RU204565U1

RU204565U1 - RAILWAY VEHICLE BRAKE SHOE

Info

Publication number: RU204565U1
Application number: RU2020140260U
Authority: RU
Inventors: Михаил Захарович Левит; Кирилл Михайлович Левит; Евгений Григорьевич Пивень
Original assignee: Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР")
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2021-05-31

Abstract

Полезная модель относится к тормозным колодкам грузовых железнодорожных транспортных средств, образующих пару трения с поверхностью катания железнодорожного колеса.Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение износа колодок и поверхностей катания железнодорожных колес, а также звуковых явлений при торможении, обусловленных избыточными фрикционными характеристиками при статических нагрузках на тормоз.Заявленное соотношение между коэффициентом трения скольжения и коэффициентом трения покоя материала колодки является оптимальным с точки зрения как износа пары трения, так и снижения звуковых явлений при торможении. Сохраняется достаточная способность остановки и стоянки составов на уклонах.The utility model relates to the brake pads of freight rail vehicles that form a friction pair with the rolling surface of a railway wheel. characteristics under static loads on the brake. The stated ratio between the sliding friction coefficient and the resting friction coefficient of the pad material is optimal from the point of view of both the wear of the friction pair and the reduction of sound phenomena during braking. Sufficient stopping and parking capacity of trains on slopes remains.

Description

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным колодкам грузовых железнодорожных транспортных средств, образующих пару трения с поверхностью катания железнодорожных колес.The claimed utility model relates to railway transport, namely to the brake pads of freight railway vehicles, which form a friction pair with the rolling surface of railway wheels.

Аналогом заявляемой полезной модели является тормозная вагонная колодка с композиционными вставками, включающая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент с высоким коэффициентом трения, и боковые вставки с низким коэффициентом трения (см. патент РФ №127022, МПК В61Н 1/00, 2013 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.An analogue of the claimed utility model is a carriage brake shoe with composite inserts, including a metal frame, a composite friction element with a high coefficient of friction, and side inserts with a low coefficient of friction (see RF patent No. 127022, IPC V61N 1/00, 2013). The essential features of the analogue "metal frame, composite friction element" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком аналога является сложность конструкции и технологии изготовления колодки, а также избыточные фрикционные характеристики при статических нагрузках на тормоз (остановка состава на уклоне, трогание на уклоне и т.д.), что обуславливает повышенный износ как колодок, так и поверхностей катания железнодорожных колес, а также нежелательные звуковые явления в конце торможения (когда происходит переход коэффициента трения скольжения в коэффициент трения покоя).The disadvantage of the analogue is the complexity of the design and manufacturing technology of the shoe, as well as excessive frictional characteristics under static loads on the brake (stopping the train on a slope, moving off on a slope, etc.), which causes increased wear of both the shoes and the rolling surfaces of railway wheels, as well as undesirable sound phenomena at the end of braking (when there is a transition from the sliding friction coefficient to the static friction coefficient).

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, при этом материал композиционного фрикционного элемента имеет коэффициент трения скольжения от 0,37 до 0,47 в паре с чугуном марки СЧ15 (см. ТУ 2571-028-00149386-2000 «Колодки тормозные композиционные с сетчато-проволочным каркасом для железнодорожных грузовых вагонов». Дата введения 01.07.2000 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, коэффициент трения скольжения от 0,37 до 0,47» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.The closest analogue of the claimed utility model is the brake shoe of a railway vehicle, which includes a metal frame and a composite friction element, while the material of the composite friction element has a sliding friction coefficient from 0.37 to 0.47 paired with cast iron grade SCh15 (see TU 2571 -028-00149386-2000 "Composite brake shoes with a mesh-wire frame for railway freight cars." Date of introduction 07/01/2000). The essential features of the closest analogue "metal frame, composite friction element, sliding friction coefficient from 0.37 to 0.47" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком наиболее близкого аналога также являются избыточные фрикционные характеристики при статических нагрузках в паре со сталью (по данным наиболее близкого аналога коэффициент трения скольжения в паре со сталью до 0,55), следствием чего являются повышенный износ как колодок, так и железнодорожных колес, а также нежелательные звуковые явления.The disadvantage of the closest analogue is also excessive frictional characteristics under static loads paired with steel (according to the data of the closest analogue, the sliding friction coefficient paired with steel is up to 0.55), which results in increased wear of both pads and railway wheels, as well as unwanted sound effects.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение износа как колодок, так и железнодорожных колес, а также звуковых явлений, путем оптимизации фрикционных характеристик материала композиционного фрикционного элемента в динамическом (при скольжении) и в статическом состоянии.The problem to be solved by the claimed utility model is to reduce the wear of both pads and railway wheels, as well as sound phenomena, by optimizing the frictional characteristics of the material of the composite friction element in a dynamic (sliding) and in a static state.

Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, включающей металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, материал которого имеет коэффициент трения скольжения от 0,37 до 0,47 в паре трения с чугуном, материал композиционного фрикционного элемента выполнен с коэффициентом трения покоя от 0,47 до 0,48 в паре трения со сталью.To achieve the specified technical result in a brake shoe of a railway vehicle, including a metal frame and a composite friction element, the material of which has a sliding friction coefficient of 0.37 to 0.47 in a pair of friction with cast iron, the material of the composite friction element is made with a static friction coefficient of 0.47 to 0.48 in a pair of friction with steel.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «материал композиционного фрикционного элемента выполнен с коэффициентом трения покоя от 0,47 до 0,48 в паре трения со сталью» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.The essential features of the claimed utility model "the material of the composite friction element is made with a coefficient of static friction from 0.47 to 0.48 in a pair of friction with steel" are distinctive from the features of the closest analogue.

Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас (например, стальной сетчато-проволочный) и композиционный фрикционный элемент. Композиционный фрикционный элемент выполнен из материала (композита), включающего полимерную матрицу и различные дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители. При различных рецептурных составах композита и различных режимах формования колодки изменяются коэффициенты трения материала колодки. Режимы и рецептуры избираются таким образом, чтобы обеспечить коэффициент трения скольжения (динамический) от 0,37 до 0,47 в паре с чугуном, и коэффициент трения покоя от 0,47 до 0,48 в паре со сталью.The brake pad of a railway vehicle includes a metal frame (eg steel wire mesh) and a composite friction element. The composite friction element is made of a material (composite) including a polymer matrix and various dispersed, including fibrous, fillers. With different formulations of the composite and different modes of forming the pad, the friction coefficients of the pad material change. Modes and formulations are selected in such a way as to provide a sliding friction coefficient (dynamic) from 0.37 to 0.47 when paired with cast iron, and a static friction coefficient from 0.47 to 0.48 when paired with steel.

Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами, например формованием в пресс-форме с применением формовочной смеси необходимого состава и необходимых режимов формования.The inventive block can be manufactured by known methods, for example, molding in a mold using a molding mixture of the required composition and the required molding modes.

Конкретным примером заявляемой полезной модели является колодка, композиционный фрикционный элемент которой изготовлен из композита, включающего 22% масс. вулканизата каучука, 4% масс. дисперсного волокнистого наполнителя, 15% масс. дисперсного абразивного наполнителя, 59% масс. модификаторов трения и дисперсных наполнителей. Коэффициент трения скольжения определяется на машине трения И-93М (чугунное контртело), коэффициент трения покоя - на приспособлении типа ПМТП (стальное контртело). Коэффициент трения скольжения составляет 0,47; коэффициент трения покоя - 0,48.A specific example of the claimed utility model is a shoe, the composite friction element of which is made of a composite comprising 22% of the mass. vulcanizate rubber, 4% of the mass. dispersed fibrous filler, 15% of the mass. dispersed abrasive filler, 59% of the mass. friction modifiers and dispersed fillers. The sliding friction coefficient is determined on an I-93M friction machine (cast iron counterbody), the static friction coefficient is determined on a device of the PMTP type (steel counterbody). The sliding friction coefficient is 0.47; the coefficient of friction at rest is 0.48.

Приведенное соотношение между коэффициентом трения скольжения и коэффициентом трения покоя материала колодки является оптимальным с точки зрения как износа пары трения, так и снижения звуковых явлений при торможении. При этом сохраняются достаточно высокие фрикционные характеристики при статических нагрузках, что обеспечивает достаточную способность остановки и стоянки составов на уклонах.The above relationship between the sliding friction coefficient and the resting friction coefficient of the pad material is optimal from the point of view of both the wear of the friction pair and the reduction of sound phenomena during braking. At the same time, sufficiently high frictional characteristics are maintained under static loads, which provides sufficient stopping and parking ability of trains on slopes.

Claims

A brake shoe for a railway vehicle, including a metal frame and a composite friction element, the material of which is made with a sliding friction coefficient of 0.37 to 0.47 in a pair with cast iron, characterized in that the material of the composite friction element is made with a static friction coefficient of 0, 47 to 0.48 when paired with steel.