RU2337027C1 - Flangeless locomotive brake block for high-speed rolling stock - Google Patents
Flangeless locomotive brake block for high-speed rolling stock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337027C1 RU2337027C1 RU2007120983/11A RU2007120983A RU2337027C1 RU 2337027 C1 RU2337027 C1 RU 2337027C1 RU 2007120983/11 A RU2007120983/11 A RU 2007120983/11A RU 2007120983 A RU2007120983 A RU 2007120983A RU 2337027 C1 RU2337027 C1 RU 2337027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- shoe
- friction elements
- friction
- rolling stock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тормозному оборудованию тягового подвижного состава, а также может использоваться на других видах транспорта в тормозных системах.The invention relates to railway transport, in particular to brake equipment of traction rolling stock, and can also be used on other modes of transport in brake systems.
Существующие металлические и биметаллические тормозные колодки железнодорожного локомотивного и мотовозного подвижного состава исчерпывают свои фрикционные и трибологические свойства при скоростях движения подвижного железнодорожного состава до 140 км/ч. В связи с запуском в эксплуатацию в Российской Федерации новых высокоскоростных железнодорожных поездов существующие колодки не выдерживают условий эксплуатации, теряют коэффициент трения и разрушаются вследствие перегрева.Existing metal and bimetallic brake pads of railway locomotive and motovoznogo rolling stock exhaust their frictional and tribological properties at speeds of rolling stock up to 140 km / h. In connection with the commissioning of new high-speed rail trains in the Russian Federation, existing pads do not withstand operating conditions, lose friction coefficient and are destroyed due to overheating.
Известные металлокерамические колодки зарубежного производства для высокоскоростного подвижного железнодорожного транспорта, у которых по причине низкой вязкости и высокой хрупкости, при взаимодействии с поверхностями колес фрикционная масса откалывается от стальных подложек, размещенных с тыльной стороны колодок, появляются трещины, заколы, расслоения и, как следствие, колодки разрушаются, не отработав 5% своего ресурса. Попытки крепления фрикционной массы к несущей пластине болтами, заклепками, винтами положительных результатов не дают, происходят те же разрушения, теряются надежность и ресурс тормозов.Famous metal-ceramic blocks of foreign manufacture for high-speed mobile railway transport, in which, due to low viscosity and high fragility, when interacting with the surfaces of the wheels, the friction mass breaks off the steel substrates located on the back of the blocks, cracks, punctures, delaminations appear and, as a result, pads are destroyed, not having worked out 5% of their resource. Attempts to fasten the friction mass to the bearing plate with bolts, rivets, screws do not give positive results, the same damage occurs, the reliability and service life of the brakes are lost.
Учитывая недостатки известных тормозных колодок и возросшие скорости локомотивного и мотовозного подвижного железнодорожного состава до 300 км/ч и выше, возникает необходимость создания новой тормозной колодки с высокоскоростными и, следовательно, с высокотермостойкими качествами, обеспечивающими допустимую длину тормозного пути локомотивного и мотовозного подвижного железнодорожного состава в соответствии с нормами безопасности на федеральном железнодорожном транспорте НБ ЖТ ТМ 02-98.Considering the shortcomings of the known brake pads and the increased speeds of locomotive and motovo rail rolling stock up to 300 km / h and above, there is a need to create a new brake pad with high speed and, therefore, high heat resistant qualities that provide the permissible braking distance of locomotive and motovo rail rolling stock in compliance with safety standards on the federal railway transport NB ZhT TM 02-98.
