RU2309073C1

RU2309073C1 - Rail vehicle brake shoe

Info

Publication number: RU2309073C1
Application number: RU2006111291/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Ворончихин (RU); Александр Иванович Ворончихин; Игорь Андреевич Налев (RU); Игорь Андреевич Налев; Владимир Николаевич Бычков (RU); Владимир Николаевич Бычков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" (ОАО "Фритекс")
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-27

Abstract

FIELD: railway transport; brakes.

SUBSTANCE: proposed brake shoe contains composite friction member, metal skeleton and hard insert. Metal skeleton consists of two parts, namely, main strip with projection in central part, and reinforcement plate welded to main strip. Hard insert is welded to reinforcement plate of metal skeleton in its central part by continuous weld in longitudinal and/or transverse direction.

EFFECT: increased strength and improved reliability of brake shoe.

1 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к тормозным устройствам, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств.The claimed invention relates to brake devices, namely to brake pads of railway vehicles.

Известны тормозные чугунные колодки, в том числе с металлическим каркасом, выпускаемые по ГОСТ 1205-73 «Колодки чугунные тормозные для вагонов и тендеров железных дорог. Конструкция и основные размеры».Known cast iron brake pads, including those with a metal frame, manufactured according to GOST 1205-73 "Cast-iron brake pads for railroad cars and tenders. Design and main dimensions. ”

Указанные колодки оказывают положительное воздействие на поверхность качения колеса, однако они имеют низкий коэффициент трения и при эксплуатации обеспечивают низкую эффективность торможения, а следовательно, требуют больших усилий натяжения рычажной передачи при торможении, не обеспечивают бесшумного и плавного торможения поезда, имеют большой вес (16 кг), высокий износ и высокую стоимость.These pads have a positive effect on the rolling surface of the wheel, however, they have a low coefficient of friction and during operation provide low braking performance, and therefore require high tension of the lever gear during braking, do not provide silent and smooth braking of the train, have a large weight (16 kg ), high wear and high cost.

Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое, и имеет общий с ним существенный признак «тормозная колодка».A well-known technical solution is used for the same purpose as the claimed one, and has a common essential attribute “brake shoe” with it.

Известна тормозная композиционная колодка, содержащая фрикционный элемент и металлический (стальной) каркас. (Б.А.Ширяев «Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов», Москва, Химия, 1982 г. (стр.9-11, 13, 70).Known brake composite pad containing a friction element and a metal (steel) frame. (B.A. Shiryaev “Production of brake pads from composite materials for railway cars”, Moscow, Chemistry, 1982 (pp. 9-11, 13, 70).

Металлический каркас состоит из одной детали - основной полосы, а иногда из двух деталей: основной полосы и приваренной к ней по внутренней стороне усиленной пластины. Основная полоса каркаса имеет внешний криволинейный контур по периметру готовой колодки, а в центре П-образный или полукруглый выступ, образующий центральную бобышку. Центральная бобышка каркаса снабжена отверстиями под чеку (металлическую скобу). На основной пластине каркаса расположены также две боковые бобышки, служащие направляющими для чеки. Центральная бобышка служит для крепления тормозной колодки в тормозном башмаке посредством чеки, а направляющие (боковые бобышки) упрощают монтаж чеки.The metal frame consists of one part - the main strip, and sometimes two parts: the main strip and the reinforced plate welded to it on the inside. The main strip of the frame has an external curved contour around the perimeter of the finished block, and in the center is a U-shaped or semicircular protrusion that forms the central boss. The central boss of the frame is equipped with holes for the pin (metal bracket). On the main plate of the frame are also two side bosses serving as guides for the check. The central boss serves for fastening the brake pads in the brake shoe by means of checks, and the guides (side bosses) simplify the mounting of checks.

Усилительная пластина применяется для придания дополнительной жесткости каркасу и повышения надежности крепления каркаса с фрикционным элементом.The reinforcing plate is used to give additional rigidity to the frame and increase the reliability of mounting the frame with a friction element.

Усилительная пластина вырублена из стальной полосы в виде восьмиугольника, причем ее основные кромки по длине и ширине отогнуты внутрь колодки и образуют ребра жесткости.The reinforcement plate is cut out of a steel strip in the form of an octagon, and its main edges are bent along the length and width into the pads and form stiffeners.

Усилительная пластина снабжена четырьмя отверстиями по два с каждой стороны для приваривания к основной полосе по обеим сторонам П-образного выступа, а также имеет два выгнутых внутрь колодки отверстия для затекания фрикционной смеси при формовании с целью повышения крепления с фрикционным элементом.The reinforcement plate is provided with four holes two on each side for welding to the main strip on both sides of the U-shaped protrusion, and also has two holes bent inwardly for the friction mixture to flow during molding in order to increase the fastening with the friction element.

