433U1 RU 172433 U1 RU172433 U1 RU 172433U1 RU 2016143933 U RU2016143933 U RU 2016143933U RU 2016143933 U RU2016143933 U RU 2016143933U RU 172433 U1 RU172433 U1 RU 172433U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- particles
- silicon
- composite
- rolling surface
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 12
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000035876 healing Effects 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
- B61H1/00—Applications or arrangements of brakes with a braking member or members co-operating with the periphery of the wheel rim, a drum, or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/04—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, работающим в трибосопряжении с поверхностью качения колеса.Тормозная колодка обладает «колесосберегающим» эффектом при воздействии на поверхность качения колеса. Эффект достигается за счет введения в состав композита колодки теплопроводных элементов (частицы высококремнистого ферросилиция с содержанием кремния не менее 68% с размером частиц от 0,5 до 1,0 мм), способных образовывать при трибосопряжении частицы вплоть до наноразмерных. Эти частицы оказывают очищающее, полирующее и «лечебное» воздействие на поверхность качения колеса.
Description
Заявляемая полезная модель относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, например тормозным колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, локомотивов и другого рельсового транспорта, работающим в трибосоп-ряжении с поверхностью качения колеса.
Аналогом заявляемой полезной модели является композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас и теплопроводный композиционный фрикционный элемент с полимерной матрицей из вул-канизата каучука, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители, в том числе частицы скрытокристаллического и кристаллического графита (см. Б.А. Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М.: «Химия», 1982, с. 16). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент с полимерной матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатками аналога являются недостаточные эксплуатационные характеристики колодки из-за отсутствия возможности «заглаживания» термических трещин, ползунов и наваров на поверхности качения колес, в том числе и путем их заполнения металлом («ко-лесосберегающий» эффект, заключающийся в очищающем, полирующем и «лечебном» воздействии колодки на колесо), а также из-за недостаточной тормозной эффективности колодок при попадании воды в зону трибосопряжения.
Другим аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибосопряжения абразивные наночастицы, содержащая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку из кремнистого чугуна с содержанием кремния от 5,0 до 7,5% (см. патент РФ №2563526, МПК В61Н 1/00, 2015 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатками другого аналога являются сложность изготовления колодки, обусловленная наличием в ее конструкции чугунной вставки, длительный период приработки колодок к поверхностям качения колес, уже бывших в эксплуатации (сменные колодки), недостаточная гибкость колодки и неравномерность тепловых потоков по телу колодки (чугун значительно более теплопроводен, чем полимерный композит), приводящие к ее деформациям вплоть до растрескивания и разрушения. Кроме того, чугун - хрупкий металл и при ударных нагрузках в процессе эксплуатации, а также при монтаже колодок, особенно в условиях низких и сверхнизких (до -60°С) температур, может трескаться и разрушаться.
Прототипом заявляемой полезной модели является композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас и композиционный фрикционный элемент с полимерной матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители (см. Б.А. Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М.: «Химия», 1982, с. 15). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент с полимерной матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатками прототипа являются низкие эксплуатационные характеристики колодки из-за ее неспособности противостоять развитию термических трещин на поверхности качения колес, возможность неравномерного износа (кольцевые «выработки») поверхности качения колес, повышенный прокат поверхности качения колес, переход металла с колеса на поверхность трения тормозной колодки, снижение тормозной эффективности при попадании воды в зону трибосопряжения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является повышение эксплуатационных характеристик колодки за счет придания ей «колесосбере-гающего» эффекта за счет введения в колодку теплопроводного элемента, способного образовывать при трибосопряжении частицы вплоть до наноразмерных, оказывающих очищающее, полирующее и «лечебное» воздействие на поверхность качения колеса.
Для достижения указанного технического результата в композиционной тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, образующей при трибосопряжении наночастицы, включающей металлический каркас и композиционный фрикционный элемент с полимерной матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители, в полимерной матрице дополнительно размещены частицы высококремнистого ферросилиция с содержанием кремния не менее 68%, размер частиц от 0,5 до 1,0 мм.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «в полимерной матрице дополнительно размещены частицы высококремнистого ферросилиция с содержанием кремния не менее 68%, размер частиц от 0,5 до 1,0 мм» являются отличительными от признаков прототипа.
Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы, включает металлический каркас, например, стальной сетчато-проволочный или штампованный, и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из макрогетерофазного материала (композита). Матрица полимерного композита выполнена из вулканизата каучука, например СКД. В матрице размещены дисперсные волокнистые армирующие компоненты, например волокна полиоксадиазола, и различные дисперсные компоненты, в том числе частицы высококремнистого ферросилиция, представляющего собой смесь моносилицида железа и чистого кремния. Содержание кремния в частицах не менее 68%. Размер части от 0,5 до 1,0 мм.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами.
Конкретным примером заявляемого изобретения является композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, выполненная из полимерного композита, включающего ≈23% полимерной матрицы из вулканизата каучука СКД, в которой размещены 25% частиц ферросилиция ФС70 с размером частиц ≈0,5÷0,7 мм, ≈25% баритового концентрата, ≈12% частиц углерода технического и ≈15% волокнистых частиц полиоксадиазола.