Известна тормозная колодка по авт. св. 1572889, В61Н 1/00, публ. 23.06.90, содержащая стальной каркас, чугунное дугообразное тело, состоящее из основного и профильного участков, с выполненным в нем ручьем и снабженное вставками, заложенными рядами в тело колодки со стороны рабочей трущейся поверхности, причем гребневые вставки профильного участка выполнены в виде цилиндрических элементов с продольным вырезом и установлены в ручье колодки с возможностью охватывания и взаимодействия с гребнем бандажа колеса.Known brake pad by author. St. 1572889, B61H 1/00, publ. 06/23/90, containing a steel frame, a cast-iron arched body consisting of a main and profile sections, with a stream made in it and equipped with inserts laid in rows in the block body from the side of the working friction surface, and the ridge inserts of the profile section are made in the form of cylindrical elements with longitudinal cut and installed in the creek pads with the ability to cover and interact with the crest of the wheel brace.
Однако в известном техническом решении вставки выполнены из специального чугуна, обладающего высокой твердостью, и вследствие этого вызывают интенсивный износ поверхности колес.However, in the known technical solution, the inserts are made of special cast iron having high hardness, and therefore cause intense wear on the surface of the wheels.
Кроме того, выполнение вставок основного участка призматическими, с непрерывной поверхностью трения, ухудшает теплоотвод и способствует еще большему износу пар трения и снижению тормозного усилия из-за уменьшения коэффициента трения.In addition, the implementation of the inserts of the main section prismatic, with a continuous friction surface, worsens heat dissipation and contributes to even greater wear of friction pairs and reduce braking force due to a decrease in the coefficient of friction.
Известна тормозная колодка, содержащая стальной каркас, чугунное дугообразное тело, состоящее из основного и профильного участков, с выполненным в нем ручьем и снабженное вставками. Вставки заложены рядами в тело колодки со стороны трущейся поверхности, причем гребневые вставки профильного участка выполнены в виде цилиндрических элементов с продольным вырезом и установлены в ручье колодки. Все вставки выполнены из пластичного металла. Вставки основного участка тела колодки выполнены цилиндрической формы и размещены группами, вставки имеют большую абразивность, чем абразивность тела колодки. Патент №2153994, МПК 7 В61Н 1/00, F16D 65/04, 69/00, Бюл. №22, 10.08.2000.Known brake pad containing a steel frame, a cast-iron arcuate body, consisting of the main and profile sections, made in it by a stream and equipped with inserts. The inserts are laid in rows in the block body from the side of the rubbing surface, and the ridge inserts of the profile section are made in the form of cylindrical elements with a longitudinal cut and installed in the stream of the block. All inserts are made of ductile metal. The inserts of the main part of the body of the block are cylindrical in shape and placed in groups, the inserts have greater abrasiveness than the abrasiveness of the body of the block. Patent No. 2153994, IPC 7 B61H 1/00, F16D 65/04, 69/00, Bull. No. 22, 08/10/2000.
Недостатком известной тормозной колодки является снижение тормозного эффекта при скоростях более 140 км/ч за счет перегрева вставок и снижения коэффициента трения. Колодка создает шум при работе.A disadvantage of the known brake pads is the reduction of the braking effect at speeds of more than 140 km / h due to overheating of the inserts and lower friction coefficient. The shoe creates noise during operation.
Задача изобретения - создание новой тормозной колодки, обеспечивающей надежное и эффективное торможение при высокоскоростном режиме движения, с увеличением срока ее работы и работы колеса за счет бокового выступа-упора, а также снижение шума, за счет упругости взаимодействия колодки с башмаком.The objective of the invention is the creation of a new brake pad that provides reliable and effective braking during high-speed driving, with an increase in its life and wheel operation due to the lateral protrusion, as well as noise reduction due to the elasticity of the interaction of the pad with the shoe.
