RU196667U1 - HIGH FREQUENCY TIRE BRAKE COMPOSITION WITH REDUCED NOISE - Google Patents
HIGH FREQUENCY TIRE BRAKE COMPOSITION WITH REDUCED NOISE Download PDFInfo
- Publication number
- RU196667U1 RU196667U1 RU2020100914U RU2020100914U RU196667U1 RU 196667 U1 RU196667 U1 RU 196667U1 RU 2020100914 U RU2020100914 U RU 2020100914U RU 2020100914 U RU2020100914 U RU 2020100914U RU 196667 U1 RU196667 U1 RU 196667U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tire
- brake
- friction
- car
- sole
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61K7/00—Railway stops fixed to permanent way; Track brakes or retarding apparatus fixed to permanent way; Sand tracks or the like
- B61K7/02—Track brakes or retarding apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к путевым устройствам железнодорожного транспорта и предназначена для установки в устройства регулирования скорости скатывания отцепов (вагонные замедлители) на механизированных и автоматизированных сортировочных горках. Задачей заявляемого технического решения по тормозной шине вагонного замедлителя является повышение эффективности работы вагонных замедлителей на механизированных и автоматизированных сортировочных горках. Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении жесткости крепления тормозной шины, при сохранении высокого уровня снижения шумового загрязнения. Технический результат достигается шиной тормозной композиционной с пониженным уровнем шума в области высоких частот, состоящей из концевой правой, концевой левой и средней шин, имеющих длину, достаточную для закрепления на тормозной балке вагонного замедлителя, выполненных из горячекатаного профиля Г-образной формы из стали, имеющих изнашиваемую часть и подошву для крепления к тормозной балке вагонного замедлителя, выполненную в виде сплошного желоба, для размещения головок шинных болтов, с монтажными отверстиями на подошве концевой правой, концевой левой и средней шин, со стороны, обращенной к балке вагонного замедлителя, установлены прокладки из высокодемпфирующей стали толщиной 0,1-6,0 мм со сквозными отверстиями, выполненными соосно с монтажными отверстиями подошвы, предназначенными для крепления к тормозной балке, контактная поверхность изнашиваемой части образована фрикционными элементами, составляет не более 80% от общей площади контактной поверхности, фрикционные элементы запрессованы в отверстия, выполненные в изнашиваемой части шины с усилием 14-15 кН/см2, выполнены в форме цилиндра высотой 10-50 мм, диаметром 5,0-40 мм из металлокерамического фрикционного самосмазывающегося материала, пропитанного раствором связующего фенольного порошкообразного, имеющего открытую пористость (16-20)%, твердость по Бринеллю 50-120 НВ, плотность 5,55-6,05 г/см3, коэффициент трения 0,4-0,6, содержащего никель, медь, барит, окись алюминия, графит, дисульфид молибдена и железо, при следующем содержании компонентов, мас. %:The utility model relates to track devices of railway transport and is intended for installation in devices for regulating the speed of rolling offsets (car moderators) on mechanized and automated sorting slides. The objective of the proposed technical solution for the brake tire of a car moderator is to increase the efficiency of car moderators on mechanized and automated sorting slides. The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the stiffness of the mounting of the brake tire, while maintaining a high level of reduction in noise pollution. The technical result is achieved by a composite brake tire with a low noise level in the high frequency region, consisting of an end right, an end left and middle tires having a length sufficient to be fixed on the brake beam of a car retarder made of a hot-rolled profile of a L-shaped steel made of steel having the wearing part and the sole for attaching to the brake beam of the car retarder, made in the form of a continuous groove, to accommodate the heads of the tire bolts, with mounting holes on the end sole equal, end left and middle tires, from the side facing the rail of the car retarder, gaskets made of high-damping steel with a thickness of 0.1-6.0 mm with through holes made coaxially with mounting holes of the sole for mounting to the brake beam, contact a wear surface portion formed friction elements is not more than 80% of the total area of the contact surface, the friction elements are pressed into holes formed in the wear of the tire with a force of 14-15 kN / cm 2, you filled in the form of a cylinder 10–50 mm high, 5.0–40 mm in diameter, made of a ceramic-metal friction self-lubricating material impregnated with a solution of phenolic powder binder having an open porosity of (16–20)%, Brinell hardness of 50–120 HB, density 5, 55-6.05 g / cm 3 , a friction coefficient of 0.4-0.6, containing nickel, copper, barite, alumina, graphite, molybdenum disulfide and iron, with the following components, wt. %:
Description
Полезная модель относится к путевым устройствам железнодорожного транспорта и предназначена для установки в устройства регулирования скорости скатывания отцепов (вагонные замедлители) на механизированных и автоматизированных сортировочных горках.The utility model relates to track devices of railway transport and is intended for installation in devices for regulating the speed of rolling of cut-offs (car retarders) on mechanized and automated sorting slides.
