RU216929U1

RU216929U1 - BRAKE PADDING FOR RAILWAY VEHICLE DISC BRAKE

Info

Publication number: RU216929U1
Application number: RU2023100122U
Authority: RU
Inventors: Михаил Захарович Левит; Кирилл Михайлович Левит; Евгений Григорьевич Пивень
Original assignee: Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР")
Filing date: 2023-01-09
Publication date: 2023-03-10

Abstract

Полезная модель относится к дисковым тормозам железнодорожного транспорта, а именно к дисковым тормозным накладкам. Тормозная накладка для дискового тормоза железнодорожного транспортного средства включает фрикционный элемент с рабочей и тыльной поверхностями и металлический тыльник, имеющий профиль в виде ласточкина хвоста. Площадь рабочей поверхности фрикционного элемента и площадь контактирующей с фрикционным элементом поверхности металлического тыльника выбираются из соотношения: H₁=1,1÷1,4H₂, где H₁ - площадь рабочей поверхности фрикционного элемента; H₂ - площадь поверхности тыльника, контактирующей с фрикционным элементом. Такое соотношение площадей рабочей поверхности фрикционного элемента и площади металлического тыльника позволит улучшить эксплуатационные характеристики накладки и сохранить ее целостность при трибосопряжении.The utility model relates to railway disc brakes, namely to disc brake linings. A brake lining for a railway vehicle disc brake includes a friction element with working and rear surfaces and a metal butt plate having a dovetail profile. The area of the working surface of the friction element and the area of the surface of the metal back in contact with the friction element are selected from the ratio: H ₁ =1.1÷1.4H ₂ , where H ₁ is the area of the working surface of the friction element; H ₂ - the surface area of the butt plate in contact with the friction element. Such a ratio of the areas of the working surface of the friction element and the area of the metal butt plate will improve the performance characteristics of the lining and preserve its integrity during tribo-coupling.

Description

Заявляемая полезная модель относится к дисковым тормозам железнодорожного транспорта, а именно к дисковым тормозным накладкам.The claimed utility model relates to railway disc brakes, namely to disc brake pads.

Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционная накладка для железнодорожного дискового тормоза, включающая фрикционный элемент, снабженный рабочей и тыльной поверхностями, зафиксированный со стороны тыльной поверхности на металлическом тыльнике, имеющем профиль в виде ласточкина хвоста (см. патент РФ №2757105, МПК В61Н 5/00, 2021 г., фиг. 7; фиг. 9). Существенные признаки аналога «фрикционный элемент, снабженный рабочей и тыльной поверхностями, зафиксированный со стороны тыльной поверхности на металлическом тыльнике, имеющем профиль в виде ласточкина хвоста» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.An analogue of the claimed utility model is a friction lining for a railway disc brake, including a friction element provided with a working and rear surfaces, fixed from the rear surface on a metal butt plate having a dovetail profile (see RF patent No. 2757105, IPC V61N 5/00 , 2021, Fig. 7; Fig. 9). The essential features of the analogue "friction element, equipped with a working and rear surfaces, fixed from the rear surface on a metal butt plate having a dovetail profile" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком аналога является несбалансированность размеров фрикционного элемента и металлического тыльника, обуславливающая из-за особенностей профиля тыльника возможность появления градиента (разницы) величин удельных давлений прижатия накладки к тормозному диску по рабочей поверхности накладки, что негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках пары трения (линейном износе, сжимаемости и пр.), а также может вызвать разрушение фрикционного элемента при ударных нагрузках.The disadvantage of the analogue is the imbalance in the dimensions of the friction element and the metal butt plate, which, due to the peculiarities of the butt plate profile, causes the appearance of a gradient (difference) in the values of the specific pressures of pressing the lining against the brake disc along the working surface of the lining, which negatively affects the operational characteristics of the friction pair (linear wear, compressibility etc.), and can also cause destruction of the friction element under shock loads.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является тормозная накладка для дискового тормоза железнодорожного транспортного средства, включающая фрикционный элемент, снабженный рабочей поверхностью и тыльной поверхностью, и зафиксированный с фрикционным элементом со стороны тыльной поверхности фрикционного элемента металлический тыльник, имеющий профиль в виде ласточкина хвоста (см. патент РФ №2551051, МПК В61Н 5/00, 2015 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «фрикционный элемент, рабочая и тыльная поверхности, зафиксированный с фрикционным элементом со стороны его тыльной поверхности металлический тыльник, имеющий профиль в виде ласточкина хвоста» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.The closest analogue of the claimed utility model is a brake lining for a disk brake of a railway vehicle, including a friction element provided with a working surface and a back surface, and a metal butt plate fixed with the friction element from the rear surface of the friction element, having a dovetail-shaped profile (see Fig. RF patent No. 2551051, IPC V61N 5/00, 2015). The essential features of the closest analogue "friction element, working and back surfaces, fixed with a friction element from the side of its back surface, a metal butt plate having a dovetail profile" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком наиболее близкого аналога также является отсутствие оптимального баланса между размерами фрикционного элемента и металлического тыльника, следствием чего может явиться как разрушение краевых или центральных зон фрикционного элемента, так и снижение его эксплуатационных характеристик из-за неравномерного прижатия накладки к тормозному диску при эксплуатации.The disadvantage of the closest analogue is also the lack of an optimal balance between the dimensions of the friction element and the metal butt plate, which can result in both the destruction of the edge or central zones of the friction element and the decrease in its performance due to uneven pressing of the lining to the brake disc during operation.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик накладки и сохранение ее целостности при трибосопряжении путем оптимизации соотношения размеров фрикционного элемента и металлического тыльника.The task to be solved by the claimed utility model is to improve the performance characteristics of the lining and preserve its integrity during tribocoupling by optimizing the ratio of the dimensions of the friction element and the metal butt plate.