Поставленная задача решается безгребневой локомотивной тормозной колодкой для высокоскоростного подвижного железнодорожного состава, содержащей стальную пластину, чугунное дугообразное тело, снабженное фрикционными элементами, заложеными в тело колодки со стороны трущейся поверхности и имеющими большую абразивность, чем абразивность тела колодки. С тыльной стороны тело колодки имеет прилив с отверстием под клиновую чеку. От прилива отходит боковой выступ - упор, имеющий вид конической поверхности с наклоном образующей от верха прилива к краю выступа-упора под углом β=30°, с переходом в нижней части в треугольные усиления, идущие перпендикулярно к боковой поверхности колодки от ее тыльной стороны. Основной участок дугообразного тела колодки выполнен в виде каркаса с камерами, которые могут быть разделены перегородками на ячейки, в которых размещены фрикционные элементы. Камеры или ячейки и соответствующие им фрикционные элементы выполнены в форме усеченных пирамид или конусов, развернутых меньшим основанием к трущейся поверхности колодки, с наклоном стенок под углом α=10°-15°, с образованием неподвижного крепления типа «ласточкин хвост». На боковых стенках каркаса выполнено по два окна с каждой стороны напротив камер, на тыльной стороне тело колодки снабжено по краям установочными упорными выступами Т-образной формы. Стальная пластина, покрывающая тыльную сторону колодки, выполнена в форме пластинчатой профильной пружины с выступами, расположенными под точками опоры башмака, и упирается в упорные выступы. Между пластинчатой профильной пружиной и телом колодки установлена гофрированная термостойкая фторопластовая прокладка, пластинчатая профильная пружина и фторопластовая прокладка имеют вырезы напротив установочных упорных выступов тела колодки и отверстия в приливе.The problem is solved by a ridgeless locomotive brake shoe for a high-speed rolling stock containing a steel plate, a cast-iron curved body equipped with friction elements embedded in the shoe body from the side of the rubbing surface and having greater abrasiveness than the abrasiveness of the shoe body. On the back side of the pad body has a tide with a hole for a wedge pin. A lateral protrusion departs from the tide - an emphasis, having the form of a conical surface with a slope forming from the top of the tide to the edge of the protrusion-stop at an angle β = 30 °, with a transition in the lower part to triangular reinforcements going perpendicular to the side surface of the block from its back side. The main section of the arcuate body of the block is made in the form of a frame with chambers, which can be divided by partitions into cells in which friction elements are placed. The chambers or cells and their corresponding friction elements are made in the form of truncated pyramids or cones, deployed with a smaller base to the rubbing surface of the block, with the walls tilted at an angle α = 10 ° -15 °, with the formation of a fixed dovetail mount. On the side walls of the frame, two windows are made on each side opposite the chambers, on the back side, the body of the block is equipped at the edges with mounting stop tabs of a T-shape. The steel plate covering the back side of the block is made in the form of a plate shaped spring with protrusions located under the support points of the shoe, and abuts against the persistent protrusions. A corrugated heat-resistant fluoroplastic gasket is installed between the leaf spring profile and the body of the pad, the leaf spring and the fluoroplastic gasket have cutouts opposite the mounting stop tabs of the pad body and the hole in the tide.
Камеры или ячейки тела колодки и соответствующие им фрикционные элементы имеют форму, выбранную из ряда: усеченный конус с основанием в форме круга или эллипса; усеченная пирамида с 3-6 боковыми стенками, с основанием соответственно в форме треугольника, четырехугольника, пятиугольника, шестиугольника.The chambers or cells of the body of the pads and the corresponding friction elements have a shape selected from the following: a truncated cone with a base in the shape of a circle or ellipse; a truncated pyramid with 3-6 side walls, with a base, respectively, in the form of a triangle, quadrangle, pentagon, hexagon.
Фрикционные элементы укладывают в литейную форму и заливают расплавом металла.Friction elements are placed in a mold and filled with molten metal.
Каркас колодки, перегородки выполняют сборными, сварными, в полученные камеры или ячейки засыпают композитный наполнитель, который опрессовывают и спекают с получением фрикционных элементов, монолитно размещенных в теле колодки.The frame of the block, the partitions are prefabricated, welded, the composite filler is poured into the obtained chambers or cells, which are pressed and sintered to obtain friction elements that are integral in the body of the block.