На основной полосе также могут вырубаться отверстия и/или полуотверстия с отгибанием невырубленной части отверстий внутрь колодки с получением шипов для затекания в отверстия фрикционной массы при формовании и улучшении крепления с фрикционным элементом.Holes and / or half-holes can also be cut out on the main strip with bending of the non-cut out part of the holes inside the block to obtain spikes for flowing into the holes of the friction mass during molding and to improve the fastening with the friction element.

Тормозные композиционные колодки по сравнению с чугунными получили значительно более широкое применение, так как они имеют более высокий коэффициент трения, меньшее усилие нажатия и износостойкость, в несколько раз более высокий срок службы, меньший вес, стоимость, а также обеспечивают бесшумное и плавное торможение поезда.Compared to cast iron pads, brake pads have received much wider use, since they have a higher friction coefficient, lower pressing force and wear resistance, several times longer service life, lower weight, cost, and also provide silent and smooth braking of the train.

Однако при эксплуатации тормозных композиционных колодок могут возникать отдельные дефекты, в том числе термические трещины на поверхности качения колес, износ поверхности качения колес, снижение тормозной эффективности колодок при попадании воды в зону трения (дождь, снег), а также при наличии угольной или торфяной пыли и листьев на поверхности рельса.However, during the operation of composite brake pads, individual defects may occur, including thermal cracks on the rolling surface of the wheels, wear of the rolling surface of the wheels, decrease in brake efficiency of pads when water enters the friction zone (rain, snow), as well as in the presence of coal or peat dust and leaves on the surface of the rail.

Существенные признаки тормозной композиционной колодки «фрикционный элемент», металлический каркас в виде «изогнутой основной полосы с П-образной или полукруглой бобышкой, снабженной отверстиями по чеку и боковые бобышки» - направляющие для чеки, а также «усилительная пластина», приваренная к внутренней стороне основной полосы, являются общими с существенными признаками заявляемого изобретения.Salient features of the friction element brake pad, metal frame in the form of a “curved main strip with a U-shaped or semicircular boss, provided with pin holes and side bosses” are guides for the checks, as well as a “reinforcing plate” welded to the inside the main strip, are common with the essential features of the claimed invention.

Наиболее близким аналогом заявляемой колодки является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по заявке №2005133046/22 (037001) от 26.10.2005 (решение о выдаче патента на полезную модель от 16.01.2006).The closest analogue of the claimed block is the brake shoe of a railway vehicle according to the application No. 2005133046/22 (037001) dated 10.26.2005 (decision on the grant of a patent for a utility model from 01.16.2006).

Рассматриваемая тормозная колодка содержит металлический стальной каркас, композиционный фрикционный элемент и твердую вставку из чугуна. Металлический каркас состоит из одной детали - основной полосы - и имеет П-образный выступ, образующий центральную бобышку. По обеим сторонам П-образного выступа, за ним с внутренней стороны основной полосы к ней приварена по ширине колодки твердая вставка из чугуна, представляющая в продольном сечении колодки трапецеидальную форму.The brake pad in question contains a metal steel frame, a composite friction element and a solid cast iron insert. The metal frame consists of one part - the main strip - and has a U-shaped protrusion forming a central boss. On both sides of the U-shaped protrusion, behind it from the inside of the main strip, a solid cast iron insert is welded to it along the width of the block, representing a trapezoidal shape in the longitudinal section of the block.

Существенные признаки наиболее близкого аналога «композиционный фрикционный элемент», «металлический каркас» и «твердая вставка» являются общими с существенными признаками заявляемого изобретения.The essential features of the closest analogue is “composite friction element”, “metal frame” and “solid insert” are common with the essential features of the claimed invention.

Колодка по наиболее близкому аналогу обеспечивает сохранение поверхности качения колеса, а следовательно, повышенный срок службы колеса при сохранении повышенного срока службы колодок, а также обеспечивает стабильность и эффективность торможения при обычных и тяжелых условиях эксплуатации.The block according to the closest analogue ensures the preservation of the rolling surface of the wheel, and therefore, the increased service life of the wheel while maintaining the increased service life of the pads, and also provides stability and braking efficiency under normal and severe operating conditions.

Однако колодка по наиболее близкому аналогу имеет недостатки при эксплуатации в особо тяжелых условиях, например при низких температурах в условиях Крайнего Севера.However, the block according to the closest analogue has drawbacks when operating in especially difficult conditions, for example, at low temperatures in the Far North.

В связи с тем, что в колодке тормозной по наиболее близкому аналогу металлический каркас изготавливается из одной детали - основной полосы с П-образным выступом, без усилительной пластины, то жесткость металлического каркаса недостаточна.Due to the fact that in the brake shoe according to the closest analogue, the metal frame is made of one part - the main strip with a U-shaped protrusion, without a reinforcing plate, the rigidity of the metal frame is insufficient.