Для достижения указанного технического результата в тормозной накладке дискового тормоза железнодорожного транспортного средства, включающей фрикционный элемент с рабочей и тыльной поверхностями, и зафиксированный с фрикционным элементом со стороны его тыльной поверхности металлический тыльник, имеющий профиль в виде ласточкина хвоста, площадь рабочей поверхности фрикционного элемента и площадь контактирующей с фрикционным элементом поверхности металлического тыльника выбраны из соотношения: H₁=1,1÷1,4H₂, где H₁ - площадь рабочей поверхности фрикционного элемента; Н₂ - площадь поверхности тыльника, контактирующей с фрикционным элементом.To achieve the specified technical result in the brake lining of a disk brake of a railway vehicle, including a friction element with a working and rear surfaces, and a metal back plate fixed with the friction element from the side of its rear surface, having a profile in the form of a dovetail, the area of the working surface of the friction element and the area contacting with the friction element of the surface of the metal butt plate are selected from the ratio: H ₁ =1,1÷1,4H ₂ where H ₁ - the area of the working surface of the friction element; H ₂ - the surface area of the butt plate in contact with the friction element.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «площадь рабочей поверхности фрикционного элемента и площадь контактирующей с фрикционным элементом поверхности металлического тыльника выбраны из соотношения: H₁=1,1÷1,4H₂, где H₁ - площадь рабочей поверхности фрикционного элемента; Н₂ - площадь поверхности тыльника, контактирующей с фрикционным элементом» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.The essential features of the claimed utility model “the area of the working surface of the friction element and the area of the surface of the metal back in contact with the friction element are selected from the ratio: H ₁ =1.1÷1.4H ₂ , where H ₁ is the area of the working surface of the friction element; H ₂ - the surface area of the butt plate in contact with the friction element" are distinctive from the features of the closest analogue.