Известны тормозные шины, применяемые на всех типах вагонных замедлителей изготовленных из Г-образного стального профиля (Сагайтис B.C., Соколов В.Н. Устройства механизированных и автоматизированных сортировочных горок: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Транспорт, 1988. 132-133 с.). Тормозные шины изготовляются из проката сортовой конструкционной горячекатаной стали 50ХГ по ТУ 14-1-3188-81 определенного профиля с содержанием углерода 0.47-0.49%, хрома 0.97-1,01%, никеля 0.10-0.14%. Тормозную шину, по функциональному назначению, условно можно разбить на две части, это изнашиваемая рабочая часть и подошва для крепления, в виде сплошного желоба, имеющая монтажные отверстия для шинных болтов и размещения головок шинных болтов.Known brake tires used on all types of car retarders made of an L-shaped steel profile (Sagaitis BC, Sokolov VN Mechanized and automated sorting slides: Reference book. - 2nd ed., Revised and additional - M: Transport, 1988.132-133 p.). Brake tires are manufactured from rolled 50KhG high-quality structural steel according to TU 14-1-3188-81 of a certain profile with a carbon content of 0.47-0.49%, chromium 0.97-1.01%, nickel 0.10-0.14%. According to its functional purpose, the brake tire can be conditionally divided into two parts, this is a wear working part and a sole for fastening, in the form of a continuous groove, with mounting holes for tire bolts and placement of the heads of tire bolts.
Недостатком данной тормозной шины является малый срок службы шины. Рабочая часть шины составляет менее 20% от всего объема шины, при выработке изнашиваемого участка тормозной шины более 30 мм, тормозная шина выбраковываются целиком и заменяются новой. Вторым недостатком данной тормозной шины является высокий уровень шума, который может достигать более 120 дБ, что значительно больше допустимых значений. Высокое шумовое загрязнение, образующееся в процессе торможения, имеет широкий диапазон частот от 100 до 5000 Гц. Наиболее опасны для человека шумовые загрязнения в области высоких частот, свыше 1000 Гц.The disadvantage of this brake tire is the short service life of the tire. The working part of the tire is less than 20% of the total tire volume; when the wear part of the brake tire is more than 30 mm, the entire tire is rejected and replaced with a new one. The second disadvantage of this brake tire is the high noise level, which can reach more than 120 dB, which is much more than the permissible values. High noise pollution generated during braking has a wide frequency range from 100 to 5000 Hz. Noise pollution in the high frequency region, above 1000 Hz, is the most dangerous for humans.
Известна тормозная шина вагонного замедлителя, тормозная поверхность шины выполнена из пластичного фрикционного материала в виде отдельных элементов, закрепляемых на металлической основе. (Авторское свидетельство №137132 по заявке №652077 от 25.01.1960 г.) Наличие множества прижимных планок для крепления фрикционных элементов, крепежных шпилек, фрикционных элементов с внутренней резьбой значительно усложняют конструкцию тормозной шины, делая ее не технологичной и малонадежной в эксплуатации.The brake tire of a car retarder is known, the brake surface of the tire is made of plastic friction material in the form of individual elements fixed on a metal base. (Copyright certificate No. 137132 for application No. 652077 dated January 25, 1960) The presence of a plurality of pressure bars for attaching friction elements, mounting studs, friction elements with internal thread greatly complicates the design of the brake tire, making it not technologically advanced and unreliable in operation.
Известно техническое решение тормозной шины вагонного замедлителя, состоящей из горячекатаного профиля Г-образной формы из стали 50ХГ по ТУ 14-1-3188-81, имеющей изнашиваемую часть и подошву для крепления к тормозной балке вагонного замедлителя, выполненную в виде сплошного желоба, контактная поверхность изнашиваемой части образована фрикционными элементами из порошкового композиционного сплава на основе железа, при этом контактная поверхность изнашиваемой части шины, образованная фрикционными элементами из порошкового композиционного сплава, составляет не более 80% от общей площади контактной поверхности, фрикционные элементы имеют форму тела вращения и закреплены в отверстиях, выполненных в изнашиваемой части шины, фрикционные элементы имеют коэффициент трения 0,1-0,6, композиционный сплав фрикционных элементов тормозной шины содержит, мас. %:A technical solution of the brake tire of a car retarder is known, consisting of a hot-rolled L-shaped profile made of 50KhG steel according to TU 14-1-3188-81, which has a wear part and a sole for attaching to the brake beam of a car retarder, made in the form of a continuous groove, contact surface the wear part is formed by friction elements from a powder composite alloy based on iron, while the contact surface of the wear part of the tire formed by friction elements from a powder composite melt, is not more than 80% of the total contact surface area, friction elements have the form of a body of revolution and are fixed in holes made in the wear part of the tire, friction elements have a friction coefficient of 0.1-0.6, the composite alloy of the friction elements of the brake tire contains wt. %:
Размер зерен порошков находится в пределах 0,5-500 мкм, пористость сплава составляет не более 20%. (Патент на полезную модель RU №143886, заявка: 2014111090 от 25.03.2014 г., МПК В61К 7/02 «Тормозная шина вагонного замедлителя»).The grain size of the powders is in the range of 0.5-500 microns, the porosity of the alloy is not more than 20%. (Utility Model Patent RU No. 143886, application: 2014111090 dated March 25, 2014, IPC B61K 7/02 “Brake tire of a car retarder”).
Наличие фрикционных элементов позволяет повысить износостойкость контактной поверхности шины, снизить уровень шумового загрязнения. К недостаткам следует отнести не оптимизированный элементный химический состав фрикционных элементов, что затрудняет использование шины. Снижение уровня шума недостаточно в области высоких частот, свыше 1000 Гц.The presence of friction elements allows to increase the wear resistance of the contact surface of the tire, to reduce the level of noise pollution. The disadvantages include the non-optimized elemental chemical composition of the friction elements, which complicates the use of the tire. Noise reduction is not enough at high frequencies, above 1000 Hz.