Каркас колодки, перегородки выполняют сборными, сварными, в полученные камеры или ячейки помещают композитный наполнитель, который отвердевает за счет химической реакции с получением фрикционных элементов.The frame of the pads, partitions are prefabricated, welded, a composite filler is placed in the resulting chambers or cells, which solidifies due to a chemical reaction to produce friction elements.
Тормозная колодка выполнена из материалов, работающих при температуре до 1000°С.The brake pad is made of materials operating at temperatures up to 1000 ° C.
Общая площадь поверхности трения фрикционных элементов составляет 85-95% от рабочей поверхности основного участка колодки.The total surface area of the friction of the friction elements is 85-95% of the working surface of the main section of the block.
Фрикционные элементы колодки на боковой поверхности имеют выступы, соответствующие окнам в боковых стенках каркаса.The friction elements of the pads on the side surface have protrusions corresponding to the windows in the side walls of the frame.
Новизна изобретения заключается в конструктивных особенностях колодки:The novelty of the invention lies in the design features of the pads:
- От прилива отходит боковой выступ - упор. Он предотвращает смещение колодки по скосу колеса наружу, так как упирается в раму ходовой тележки локомотива. Отсутствие бокового профильного прилива способствует ликвидации термонапряженности в гребневой части бандажа колеса локомотива, чем предотвращается возникновение термотрещин и трещин разгара, которые, развиваясь, приводят к поперечному разрушению бандажа колеса. Рама же ходовой тележки выполнена с шестикратным запасом прочности, что позволяет применять тормозные колодки с боковым упором.- A lateral ledge departs from the tide - emphasis. It prevents the block from shifting along the bevel of the wheel to the outside, as it rests against the frame of the locomotive undercarriage. The absence of a lateral profile tide helps to eliminate thermal stress in the flange portion of the locomotive wheel bandage, thereby preventing the occurrence of thermal cracks and crack cracks, which, developing, lead to transverse destruction of the wheel bandage. The frame of the undercarriage is made with a six-fold safety margin, which allows the use of brake pads with side emphasis.
- Боковой выступ - упор имеет вид конической поверхности с наклоном образующей от верха прилива к краю выступа-упора под углом β=30°, с переходом в нижней части в треугольные усиления, идущие перпендикулярно к боковой поверхности колодки от ее тыльной стороны. Наклон боковой поверхности выбран исходя из конструктивных особенностей рамы ходовой тележки локомотива. Треугольные усиления служат для увеличения механической прочности бокового выступа, противодействуя силам, возникающим в момент торможения.- Lateral protrusion - the emphasis has the form of a conical surface with a slope forming from the top of the tide to the edge of the protrusion-emphasis at an angle β = 30 °, with the transition in the lower part to triangular reinforcements going perpendicular to the side surface of the block from its back side. The inclination of the side surface is selected based on the design features of the frame of the locomotive undercarriage. Triangular reinforcements serve to increase the mechanical strength of the lateral protrusion, counteracting the forces arising at the time of braking.
- Основной участок дугообразного тела колодки выполнен в виде каркаса с камерами, которые могут быть разделены перегородками на ячейки, в которых размещены фрикционные вставки. Камеры, ячейки и соответствующие им фрикционные элементы выполнены в форме усеченных пирамид или конусов, развернутых меньшим основанием к трущейся поверхности колодки, с наклоном стенок под углом α=10°-15°, с образованием неподвижного крепления типа «ласточкин хвост». Это позволяет создать надежную систему крепления. Форма усеченной пирамиды или конуса не позволяет фрикционным элементам при истирании выпасть из тела колодки. Фрикционные элементы равномерно и максимально перекрывают по ширине трущуюся поверхность основного участка колодки, причем при истирании их трущаяся поверхность увеличивается, что обеспечивает минимальный износ колодки, равномерность истирания и увеличивает ресурс колодки.- The main section of the arcuate body of the block is made in the form of a frame with chambers, which can be divided by partitions into cells in which friction inserts are placed. The chambers, cells and their corresponding friction elements are made in the form of truncated pyramids or cones, deployed with a smaller base to the rubbing surface of the block, with the walls tilted at an angle α = 10 ° -15 °, with the formation of a fixed dovetail mount. This allows you to create a reliable fastening system. The shape of the truncated pyramid or cone does not allow the friction elements to fall out of the body of the block during abrasion. Friction elements evenly and as wide as possible cover the rubbing surface of the main section of the block, and when rubbing, their rubbing surface increases, which ensures minimal wear on the block, uniformity of abrasion and increases the resource of the block.
