RU2232093C1

RU2232093C1 - Railway vehicle brake shoe

Info

Publication number: RU2232093C1
Application number: RU2002132609/11A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Шамков (RU); Ю.В. Шамков; С.А. Никулин (RU); С.А. Никулин; Н.М. Зайцев (RU); Н.М. Зайцев; М.З. Левит (RU); М.З. Левит; Е.Г. Пивень (RU); Е.Г. Пивень
Original assignee: Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки"; Открытое акционерное общество "Барнаульский завод асбестовых технических изделий"
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-07-10

Abstract

FIELD: railway rolling stock; brake shoes.

SUBSTANCE: proposed brake shoe of railway vehicle has metal frame and polymeric composite friction member. Mass of metal frame is 0.43-0.49 of mass of friction member.

EFFECT: improved performance characteristics, increased service life of brake shoe.

1 dwg

Description

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава.The invention relates to brake pads of railway rolling stock.

Аналогом заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, содержащая композиционный полимерный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде рамки и снабженном отверстиями тыльника (см. а.с. СССР №518403, МПК⁷ В 61 Н 7/02, 1976). Существенные признаки аналога “композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.An analogue of the claimed invention is a railway brake pad containing a composite polymer friction element mounted on a metal frame made in the form of a frame and provided with rear holes (see AS USSR No. 518403, IPC ⁷ V 61 H 7/02, 1976). The essential features of the analogue “composite friction element mounted on a metal frame made in the form of a back” coincide with the essential features of the claimed invention.

Недостатком аналога является снижение эксплуатационных характеристик из-за недостаточной теплоотдачи колодки в окружающую среду и, в особенности, в тормозной башмак, в котором закреплена колодка, что способствует перегреву колодки и преждевременному выходу из строя фрикционной пары.A disadvantage of the analogue is a decrease in performance due to insufficient heat transfer of the shoe to the environment and, in particular, to the brake shoe, in which the shoe is fixed, which contributes to overheating of the shoe and premature failure of the friction pair.

Прототипом заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, содержащая полимерный композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы (см. Б.А.Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М.: Химия, 1982, с.12-13). Существенные признаки прототипа “полимерный композиционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.The prototype of the claimed invention is a railway brake pad containing a polymer composite friction element mounted on a metal frame made in the form of a back of a metal strip (see B.A. Shiryaev. Production of brake pads from composite materials for railway cars. M: Chemistry, 1982, p. 12-13). The essential features of the prototype “polymer composite element mounted on a metal frame made in the form of a back of a metal strip” coincide with the essential features of the claimed invention.

Недостатком прототипа является неравномерность тепловых нагрузок, обусловленная неодинаковой теплопроводностью, теплоемкостью и теплоотдачей каркаса и полимерного элемента, что обуславливает существенный градиент времени и температуры нагрева и охлаждения каркаса и фрикционного элемента в процессе эксплуатации, в результате чего возможны деформация и растрескивание как металлического каркаса, так и фрикционного элемента.The disadvantage of the prototype is the unevenness of thermal loads due to unequal heat conductivity, heat capacity and heat transfer of the frame and the polymer element, which leads to a significant gradient of time and temperature of heating and cooling of the frame and friction element during operation, which can cause deformation and cracking of both the metal frame and friction element.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик колодки и увеличение срока ее службы за счет снижения неравномерности тепловых нагрузок колодки в процессе эксплуатации путем сбалансирования соотношения масс металлического каркаса и фрикционною элемента.The task to which the invention is directed is to improve the operational characteristics of the pads and increase its service life by reducing the unevenness of the thermal loads of the pads during operation by balancing the mass ratio of the metal frame and the friction element.

Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного подвижного состава, содержащей полимерный композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы, массы металлического каркаса и фрикционного элемента выбраны из соотношенияTo achieve the specified technical result in the brake shoe of a railway rolling stock containing a polymer composite friction element mounted on a metal frame made in the form of a back of a metal strip, the mass of the metal frame and the friction element are selected from the ratio

где M₁ - масса металлического каркаса;where M ₁ is the mass of the metal frame;

М₂ - масса фрикционного элемента.M ₂ is the mass of the friction element.