При вибрациях в условиях низких температур в месте приварки вставки к основной полосе металлического каркаса сплошным швом по ширине вставки может образоваться в основной полосе трещина, приводящая к излому каркаса по его ширине.When vibrating at low temperatures at the place of welding of the insert to the main strip of the metal frame with a continuous seam across the width of the insert, a crack can form in the main strip, leading to a fracture of the frame along its width.

Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является повышение прочности и надежности тормозной колодки.The problem to which the invention is directed, is to increase the strength and reliability of the brake pads.

Поставленную задачу решает тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас из двух деталей - основной полосы с выступом в ее центральной части и усилительной пластины, приваренной к основной полосе, композиционный фрикционный элемент и твердую вставку прямоугольной, трапецеидальной или другой формы. Твердая вставка приварена к усилительной пластине металлического каркаса сплошным швом в продольном и/или поперечном направлении в центральной ее части.The problem is solved by the brake pad of a railway vehicle containing a metal frame of two parts - a main strip with a protrusion in its central part and a reinforcing plate welded to the main strip, a composite friction element and a solid insert of a rectangular, trapezoidal or other shape. The solid insert is welded to the reinforcement plate of the metal frame with a continuous seam in the longitudinal and / or transverse direction in its central part.

Существенные признаки заявляемого изобретения «металлический каркас, состоящий из двух деталей - основной полосы с выступом в центральной ее части и приваренной к ней усилительной пластины» и «твердая вставка приварена к усилительной пластине сплошным швом в продольном и/или поперечном направлении», являются отличительными от существенных признаков наиболее близкого аналога.The essential features of the claimed invention “a metal frame consisting of two parts - the main strip with a protrusion in its central part and a reinforcing plate welded to it” and “a solid insert is welded to the reinforcing plate with a continuous seam in the longitudinal and / or transverse direction”, are distinctive from essential features of the closest analogue.

Технология изготовления колодки несложная и предусматривает следующие этапы:The manufacturing technology of the pads is simple and involves the following steps:

- изготовление (отливка) чугунной вставки;- manufacturing (casting) of a cast iron insert;

- изготовление (штамповка) стального каркаса;- manufacturing (stamping) of a steel frame;

- изготовление (штамповка) усилительной пластины;- manufacturing (stamping) of the reinforcing plate;

- приваривание усилительной пластины к основной полосе каркаса;- welding of the reinforcing plate to the main strip of the frame;

- приваривание вставки к усилительной пластине каркаса;- welding the insert to the reinforcing plate of the frame;

- изготовление полимерной композиции;- manufacture of a polymer composition;

- укладка в пресс-форму каркаса с приваренными усилительной пластиной и вставкой и навески распушенной полимерной композиции;- laying in the mold of the frame with a welded reinforcing plate and an insert and a portion of the fluffed polymer composition;

- формование колодки в пресс-форме под давлением с последующей вулканизацией.- forming the pads in the mold under pressure followed by vulcanization.

В качестве металла для изготовления основной полосы каркаса и усилительной пластины используют листовую сталь.As the metal for the manufacture of the main strip of the frame and the reinforcing plate using sheet steel.

Вставку изготавливают из чугуна любой марки.The insert is made of cast iron of any brand.

На чертеже представлена тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, где:The drawing shows the brake pad of a railway vehicle, where:

1 - основная полоса каркаса,1 - the main strip of the frame,

2 - выступ на основной полосе каркаса,2 - protrusion on the main strip of the frame,

3 - отверстие под чеку для крепления колодки в тормозном узле,3 - hole for the pin for mounting the pads in the brake unit,

4 - композиционный фрикционный элемент,4 - composite friction element,

5 - чугунная вставка,5 - cast iron insert,

6 - место приварки вставки к усилительной пластине,6 - place of welding of the insert to the reinforcement plate,

7 - усилительная пластина.7 - reinforcement plate.

Выполнение металлического каркаса с усилительной пластиной и приваркой твердой вставки к основанию усилительной пластины и/или ее ребрам позволяет значительно повысить жесткость, прочность и вибростойкость колодки и исключить образования поперечных трещин и излома на основной полосе каркаса.The implementation of the metal frame with a reinforcing plate and welding a solid insert to the base of the reinforcing plate and / or its ribs can significantly increase the rigidity, strength and vibration resistance of the block and to prevent the formation of transverse cracks and fractures on the main strip of the frame.

Claims

The brake pad of a railway vehicle containing a composite friction element, a metal frame and a solid insert, characterized in that the metal frame consists of 2 parts - a main strip with a protrusion in its central part and a reinforcing plate welded to the main strip, and a solid insert welded to the reinforcing plate of the metal frame in its central part by a continuous seam in the longitudinal and / or transverse direction.