RU219186U1 - Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к тормозным железнодорожным колодкам, рабочая поверхность которых при эксплуатации контактирует с поверхностью катания железнодорожного колеса.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение необходимой эксплуатационной безопасности колодки в случае ее установки на колесо со значительным прокатом. Цель достигается за счет оптимизации расположения рабочей поверхности вставки, а именно: рабочая поверхность вставки заглублена в композиционный фрикционный элемент колодки на глубину, соответствующую эксплуатационной сжимаемости композиционного фрикционного элемента колодки.

Description

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным железнодорожным колодкам, рабочая поверхность которых при эксплуатации контактирует с поверхностью катания железнодорожного колеса.

Аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и металлическую вставку, расположенную в центральной части колодки, габарит поперечного сечения которой (длина вставки) на 1 мм ÷ 3 мм меньше чем у композиционного фрикционного элемента, при этом рабочая поверхность вставки выполнена соответствующей рабочей поверхности колодки (см. патент РФ №69597, МПК F16D 65/04, 2007 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, металлическая вставка, расположенная в центральной части колодки» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.

Недостатком аналога является отсутствие возможности торможения при установке колодки на колесо с прокатом, у которого радиус рабочей поверхности (поверхности катания) в результате проката колеса становится меньше радиуса рабочей поверхности исходного колеса (без проката). В результате колодка контактирует с поверхностью катания колеса только центральной частью, т.е. только рабочей поверхностью вставки, что не позволяет обеспечить необходимый тормозной момент из-за низкого коэффициента трения металла вставки (чугуна) в сравнении с коэффициентом трения полимерного фрикционного композита, из которого изготовлен композиционный фрикционный элемент. В результате не обеспечивается необходимая безопасность использования тормозной колодки в начальный момент ее эксплуатации с колесом, имеющим прокат.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и металлическую вставку, расположенную в центральной части колодки, при этом рабочая поверхность вставки выполнена соответствующей рабочей поверхности колодки, ориентирована ортогонально радиальному направлению рабочей поверхности колодки в зоне металлической вставки и размещена внутри композиционного фрикционного элемента на глубине до 1,0 мм эквидистантно рабочей поверхности колодки (см. патент РФ №2706680, МПК F16D 65/06, 2019 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, металлическая вставка, расположенная в центральной части колодки, рабочая поверхность вставки размещена внутри композиционного фрикционного элемента» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.

Недостатком наиболее близкого аналога является ухудшение торможения при установке колодки на колесо со значительным прокатом (допустимый прокат для грузовых вагонов до 9 мм), при этом заглубление вставки до 1 мм не позволит компенсировать разницу в радиусах рабочей поверхности колодки и поверхности катания колеса. В результате изнашивания заглубления возникает момент после установки колодки на колесо со значительным прокатом, когда контакт поверхности катания колеса осуществляется только с металлической центральной частью вставки, т.е. не обеспечивается необходимая эксплуатационная безопасность колодки.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение необходимой эксплуатационной безопасности колодки в случае ее установки на колесо со значительным прокатом, путем исключения возможности контактирования только металла вставки с поверхностью катания колеса за счет оптимизации расположения рабочей поверхности вставки.

Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, включающей металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и металлическую вставку, расположенную в центральной части колодки, и при этом рабочая поверхность вставки размещена внутри композиционного фрикционного элемента, рабочая поверхность вставки заглублена в композиционный фрикционный элемент на глубину, соответствующую эксплуатационной сжимаемости композиционного фрикционного элемента колодки.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «рабочая поверхность вставки заглублена в композиционный фрикционный элемент на глубину, соответствующую эксплуатационной сжимаемости композиционного фрикционного элемента колодки» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.

На фиг. представлено поперечное сечение центральной части колодки в зоне металлической вставки (продольно вставке).

Колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас 1, например сетчато-проволочный, и фрикционный элемент 2, выполненный из фрикционного композита, включающего полимерную матрицу и различные дисперсные наполнители. В центральной части колодки внутри фрикционного элемента размещена металлическая вставка 3, выполненная из чугуна. Металлическая вставка размещена внутри фрикционного элемента, при этом габарит сечения вставки по толщине (поверхность 4 и поверхность 5) на 1÷3 мм меньше габарита колодки, а рабочая поверхность 6 вставки заглублена относительно рабочей поверхности 7 колодки на расстояние, соответствующее сжимаемости фрикционного элемента колодки под воздействием эксплуатационного сжатия (нагрузок, прижимающих колодку к колесу при эксплуатационных торможениях).

Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами, например формованием в пресс-форме со вставкой, имеющей соответствующие габаритные размеры. При этом сжимаемость фрикционного элемента колодки в его полимерной части также определяется известными методами.

Конкретным примером служит тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, фрикционный элемент которой изготовлен из полимерного композита, полимерная матрица которого выполнена из вулканизата каучука СКД и составляет около 22 мас.%, остальные 78 мас.% составляют дисперсные наполнители с размерами частиц не более 1 мм. Высота полимерного композиционного фрикционного элемента колодки около 65 мм, а его сжимаемость при эксплуатационной нагрузке около 3,1 мм. Соответственно заглублена рабочая поверхность металлической вставки. При изготовлении фрикционного элемента из других композитов, имеющих другую сжимаемость, размеры заглубления металлической вставки соответственно корректируются.

Заглубление рабочей поверхности металлической вставки во фрикционный элемент на глубину, соответствующую сжимаемости фрикционного элемента, обеспечивает уже при первых торможениях одновременный контакт с поверхностью катания колеса как металла вставки, так и полимерного композита фрикционного элемента, который хотя и оттесняется из зоны контактирования, но, тем не менее, остается в контакте с поверхностью катания колеса. В результате исключается ситуация контактирования с поверхностью катания колеса только материала вставки, т.е. обеспечивается необходимая эксплуатационная безопасность колодки.

Claims (1)

1. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и металлическую вставку, расположенную в центральной части колодки, при этом рабочая поверхность вставки размещена внутри композиционного фрикционного элемента, отличающаяся тем, что рабочая поверхность вставки заглублена в композиционный фрикционный элемент колодки на глубину, соответствующую эксплуатационной сжимаемости композиционного фрикционного элемента колодки.

Images