Существенные признаки заявляемого изобретения “массы металлического каркаса и фрикционного элемента выбраны из соотношенияThe essential features of the claimed invention “the mass of the metal frame and the friction element selected from the ratio

М₂ - масса фрикционною элемента”M ₂ - the mass of the friction element ”

являются отличительными от признаков прототипа.are distinctive from the features of the prototype.

Изобретение поясняется чертежами конкретного примераThe invention is illustrated by drawings of a specific example.

На нем представлена колодка, общий видIt shows the block, a general view

Колодка содержит полимерный фрикционный композиционный элемент 1 и металлический каркас 2, представляющий собой тыльник, то есть тыльную (противоположную рабочей) часть колодки. Масса каркаса (M₁) составляет 0,43-0,49 от массы фрикционного элемента (М₂). Металлический каркас изготавливается, как правило, из стали. Полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен из композита, включаюющего полимерную матрицу и различные наполнители, включая волокнистые и дисперсные.The block contains a polymer friction composite element 1 and a metal frame 2, which is a back, that is, the back (opposite to the working) part of the block. The mass of the frame (M ₁ ) is 0.43-0.49 of the mass of the friction element (M ₂ ). The metal frame is usually made of steel. The polymer composite friction element is made of a composite comprising a polymer matrix and various fillers, including fibrous and dispersed ones.

Конкретным примером заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, включающая полимерный композиционный фрикционный элемент из полимерного композита с матрицей из вулканизата каучука и наполнителей, например композита ТИИР-300, и металлический тыльник, снабженный усилительной пластиной 3. Масса тыльника составляет 0,46 от массы фрикционного элемента.A specific example of the claimed invention is a railway brake pad, comprising a polymer composite friction element made of a polymer composite with a matrix of rubber vulcanizate and fillers, for example TIIR-300 composite, and a metal back provided with a reinforcing plate 3. The weight of the back is 0.46 by weight of the friction element .

Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например формованием из формовочной смеси.The inventive block can be made by known methods, for example by molding from a molding mixture.

Использование указанного соотношения масс металлического каркаса и фрикционного элемента позволяет оптимизировать тепловые напряжения в колодке в процессе эксплуатации в условиях как высоких нагревов, так и глубоких охлаждений колодки, что особенно характерно для резкоконтинентального климата. Если соотношение масс будет меньше, чем 0,43, то снижается несущая способность каркаса и возрастает возможность его перегрева и охлаждения, что повышает напряжения в зоне контакта каркаса и фрикционного элемента и, соответственно, возможность деформации и разрушения каркаса. Соотношение масс больше, чем 0,49, неоправданно утяжеляет каркас и увеличивает возможность оледенения и обмерзания колодки не только в зоне каркаса, что негативно влияет на безопасность движения и технологичность демонтажа колодок при замене их в процессе обслуживания.Using the specified mass ratio of the metal frame and the friction element allows you to optimize the thermal stresses in the block during operation under conditions of both high heating and deep cooling of the block, which is especially typical for a sharply continental climate. If the mass ratio is less than 0.43, then the bearing capacity of the frame decreases and the possibility of overheating and cooling increases, which increases the stresses in the contact zone of the frame and friction element and, accordingly, the possibility of deformation and destruction of the frame. The mass ratio of more than 0.49 makes the frame unnecessarily heavier and increases the possibility of freezing and freezing of the block, not only in the frame zone, which negatively affects the safety of movement and the manufacturability of removing blocks when replacing them during maintenance.

Claims

A brake pad of a railway rolling stock comprising a polymer composite friction element mounted on a metal frame made in the form of a back of a metal strip, characterized in that the masses of the metal frame and the friction element are selected from the ratio

where M ₁ is the mass of the metal frame;

M ₂ is the mass of the friction element.