Известно техническое решение малошумной тормозной шиной вагонного замедлителя, состоящей из концевой правой, концевой левой и средней шин обеспечивающих требуемую длину по тормозной балке, выполненных из горячекатаного профиля Г-образной формы из стали, имеющего изнашиваемую часть и подошву для крепления к тормозной балке вагонного замедлителя, выполненную в виде сплошного желоба, для размещения головок шинных болтов, с монтажными отверстиями, контактная поверхность изнашиваемой части образована фрикционными элементами из порошкового композиционного фрикционного сплава на основе железа и составляет не более 80% от общей площади контактной поверхности, фрикционные элементы имеют форму тела вращения и закреплены в отверстиях, выполненных в изнашиваемой части шины, сплав фрикционных элементы имеют коэффициент трения в пределах 0,1-0,6, пористость не более 20%, и состоит из мас. %:A technical solution is known for the low-noise brake tire of a car retarder, consisting of an end right, end left and middle tires providing the required length along the brake beam, made of a hot-rolled L-shaped profile made of steel having a wearing part and a sole for attaching to the brake beam of the car retarder, made in the form of a continuous groove to accommodate the heads of the tire bolts, with mounting holes, the contact surface of the wearing part is formed by friction elements of powders of composite iron-based friction alloy and does not exceed 80% of the total contact surface area, friction elements have the shape of a body of revolution and are fixed in holes made in the wear part of the tire, alloy friction elements have a friction coefficient in the range 0.1-0, 6, porosity of not more than 20%, and consists of wt. %:
при этом средняя шина выполнена из раздельных элементов, имеющих длину, достаточную для закрепления на тормозной балке вагонного замедлителя, как минимум, двумя крепежными болтами, при этом концевая правая, концевая левая шины и каждый элемент средней шины, со стороны, обращенной к балке вагонного замедлителя, имеет демпфирующую шумопоглощающую накладку. Кроме этого, фрикционный элемент выполнен составным, состоящим из головной части из фрикционного композиционного материала и подложки из стали, соединение головной части и подложки фрикционного элемента выполнено посредством припекания или посредством склеивания, отверстия для закрепления фрикционных элементов выполнены глухими или сквозными, сквозное отверстие для закрепления фрикционных элементов выполнено ступенчатым с большим диаметром со стороны контактной поверхности или с большим диаметром со стороны поверхности, обращенной к балке вагонного замедлителя, фрикционный элемент закреплен в отверстии запрессовкой или склеиванием или посредством шпильки или посредством штифта, фрикционный элемент установлен заподлицо с контактной поверхностью или с выступом относительно контактной поверхности, или с утоплением относительно контактной поверхностью, диаметр фрикционного элемента на контактной поверхности не превышает 80% ширины изнашиваемой части, фрикционные элементы в одной шине установлены различного диаметра или одного диаметра, фрикционные элементы в одной шине установлены с переменным шагом или с постоянным шагом, демпфирующая шумопоглощающая накладка выполнена однослойной или многослойной, однослойная накладка выполнена из базальтового полотна, многослойная накладка выполнена их склеенных между собой слоев базальтового полотна и стальных листов, толщина накладки составляет 0,5-2,5 мм. (Патент на полезную модель RU №167878, заявка: 201603003 от 29.01.2016, МПК В61К 7/02). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.the middle tire is made of separate elements having a length sufficient to be fixed on the brake beam of the car retarder with at least two fixing bolts, while the end right, end left tire and each element of the middle tire, from the side facing the car retarder beam has a damping sound-absorbing pad. In addition, the friction element is made integral, consisting of the head part of the friction composite material and the substrate of steel, the connection of the head part and the substrate of the friction element is made by baking or by gluing, the holes for fixing the friction elements are blind or through, the through hole for fixing the friction elements made stepped with a large diameter on the side of the contact surface or with a large diameter on the surface side, facing which is adjacent to the car moderator beam, the friction element is fixed in the hole by pressing or gluing or by means of a pin or by means of a pin, the friction element is installed flush with the contact surface or with the protrusion relative to the contact surface, or with recession relative to the contact surface, the diameter of the friction element on the contact surface does not exceed 80% of the width of the wearing part, friction elements in one tire are installed of different diameters or of the same diameter, friction elements in one tire is installed with a variable pitch or constant pitch, the damping sound-absorbing pad is made of a single layer or multilayer, the single-layer pad is made of basalt sheet, the multi-layer plate is made of glued layers of basalt sheet and steel sheets, the thickness of the pad is 0.5-2.5 mm (Patent for utility model RU No. 167878, application: 201603003 dated 01.29.2016, IPC B61K 7/02). This technical solution was made as a prototype.