Тормозная накладка для дискового тормоза железнодорожного транспортного средства включает фрикционный элемент, обычно выполненный из композиционного материала с полимерной матрицей и дисперсными, в том числе волокнистыми, наполнителями. Рабочая поверхность фрикционного элемента, т.е. та поверхность, которая контактирует с поверхностью тормозного диска при торможении, может быть плоской или содержать углубления (канавки), которые уменьшают площадь этой поверхности (в канавках нет контакта фрикционного элемента с тормозным диском). На поверхности противоположной рабочей поверхности, т.е. тыльной поверхности фрикционного элемента, зафиксирован металлический тыльник в виде ласточкина хвоста (его профиль расширяется по мере удаления от фрикционного элемента). Заявленное соотношение площадей относится именно к площади рабочей поверхности фрикционного элемента, поскольку эта площадь может как соответствовать площади тыльной поверхности фрикционного элемента (при гладкой рабочей поверхности), так и быть меньше нее (при наличии канавок на рабочей поверхности). Оптимальным является следующее соотношение площадей поверхностей: площадь поверхности тыльника, контактирующая с фрикционным элементом меньше площади рабочей поверхности фрикционного элемента, при этом соблюдается соотношение H₁=1,1÷1,4H₂, где H₁ - площадь рабочей поверхности фрикционного элемента; Н₂ - площадь поверхности тыльника, контактирующей с фрикционным элементом.A brake lining for a railway vehicle disc brake includes a friction element, usually made of a composite material with a polymer matrix and dispersed, including fibrous, fillers. The working surface of the friction element, i.e. the surface that contacts the surface of the brake disc during braking may be flat or contain recesses (grooves) that reduce the area of this surface (there is no contact between the friction element and the brake disc in the grooves). On the surface of the opposite working surface, i.e. back surface of the friction element, a dovetail-shaped metal butt plate is fixed (its profile expands as it moves away from the friction element). The stated ratio of areas refers specifically to the area of the working surface of the friction element, since this area can both correspond to the area of the rear surface of the friction element (with a smooth working surface) and be less than it (if there are grooves on the working surface). The following ratio of surface areas is optimal: the surface area of the butt plate in contact with the friction element is less than the area of the working surface of the friction element, while the ratio H ₁ =1.1÷1.4H ₂ is observed, where H ₁ is the area of the working surface of the friction element; H ₂ - the surface area of the butt plate in contact with the friction element.

Изготавливаться тормозная накладка может известными методами, например приформовыванием фрикционного элемента к металлическому тыльнику в пресс-форме.The brake lining can be made by known methods, for example, by molding a friction element to a metal butt plate in a mold.

Особенность выполнения тыльника в форме ласточкина хвоста и армирование им только части соответствующей поверхности фрикционного элемента накладки обуславливает неравномерность распределения действия сжимающего накладку и диск усилия по рабочей поверхности накладки, что, конечно, может быть компенсировано выполнением канавок особой формы, но не полностью. Оптимизация соотношения площадей рабочей поверхности и площади тыльника позволяет сделать это распределение более равномерным. Если соотношение H₁ и Н₂ будет меньше 1,1, то края тыльника окажутся излишне близко к краям фрикционного элемента, что обусловит прежде всего неравномерный износ накладки с краев. Если соотношение H₁ и Н₂ будет больше 1,4, то неармированные краевые участки фрикционного элемента накладки окажутся непропорционально большими и могут трескаться и даже откалываться при эксплуатации.The peculiarity of the back plate in the form of a dovetail and its reinforcement of only a part of the corresponding surface of the friction element of the lining causes uneven distribution of the action of the force compressing the lining and the disk over the working surface of the lining, which, of course, can be compensated by making grooves of a special shape, but not completely. Optimization of the ratio of the areas of the working surface and the area of the butt plate makes this distribution more uniform. If the ratio of H ₁ and H ₂ is less than 1.1, then the edges of the back plate will be too close to the edges of the friction element, which will primarily cause uneven wear of the lining from the edges. If the ratio of H ₁ and H ₂ is greater than 1.4, then the non-reinforced edge sections of the friction element of the lining will be disproportionately large and may crack and even chip off during operation.

Claims

A brake lining for a disc brake of a railway vehicle, comprising a friction element with a working and a rear surface, and a metal butt plate fixed to the friction element from the side of its rear surface, having a dovetail profile, characterized in that the area of the working surface of the friction element and the area of contact with a friction element, the surfaces of the metal back are selected from the ratio: H ₁ =1.1÷1.4H ₂ , where H ₁ is the area of the working surface of the friction element; H ₂ - the surface area of the butt plate in contact with the friction element.