- В боковых стенках каркаса выполнено по два окна с каждой стороны напротив камер. Через эти окна можно визуально контролировать износ фрикционных элементов и через них же происходит лучшее охлаждение этих элементов.- In the side walls of the frame there are two windows on each side opposite the cameras. Through these windows you can visually control the wear of the friction elements and through them the better cooling of these elements occurs.
- На тыльной стороне основной участок дугообразного тела колодки снабжен по краям установочными упорными выступами Т-образной формы. Эти элементы служат для закрепления стальной пластинчатой пружины и фторопластовой прокладки, а также для закрепления в колодкодержателе.- On the back side, the main section of the arcuate body of the block is provided at the edges with mounting stop tabs of a T-shape. These elements serve to secure the steel leaf spring and the fluoroplastic gasket, as well as to fix it in the block holder.
- Стальная пластина, покрывающая тыльную сторону основного участка, выполнена в форме пластинчатой профильной пружины с выступами, расположенными под точками опоры башмака, и упирается в упорные выступы. Между пластинчатой профильной пружиной и телом колодки установлена гофрированная термостойкая фторопластовая прокладка. Пластинчатая профильная пружина и фторопластовая прокладка имеют вырезы напротив установочных упорных выступов основного участка тела колодки и отверстия в приливе. Обе детали в совокупности выполняют функцию эластичной подвески в башмаке, обеспечивая отсутствие вибраций тела колодки и вставок, что предотвращает возникновение трещин, а также значительно снижает шум. При взаимодействии колодки с колесом обеспечивается плавное касание с постепенным нарастанием усилия.- The steel plate covering the back side of the main section is made in the form of a plate shaped spring with protrusions located under the support points of the shoe and abuts against the persistent protrusions. A corrugated heat-resistant fluoroplastic gasket is installed between the leaf profile spring and the body of the block. The leaf profile spring and the fluoroplastic gasket have cutouts opposite to the mounting thrust protrusions of the main part of the body of the block and the hole in the tide. Both parts in the aggregate perform the function of an elastic suspension in the shoe, ensuring the absence of vibrations of the body of the shoe and inserts, which prevents the occurrence of cracks and also significantly reduces noise. When the pad interacts with the wheel, a smooth touch is provided with a gradual increase in effort.
- Камеры или ячейки и соответствующие им фрикционные элементы имеют форму, выбранную из ряда: усеченный конус с основанием в форме круга или эллипса; усеченная пирамида с 3-6 боковыми стенками, с основанием соответственно в форме треугольника, четырехугольника, пятиугольника, шестиугольника. Такая форма позволяет максимально перекрыть по ширине трущуюся поверхность основного тела колодки, что обеспечивает минимальный износ колодки.- The chambers or cells and their corresponding friction elements have a shape selected from the series: a truncated cone with a base in the shape of a circle or ellipse; a truncated pyramid with 3-6 side walls, with a base, respectively, in the form of a triangle, quadrangle, pentagon, hexagon. This form allows you to maximize cover the width of the rubbing surface of the main body of the pads, which ensures minimal wear pads.
- Фрикционные элементы укладывают в литейную форму и заливают расплавом металла. Фрикционные элементы в этом случае изготавливают заранее. Достигается очень прочное соединение элементов.- Friction elements are placed in a mold and filled with molten metal. Friction elements in this case are made in advance. A very strong connection of the elements is achieved.