В данном техническом решение малошумной тормозной шины вагонного замедлителя за основу принимается серийно выпускаемый профиль шины, изготовленной из горячекатаного профиля Г-образной формы из стали 50ХГ по ТУ 14-1-3188-88. Наличие на контактной поверхности материала фрикционных элементов, не приводит образование облоя, являющегося дополнительным очагом появления шума. Фрикционные элементы в контактной зоне меняют механизм разрушение шины. Основным механизмом износа становится абразивный. Об этом свидетельствует снижение уровня шума при торможении, отсутствие на стальной части поверхности шины микротрещин и отсутствие облоя по краям шины. Снижение физического износа, за счет исключения процессов адгезионного сваривания (схватывания) в паре трения «тормозная шина - обод колеса».In this technical solution, the low-noise brake tire of the car retarder is taken as the basis for a commercially available tire profile made of a hot-rolled profile of a L-shaped form from 50XG steel according to TU 14-1-3188-88. The presence of friction elements on the contact surface of the material does not lead to the formation of a flash, which is an additional focus of noise. Friction elements in the contact zone change the mechanism of tire destruction. The main mechanism of wear is abrasive. This is evidenced by a decrease in the level of noise during braking, the absence of microcracks on the steel part of the tire surface and the absence of a break at the edges of the tire. Reduced physical wear due to the exclusion of adhesive welding (setting) processes in the friction pair “brake tire - wheel rim”.
Средняя шина выполняется из раздельных элементов, имеющих длину, достаточную для закрепления на тормозной балке вагонного замедлителя, как минимум, двумя крепежными болтами. В среднем, для различных типов вагонных замедлителей, длина такого элемента составит от 600 мм до 1000 мм, что в 2-3 раза меньше имеющихся 2000-2700 мм. Меньшая длина элементов позволит упростить операцию запрессовки фрикционных элементов и крепление на тормозной балке вагонного замедлителя, однако, такое исполнение средней шины допустимо не на всех моделях вагонных замедлителей. Крепление более короткого элемента средней шины, как минимум, двумя болтовыми соединениями, неприемлемо для вагонных замедлителей, так как технические требования на крепление шины к балке вагонного замедлителя предусматривает, как минимум, крепление по концам шины и в середине для увеличения жесткости. Наличие демпфирующих шумопоглощающих накладок на концевой правой, концевой левой шинах и каждом тормозном элементе средней шины, со стороны, обращенной к балке вагонного замедлителя, дополнительно снижают высокочастотные колебания шин, являющихся источником шумового загрязнения на механизированных и автоматизированных сортировочных горках. Однако использование предлагаемых шумопоглощающих материалов для изготовления накладок экономически нецелесообразно и нетехнологично. Накладки, выполненные однослойными, из базальтового полотна, или многослойными, выполненными их склеенных между собой слоев базальтового полотна и стальных листов, при толщине накладки 0,5-2,5 мм резко снижают жесткость крепления тормозной шины к балке. Демпфирующая шумопоглощающая накладка со стороны, обращенной к балке вагонного замедлителя, из данных материалов, не выдерживает ударно-вибрационных нагрузок. Ударные нагрузки, возникающие в момент зажима обода колеса железнодорожного вагона тормозными шинами, в момент соприкосновения тормозной шины и обода колеса приводят к деформации накладок, и ослаблению крепления тормозной шины, что не допустимо, при ослаблении крепления шины к балке, так как возможен срез крепежных болтов. К недостаткам данного технического решения следует отнести не достаточное снижение шума, коэффициент трения имеет большой разброс значений.The middle tire is made of separate elements having a length sufficient to be secured to the brake beam of the car retarder by at least two fixing bolts. On average, for various types of car moderators, the length of such an element will be from 600 mm to 1000 mm, which is 2-3 times less than the existing 2000-2700 mm. The shorter length of the elements will simplify the operation of pressing the friction elements and mounting on the brake beam of the car retarder, however, this design of the middle tire is not permissible on all models of car retarders. Fastening the shorter element of the middle tire with at least two bolt connections is not acceptable for car retarders, since the technical requirements for fastening the tire to the car retarder beam include at least fastening at the ends of the tire and in the middle to increase stiffness. The presence of damping sound-absorbing pads on the end right, end left tires and each brake element of the middle tire, from the side facing the rail of the car retarder, additionally reduce the high-frequency vibrations of the tires, which are the source of noise pollution on mechanized and automated sorting slides. However, the use of the proposed noise-absorbing materials for the manufacture of linings is economically inexpedient and low-tech. Lining made of single-layer basalt sheet, or multilayer made of glued together layers of basalt sheet and steel sheets, with a lining thickness of 0.5-2.5 mm, drastically reduce the stiffness of the brake tire to the beam. The damping sound-absorbing pad from the side facing the rail of the car moderator, from these materials, does not withstand shock-vibration loads. Shock loads occurring at the moment of clamping the rim of the railway car wheel with brake tires, at the moment of contact of the brake tire and the rim of the wheel lead to deformation of the linings, and weakening of the brake tire, which is not permissible, when the tire is fastened to the beam, as fastening bolts can be cut . The disadvantages of this technical solution include an insufficient noise reduction, the friction coefficient has a wide range of values.
Задачей заявляемого технического решения по тормозной шине вагонного замедлителя является повышения эффективности работы вагонных замедлителей на механизированных и автоматизированных сортировочных горках.The objective of the proposed technical solution for the brake tire of a car moderator is to increase the efficiency of car moderators on mechanized and automated sorting slides.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении жесткости крепления тормозной шины, при сохранении высокого уровня снижения шумового загрязнения.The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the stiffness of the mounting of the brake tire, while maintaining a high level of reduction in noise pollution.