Поскольку в трибосопряжении на поверхности фрикционного элемента колодки, контактирующей с поверхностью качения колеса, образуется обладающий пониженной прочностью сильно разогретый поверхностный слой, имеющий гетерогенную структуру и характеризующийся положительным перепадом механических свойств по глубине, в него инфильтруется кремний, который вступает в реакцию с углеродом (техуглеродом, углеродом полимерной матрицы), образуя частицы карбида кремния разного размера, в том числе и наноразмерные. Также кремний вступает в реакцию с кислородом, образуя частицы (в том числе наноразмерные) двуокиси кремния. Обладая абразивными свойствами, эти частицы карбида кремния и двуокиси кремния оказывают очищающее и полирующее воздействие на поверхность колеса, перенося металл в микротрещины поверхности качения колеса. Одновременно из-за связывания кислорода осуществляется обескислораживание (раскисление) поверхностного слоя трибосопряжения, снижающее износ поверхности качения колеса. При этом моносилицид железа, являющийся хрупким и твердым полуметаллом, способствует разрушению аквапленок на поверхностях трения, что повышает тормозную эффективность колодки при попадании воды. Выбранный размер частиц ферросилиция обеспечивает их достаточное удержание в рабочем поверхностном слое композиционного элемента и препятствует их преждевременному удалению с продуктами износа.
В результате улучшаются эксплуатационные характеристики колодки, проявляется выраженный «колесосберегающий» эффект.
Claims (1)
- Колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы, включающая металлический каркас и теплопроводный композиционный фрикционный элемент с полимерной матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители, отличающаяся тем, что в полимерной матрице дополнительно размещены частицы высококремнистого ферросилиция с содержанием кремния не менее 68%, размер частиц от 0,5 до 1,0 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143933U RU172433U1 (ru) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143933U RU172433U1 (ru) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU172433U1 true RU172433U1 (ru) | 2017-07-07 |
Family
ID=59310373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016143933U RU172433U1 (ru) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU172433U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670662C1 (ru) * | 2017-11-02 | 2018-10-24 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы |
| RU2681899C1 (ru) * | 2018-04-03 | 2019-03-13 | Артём Юрьевич Шамков | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2407321A1 (de) * | 1974-02-15 | 1975-08-21 | Newag Maschinen Apparate Und G | Bremsklotz fuer schienenfahrzeuge |
| US5794740A (en) * | 1996-08-23 | 1998-08-18 | Westinghouse Air Brake Company | Dual type composition brake block specifically designed for use in predetermined type brake systems |
| RU88753U1 (ru) * | 2009-07-20 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства |
| RU95768U1 (ru) * | 2010-03-12 | 2010-07-10 | Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" | Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава |
| RU2427491C1 (ru) * | 2010-04-05 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства |
| RU2563526C2 (ru) * | 2014-01-27 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы |
-
2016
- 2016-11-08 RU RU2016143933U patent/RU172433U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2407321A1 (de) * | 1974-02-15 | 1975-08-21 | Newag Maschinen Apparate Und G | Bremsklotz fuer schienenfahrzeuge |
| US5794740A (en) * | 1996-08-23 | 1998-08-18 | Westinghouse Air Brake Company | Dual type composition brake block specifically designed for use in predetermined type brake systems |
| RU88753U1 (ru) * | 2009-07-20 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства |
| RU95768U1 (ru) * | 2010-03-12 | 2010-07-10 | Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" | Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава |
| RU2427491C1 (ru) * | 2010-04-05 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства |
| RU2563526C2 (ru) * | 2014-01-27 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670662C1 (ru) * | 2017-11-02 | 2018-10-24 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы |
| WO2019088877A1 (ru) * | 2017-11-02 | 2019-05-09 | Открытое Акционерное Общество "Уральский Завод Авто-Текстильных Изделий" | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы |
| RU2681899C1 (ru) * | 2018-04-03 | 2019-03-13 | Артём Юрьевич Шамков | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102191015A (zh) | 列车制动用混杂纤维增强摩擦材料及其制备方法 | |
| RU172433U1 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы | |
| RU172439U1 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы | |
| RU88753U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
| RU2329909C2 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава | |
| RU190197U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства с твердой вставкой из металлокерамического материала | |
| JP2003082331A (ja) | 非石綿系摩擦材 | |
| JP6674750B2 (ja) | 制輪子及びその製造方法並びに鉄道車両用踏面ブレーキ装置 | |
| RU2563526C2 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы | |
| RU2653222C2 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы | |
| RU2563519C2 (ru) | Тормозная колодка тягового подвижного состава | |
| RU141621U1 (ru) | Тормозная колодка тягового подвижного состава | |
| RU2498125C1 (ru) | Фрикционное изделие | |
| CN103953668A (zh) | 一种带有铸铁嵌件的高摩合成闸瓦 | |
| RU83817U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
| RU2553138C1 (ru) | Композиционный сплав на основе железа для тормозной колодки железнодорожного вагона | |
| RU2681899C1 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы | |
| CN107881396A (zh) | 一种汽车刹车片用低噪音粉末冶金材料的制备方法 | |
| RU165476U1 (ru) | Фрикционное изделие | |
| RU189252U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
| RU118380U1 (ru) | Фрикционное изделие | |
| RU2670662C1 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы | |
| RU219309U1 (ru) | Тормозная колодка для железнодорожного транспортного средства | |
| RU220348U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава | |
| RU219369U1 (ru) | Тормозная колодка для железнодорожного транспорта |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20180330 |
|
| PC92 | Official registration of non-contracted transfer of exclusive right of a utility model |
Effective date: 20190129 |