- Каркас колодки, перегородки выполняют сборными, сварными, в полученные полости, камеры или ячейки засыпают композитный наполнитель, который опрессовывают и спекают с получением фрикционных элементов, монолитно размещенных в теле колодки. Такая технология является более простой по сравнению с литьем.- The frame pads, partitions are prefabricated, welded, a composite filler is poured into the resulting cavities, chambers or cells, which are pressed and sintered to produce friction elements that are integral in the body of the block. This technology is simpler than casting.
- Каркас колодки, перегородки выполняют сборными, сварными, в полученные полости, камеры или ячейки помещают композитный наполнитель, который отвердевает за счет химической реакции с получением фрикционных элементов.- The frame pads, partitions are prefabricated, welded, a composite filler is placed in the resulting cavities, chambers or cells, which solidifies due to a chemical reaction to produce friction elements.
- Тормозная колодка выполнена из материалов, работающих при температуре до 1000°С.- The brake pad is made of materials operating at temperatures up to 1000 ° C.
- Общая площадь поверхности трения фрикционных элементов составляет 85-95% от рабочей поверхности основного участка колодки.- The total surface area of the friction of the friction elements is 85-95% of the working surface of the main section of the block.
- Фрикционные элементы основного участка колодки на боковой поверхности имеют выступы, соответствующие окнам в боковых стенках каркаса.- Friction elements of the main section of the block on the side surface have protrusions corresponding to the windows in the side walls of the frame.
Заявленная нами совокупность существенных признаков изобретения в доступной нам литературе не найдена. Изобретение удовлетворяет критерию новизна.The claimed set of essential features of the invention in the literature available to us was not found. The invention meets the criterion of novelty.
Совокупность существенных признаков позволяет получить новый технический результат.The combination of essential features allows you to get a new technical result.
Боковой выступ - упор позволяет предотвратить смещение колодки по скосу колеса наружу, за счет упора в раму ходовой тележки локомотива, что удлиняет срок службы колеса. Отсутствие профильного участка и взаимодействия колеса с гребневой частью бандажа колеса исключает термонапряженность гребня и предотвращает появление трещин в теле бандажа колеса.Lateral protrusion - stop allows you to prevent the pads from shifting along the bevel of the wheel outward, due to the stop in the frame of the locomotive undercarriage, which extends the life of the wheel. The absence of a profile section and the interaction of the wheel with the flange portion of the wheel bandage eliminates the thermal stress of the flange and prevents cracks in the body of the wheel bandage.
При такой конструкции снижается общий вес тормозной колодки на 15%, что приводит к экономии металла и удешевляет колодки.With this design, the total weight of the brake pads is reduced by 15%, which leads to savings in metal and cheapens the pads.
Оснащение основного участка колодки пластинчатой пружиной и гофрированной фторопластовой прокладкой обеспечивает эластичную подвеску колодки в колодочном башмаке. Это дает плавный мягкий ход тормозной колодки при торможении и взаимодействии с сопряженной поверхностью колеса, при этом исключаются вибрации, резкое взаимодействие трущихся поверхностей, вызывающих образование трещин, выкрашивание и разрушение фрикционных элементов. Плавное касание также обеспечивает снижение шума при работе тормозов. Жесткое закрепление фрикционных элементов в теле колодки типа «ласточкин хвост», их форма в виде усеченных конусов или пирамид, выступы на уровне окон в боковых стенках каркаса колодки обеспечивают надежную фиксацию в литом или сварном корпусе.Equipping the main section of the block with a leaf spring and corrugated fluoroplastic gasket provides an elastic suspension block in the shoe block. This gives a smooth soft run of the brake pads when braking and interacting with the mating surface of the wheel, while excluding vibrations, sharp interaction of friction surfaces that cause cracking, chipping and destruction of friction elements. A smooth touch also reduces noise during brake operation. Rigid fastening of friction elements in the body of a dovetail block, their shape in the form of truncated cones or pyramids, protrusions at the level of windows in the side walls of the block frame provide reliable fixation in a molded or welded case.