Технический результат достигается шиной тормозной композиционной с пониженным уровнем шума в области высоких частот, состоящей из концевой правой, концевой левой и средней шин, имеющих длину, достаточную для закрепления на тормозной балке вагонного замедлителя, выполненных из горячекатаного профиля Г-образной формы из стали, имеющих изнашиваемую часть и подошву для крепления к тормозной балке вагонного замедлителя, выполненную в виде сплошного желоба, для размещения головок шинных болтов, с монтажными отверстиями, на подошве концевой правой, концевой левой и средней шин, со стороны обращенной к балке вагонного замедлителя установлены прокладки из высокодемпфирующей стали толщиной 0,1-6,0 мм со сквозными отверстиями, выполненными соосно с монтажными отверстиями подошвы, предназначенными для крепления к тормозной балке, контактная поверхность изнашиваемой части образована фрикционными элементами, составляет не более 80% от общей площади контактной поверхности, фрикционные элементы запрессованы в отверстия, выполненные в изнашиваемой части шины, с усилием 14-15 кН/см2, выполнены в форме цилиндра высотой 10-50 мм, диаметром 5,0-40 мм, из металлокерамического фрикционного самосмазывающегося материала, пропитанного раствором связующего фенольного порошкообразного, имеющего открытую пористость (16-20)%, твердость по Бринеллю 50-120 НВ, плотность 5,55-6,05 г/см3, коэффициент трения 0,4-0,6, содержащего никель, медь, барит, окись алюминия, графит, дисульфид молибдена и железо, при следующем содержании компонентов, мас. %:The technical result is achieved by a composite brake tire with a low noise level in the high frequency region, consisting of an end right, an end left and middle tires having a length sufficient to be fixed to the brake beam of a car retarder made of a hot-rolled profile of a L-shaped steel made of steel having the wearing part and the sole for attaching to the brake beam of the car retarder, made in the form of a continuous groove, to accommodate the heads of the tire bolts, with mounting holes, on the end sole right, end left and middle tires, from the side facing the rail of the car retarder, gaskets made of high-damping steel with a thickness of 0.1-6.0 mm with through holes made coaxially with mounting holes of the sole for mounting to the brake beam, the contact surface of the wear parts of friction elements is formed, is not more than 80% of the total area of the contact surface, the friction elements are pressed into holes formed in the wear part of the tire with a force of 14-15 kN / cm 2, you They are filled in the form of a cylinder 10–50 mm high, 5.0–40 mm in diameter, of a ceramic-metal friction self-lubricating material impregnated with a phenolic powder binder solution having an open porosity of (16–20)%, Brinell hardness of 50–120 HB,
Кроме этого, металлокерамический фрикционный самосмазывающийся материал пропитан 30% спиртовым раствором связующего фенольного порошкообразного СФП-011Л и подвергнут отверждению при температуре 120-160°С, металлокерамический фрикционный самосмазывающийся материал состоит из не менее 90% пластинчатого перлита с включениями карбидов, цементита в виде разорванной сетки, углерода и соединений фрикционных добавок, накладка из высокодемпфирующей стали выполнена однослойной, накладка из высокодемпфирующей стали выполнена многослойной, фрикционные элементы, запрессованные в отверстия, выполненные в изнашиваемой части, с усилием 14-15 кН/см2, дополнительно имеют штифтовое крепление.In addition, the ceramic-metal friction self-lubricating material is impregnated with a 30% alcohol solution of phenolic powder binder SFP-011L and cured at a temperature of 120-160 ° C, the ceramic-metal friction self-lubricating material consists of at least 90% plate perlite with carbides, cementite in the form of a torn mesh , carbon and compounds of friction additives, the lining of high-damping steel is made single-layer, the lining of high-damping steel is made multilayer, friction The elements pressed into holes made in the wearing part with a force of 14-15 kN / cm 2 additionally have a pin mount.
Шумовое загрязнение - это звуковые колебания, которые возникают в процессе торможения вагонов при их спуске с сортировочной горки и которые приносят дискомфорт человеку. К ним относятся такие звуки как, свист и скрежет металла по металлу. По частотному диапазону различают шумы низко- (до 300 Гц), средне- (300÷1000 Гц) и высокочастотные (свыше 1000 Гц). Широко известно, что по физиологическому воздействию на человека наиболее опасен высокочастотный шум (особенно в диапазоне частот от 1000 до 4000 Гц), что подтверждается многочисленными опытами и отражено в существующих нормативных документах.Noise pollution is sound vibrations that occur during the braking of cars when they descend from the sorting slide and which bring discomfort to a person. These include sounds such as whistling and rattle of metal on metal. The frequency range distinguishes between low- (up to 300 Hz), medium- (300 ÷ 1000 Hz) and high-frequency (above 1000 Hz) noises. It is widely known that the physiological effect on humans is most dangerous high-frequency noise (especially in the frequency range from 1000 to 4000 Hz), which is confirmed by numerous experiments and is reflected in existing regulatory documents.
Уровень шума при торможении вагонов на сортировочных горках определяются не только динамическими характеристиками упругой системы вагонных замедлителей, но и условиями контакта тормозной шины с ободом колеса железнодорожного вагона, которые в большей степени зависит от материала тормозной шины его элементного состава, структуры и физико-механических свойств. При торможении вагонов на сортировочных горках шум имеют широкий спектр частот от 200 до 6500 Гц. Авторами установлено, что в этом спектре имеются всплески разной интенсивности в области 600-800 и 3000-4000 Гц. Именно на снижении интенсивности шумов в данных диапазонах частот и направлено предлагаемое техническое решение. Определены оптимальные размеры фрикционных элементов, высота и диаметр. Оптимизацию проводили из условия: контактная площадь шины, занимаемая фрикционными элементами, должна быть максимальной, при сохранении достаточной прочности самой тормозной шины и обеспечение длительного срока эксплуатации. Исходя из этих условий, фрикционные элементы должны выполняться в форме цилиндра, высотой 10-50 мм и диаметром 5-40 мм. Изготовление фрикционного элемента высотой менее 10 мм и диаметром менее 5 мм экономически не целесообразно, превышение высоты фрикционного элемента более 50 мм и диаметра более 40 мм делают шину не жесткой, что приводит к интенсивному износу и повышению вибрации при торможении, что не безопасно для работы вагонного замедлителя.The noise level during braking of cars on sorting hills is determined not only by the dynamic characteristics of the elastic system of car moderators, but also by the conditions of contact of the brake tire with the wheel rim of the railway carriage, which is more dependent on the material of the brake tire of its elemental composition, structure, and physicomechanical properties. When braking cars on sorting slides, noise has a wide range of frequencies from 200 to 6500 Hz. The authors found that in this spectrum there are bursts of different intensities in the range of 600-800 and 3000-4000 Hz. It is to reduce the intensity of noise in these frequency ranges that the proposed technical solution is directed. The optimal sizes of friction elements, height and diameter are determined. Optimization was carried out from the condition: the contact area of the tire occupied by the friction elements should be maximum, while maintaining the sufficient strength of the brake tire itself and ensuring a long service life. Based on these conditions, friction elements should be made in the form of a cylinder with a height of 10-50 mm and a diameter of 5-40 mm. The manufacture of a friction element with a height of less than 10 mm and a diameter of less than 5 mm is not economically feasible; exceeding the height of the friction element of more than 50 mm and a diameter of more than 40 mm makes the tire not stiff, which leads to intensive wear and increased vibration during braking, which is not safe for carriage moderator.
Снижение уровня шума достигается за счет изменения условий взаимодействий в контактной зоне системе «шина-обод вагонного колеса», основным механизмом износа становится абразивный. Такой механизм реализуется не только в контакте с фрикционными элементам, но и частично в контакте с контактной поверхностью из стали 50ХГ. При этом данный механизм реализуется практически на всей площади тормозной шины, при этом снижается износ тормозной шины, сохраняется высокий коэффициент трения и повышается его стабильность. Для получения высокого и стабильного коэффициента трения в пределах 0,4-0,6 и высокой износостойкости фрикционного элемента, материал должен иметь следующие значения параметров физико-механических свойств: открытая пористость 16-20%, твердость по Бринеллю 50-120 НВ, плотность 5,55-6,05 г/см3. Данные параметры были оптимизированы технологическими режимами спекания фрикционного элемента. Снижение указанных параметров до значений, которые нижеуказанных величин, приводит к снижению износостойкости фрикционного элемента, а увеличение данных параметров до параметров, которые выше указанных величин, приводит получению материала с нестабильным и не высоким коэффициентом трения. Фрикционный элемент изготавливается методом спекания из смеси порошков содержащего никель, медь, барит, окись алюминия, барит, графит, дисульфид молибдена и железо при следующем содержании компонентов, мас. %:Noise reduction is achieved by changing the conditions of interactions in the contact zone of the “tire-rim of the wagon wheel” system; the abrasive becomes the main wear mechanism. Such a mechanism is realized not only in contact with the friction elements, but also partially in contact with the contact surface of 50KhG steel. Moreover, this mechanism is implemented on almost the entire area of the brake tire, while the wear of the brake tire is reduced, a high coefficient of friction is maintained and its stability is increased. To obtain a high and stable coefficient of friction in the range of 0.4-0.6 and high wear resistance of the friction element, the material should have the following values of the parameters of physical and mechanical properties: open porosity of 16-20%, Brinell hardness of 50-120 HB,
Дальнейшее понижение уровня шумового загрязнения при работе вагонных замедлителей достигается пропиткой металлокерамического фрикционного самосмазывающегося материала 30% спиртовым раствором связующего фенольного порошкообразного СФП-011Л ТУ 2257-111-05015227-2006 и подвергнут отверждению при температуре 120-160°С. Отвержденное связующее фенольное порошкообразное, находясь в порах фрикционного элемента, при трении попадает на контактную поверхность из стали 50ХГ тормозной шины, снижая долю адгезионного механизма разрушения данной поверхности, доминирующим механизмом становится абразивный. Об этом свидетельствует снижение уровня шума при торможении, отсутствие на стальной части поверхности шины очагов прижогов и микротрещин. Увеличение доли абразивного износа шины приводит к более стабильному коэффициенту трения.A further decrease in the level of noise pollution during the operation of car moderators is achieved by impregnation of the ceramic-metal friction self-lubricating material with a 30% alcohol solution of the phenolic powder binder SFP-011L TU 2257-111-05015227-2006 and is cured at a temperature of 120-160 ° С. The cured phenolic powder binder, located in the pores of the friction element, during friction gets on the contact surface of the brake tire 50XG steel, reducing the proportion of the adhesive mechanism of destruction of this surface, the abrasive becomes the dominant mechanism. This is evidenced by a decrease in the level of noise during braking, the absence on the steel part of the surface of the tire of foci of burns and microcracks. An increase in the share of tire abrasion leads to a more stable coefficient of friction.
Наличие прокладки, толщиной (0,1-6,0) мм, выполненной из стали с высокими демпфирующими свойствами, между подошвой и тормозной балкой, позволяет, с одной стороны, эффективно бороться с вибрацией и шумовым загрязнением и значительно снизить уровень шума, возникающий под воздействиям ударно-вибрационных нагрузок в процессе эксплуатации, с другой стороны, благодаря тому, что они обладают высокими механическими свойствами, высокой конструкционной жесткостью, жестко крепить на балке вагонного замедлителя тормозную шину, уменьшая ее вибрацию. Вибрационное воздействие на конструкцию вагонного замедлителя, как правило, происходит в диапазоне малых амплитуд упругой деформации материала, которые максимально снижают прокладки с высокими демпфирующими свойствами, что в совокупности с шинами, имеющие композиционные вставки, снижающие уровень шума, позволяют максимально снизить интенсивность шума, излучаемого вагонными замедлителями сортировочных горок. Прокладки выполнялись из высокодемпфирующей стали 01Ю5Т и высокодемпфирующей стали 16ХМТЮБ-ВИ. Наличие в прокладке сквозных отверстий, выполненных соосно с монтажными отверстиями подошвы, предназначенными для крепления к тормозной балке, позволяет позиционировать прокладку относительно подошвы и балки, при установке тормозной шины на вагонозамедлитель.The presence of a gasket, thickness (0.1-6.0) mm, made of steel with high damping properties, between the sole and the brake beam, allows, on the one hand, to effectively combat vibration and noise pollution and significantly reduce the noise level that occurs under the effects of shock-vibration loads during operation, on the other hand, due to the fact that they have high mechanical properties, high structural rigidity, rigidly fasten the brake tire on the car retarder beam, reducing its vibration. Vibrational impact on the design of the car moderator, as a rule, occurs in the range of small amplitudes of elastic deformation of the material, which minimize gaskets with high damping properties, which in combination with tires having composite inserts that reduce the noise level, minimize the intensity of noise emitted by car sorting slide retarders. Gaskets were made of high-damping steel 01YU5T and high-damping steel 16KhMTYUB-VI. The presence of through holes in the gasket, made coaxially with the mounting holes of the sole, intended for attachment to the brake beam, allows you to position the gasket relative to the sole and beam, when installing the brake tire on the car retarder.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан фрагмент тормозной шины; на фиг. 2 показан разрез тормозной шины по месту сечения А-А; на фиг. 3 - разрез тормозной шины по месту сечения А-А, вариант фрикционные элементы, запрессованы в отверстия, дополнительно имеют штифтовое крепление.The proposed technical solution is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a fragment of a brake tire; in FIG. 2 shows a section of a brake tire at a section A-A; in FIG. 3 - section of the brake tire at the section A-A, option friction elements, pressed into the holes, additionally have a pin mount.
Шина тормозная композиционная состоит: из горячекатаного профиля Г-образной формы из стали 50ХГ, имеющего подошву 1 с установленной прокладкой 2 из высокодемпфирующей стали 16ХМТЮБ-ВИ толщиной 0,1-6,0 мм со стороны обращенной к балке вагонного замедлителя (на фиг. не показана); изнашиваемой части 3 с запрессованными в отверстия фрикционными элементами 4, выполненными в форме цилиндра высотой 10-50 мм, диаметром 5,0-40 мм из металлокерамического фрикционного самосмазывающегося материала пропитанного раствором связующего фенольного порошкообразного, имеющего открытую пористость (16-20)%, твердость по Бринеллю 50-120 НВ, плотность 5,55-6,05 г/см3, коэффициент трения 0,4-0,6, содержащего никель, медь, барит, окись алюминия, графит, дисульфид молибдена и железо; контактной поверхности 5 изнашиваемой части 3 образованной фрикционными элементами 4, составляющими не более 80% от общей площади контактной поверхности 5; штифт 6.The composite brake tire consists of: a hot-rolled L-shaped profile made of 50KhG steel, having a sole 1 with a
Применение демпфирующей стали, обладающей высоким уровнем демпфирующей способности в диапазонах амплитуд упругой деформации материала, позволяет дополнительно снизить уровень шума и повысить жесткость крепления тормозной шины к балке вагонного замедлителя. Демпфирующая сталь обладает высокими механическими свойствами, что позволяет сохранять высокую динамическую жесткость крепления тормозной шины и вагонного замедлителя в целом.The use of damping steel, which has a high level of damping ability in the ranges of amplitudes of elastic deformation of the material, can further reduce the noise level and increase the stiffness of the brake tire to the beam of the car retarder. Damping steel has high mechanical properties, which allows to maintain high dynamic stiffness of the mounting of the brake tire and the car retarder as a whole.
Исследования шумовых характеристик проводились в составе вагонного замедлителя КЗ-5пк на механизированной сортировочной горке Южно-Уральской Железной Дороге. Опытная партия тормозных шин изготавливалась на Инструментально-Механическом Заводе в г. Комсомольске-на-Амуре.Studies of noise characteristics were carried out as part of the KZ-5pk car moderator on a mechanized sorting slide of the South Ural Railway. An experimental batch of brake tires was manufactured at the Instrument-Mechanical Plant in Komsomolsk-on-Amur.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020100914U RU196667U1 (en) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | HIGH FREQUENCY TIRE BRAKE COMPOSITION WITH REDUCED NOISE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020100914U RU196667U1 (en) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | HIGH FREQUENCY TIRE BRAKE COMPOSITION WITH REDUCED NOISE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU196667U1 true RU196667U1 (en) | 2020-03-11 |
Family
ID=69897800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020100914U RU196667U1 (en) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | HIGH FREQUENCY TIRE BRAKE COMPOSITION WITH REDUCED NOISE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU196667U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU220323U1 (en) * | 2022-12-07 | 2023-09-07 | Акционерное Общество "Инновационный Научно-Технический Центр" (Ао "Интц") | BRAKE TIRE OF CARRIAGE REMEDER |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1396411A1 (en) * | 2002-09-04 | 2004-03-10 | CWW-GERKO Akustik GmbH | Low noise beam-type track retarder |
| RU2554032C1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Car decelerator brake shoe and powder composite iron-based alloy for friction elements of brake shoe |
| RU167878U1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Патентное бюро" (ООО "Патентное бюро") | SILENT BRAKE TIRE OF THE CAR |
| RU180872U1 (en) * | 2018-02-12 | 2018-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | CAR TIRE BRAKE TIRE WITH REDUCED NOISE |
| RU186258U1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-01-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | CAR TIRE REPAIR BRAKE TIRE, REPAIR |
-
2020
- 2020-01-14 RU RU2020100914U patent/RU196667U1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1396411A1 (en) * | 2002-09-04 | 2004-03-10 | CWW-GERKO Akustik GmbH | Low noise beam-type track retarder |
| RU2554032C1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Car decelerator brake shoe and powder composite iron-based alloy for friction elements of brake shoe |
| RU167878U1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Патентное бюро" (ООО "Патентное бюро") | SILENT BRAKE TIRE OF THE CAR |
| RU180872U1 (en) * | 2018-02-12 | 2018-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | CAR TIRE BRAKE TIRE WITH REDUCED NOISE |
| RU186258U1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-01-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | CAR TIRE REPAIR BRAKE TIRE, REPAIR |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU220323U1 (en) * | 2022-12-07 | 2023-09-07 | Акционерное Общество "Инновационный Научно-Технический Центр" (Ао "Интц") | BRAKE TIRE OF CARRIAGE REMEDER |
| RU220322U1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-09-07 | Акционерное Общество "Инновационный Научно-Технический Центр" (Ао "Интц") | CAR REMEDER WITH REDUCED NOISE LEVEL |
| RU224659U1 (en) * | 2023-11-08 | 2024-04-01 | Акционерное Общество "Инновационный Научно-Технический Центр" (Ао "Интц") | COMPOSITE MEDIUM COMPOSITE BRAKE TIRE FOR CARRIAGE RETALIER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU167878U1 (en) | SILENT BRAKE TIRE OF THE CAR | |
| RU180872U1 (en) | CAR TIRE BRAKE TIRE WITH REDUCED NOISE | |
| RU183456U1 (en) | FRICTION ELEMENT FOR BRAKE TIRES | |
| RU2554032C1 (en) | Car decelerator brake shoe and powder composite iron-based alloy for friction elements of brake shoe | |
| EP2881611B1 (en) | Backing plate for brake pad of a disc brake | |
| RU180717U1 (en) | FRICTION ELEMENT FOR BRAKE RINKER BRAKE TIRE | |
| RU143886U1 (en) | CAR TIRE BRAKE TIRE | |
| RU196667U1 (en) | HIGH FREQUENCY TIRE BRAKE COMPOSITION WITH REDUCED NOISE | |
| RU88753U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU190197U1 (en) | BRAKE SHOE OF RAILWAY VEHICLE WITH SOLID INSERT OF METAL-CERAMIC MATERIAL | |
| JPWO2020021646A1 (en) | Friction members, friction material compositions for underlay materials, underlay materials, disc brake pads and cars | |
| RU196665U1 (en) | TIRE BRAKE RESTORED | |
| RU196663U1 (en) | TIRE BRAKE ASSEMBLY | |
| RU183379U1 (en) | COMPOSITE BRAKE TIRE OF THE CAR | |
| RU186258U1 (en) | CAR TIRE REPAIR BRAKE TIRE, REPAIR | |
| EA025728B1 (en) | Track brake for rail vehicles | |
| KR20110028187A (en) | Friction material for automobile brake pad | |
| RU196946U1 (en) | CAR TYPE BRAKE TIRE RESTORED | |
| RU137245U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| JP2009102583A (en) | Brake friction material | |
| RU189252U1 (en) | Railway vehicle brake shoe | |
| RU2310779C9 (en) | Rail vehicle brke shoe (versions) | |
| JP2017132918A (en) | Friction material | |
| RU190780U1 (en) | BRAKE TIRE TRAILER ASSEMBLY COMBINED | |
| RU180704U1 (en) | CAR TIRE BRAKE TIRE HAVING A REDUCED NOISE LEVEL |