Возможность изготовления колодок с использованием различных технологий изготовления позволяет улучшить их качество и варьировать получаемые технические показатели колодок в зависимости от требований конкретных условий работы на том или ином подвижном составе.The ability to manufacture pads using various manufacturing technologies allows us to improve their quality and vary the resulting technical parameters of the pads depending on the requirements of specific working conditions on a particular rolling stock.
Изобретение поясняется чертежами, представленными на Фиг.1-8.The invention is illustrated by the drawings shown in Fig.1-8.
На Фиг.1 показана колодка с частичным разрезом по продольной оси.Figure 1 shows a block with a partial section along the longitudinal axis.
На Фиг.2 - пластинчатая профильная пружина с выступами и вырезами.Figure 2 - leaf profile spring with protrusions and cutouts.
На Фиг3 - гофрированная термостойкая фторопластовая прокладка с вырезами.Figure 3 - corrugated heat-resistant fluoroplastic gasket with cutouts.
На Фиг.4 - каркас основного участка колодки с пустой камерой и камерами с фрикционными элементами, а также окнами в боковых стенках.Figure 4 - frame of the main section of the pads with an empty chamber and cameras with friction elements, as well as windows in the side walls.
На Фиг.5 - вид на колодку с тыльной (установочной) стороны.Figure 5 is a view of the block from the back (installation) side.
На Фиг.6 - клиновая чека крепления колодки в башмаке.Figure 6 - wedge pin mounting pads in the shoe.
На Фиг.7 - поперечное сечение колодки.7 is a cross section of the pads.
На Фиг.8 - схемы размещения перегородок в камерах для получения ячеек под фрикционные элементы, вид со стороны рабочей поверхности основного участка колодки.On Fig - layout of partitions in the chambers to obtain cells for friction elements, a view from the side of the working surface of the main section of the pads.
Тормозная колодка для высокоскоростного подвижного железнодорожного состава содержит каркас 1 с расположенными на тыльной стороне установочными выступами Т-образной формы 2 по концам, приливом 3 с отверстием посередине 4 под клиновую чеку 5 для крепления в башмаке. Каркас 1 с тыльной стороны покрыт стальной пластиной 6, а со стороны рабочей поверхности имеет полости 7 с фрикционными элементами 8. Стальная пластина 6 выполнена в виде пластинчатой профильной пружины с выступами, расположенными под точками опоры башмака. Между стальной пластиной 6 и каркасом 1 дополнительно установлена гофрированная термостойкая фторопластовая прокладка 9. Пластинчатая профильная пружина 6 и фторопластовая прокладка 9 имеют вырезы напротив установочных Т-образных выступов 2 каркаса, соответственно, 10, 11 и вырезы напротив отверстия в приливе, соответственно, 12 и 13. Полости 7 разделены перегородками 14. Перегородки 14 делят полости на ячейки 15, в которых установлены фрикционные элементы 8. Полости 7, ячейки 15 и соответствующие им фрикционные элементы 8 выполнены в форме усеченных пирамид или конусов, развернутых меньшим основанием к рабочей поверхности каркаса, с наклоном боковых стенок под углом α=10°-15°, с образованием неподвижного крепления типа «ласточкин хвост». На боковых поверхностях каркаса выполнено по два окна 16 с каждой стороны напротив полостей 7.The brake shoe for a high-speed rolling stock comprises a frame 1 with T-shaped mounting tabs 2 located on the rear side at the ends, a tide 3 with a hole in the middle 4 for a
Полости 7, ячейки 15 и соответствующие им фрикционные элементы 8 имеют форму, выбранную из ряда: усеченный конус с основанием в форме круга Фиг.6К или эллипса; усеченная пирамида с 3-6 боковыми стенками с основанием в форме треугольника, четырехугольника Фиг.6А, образующих «кирпичную кладку»; пятиугольника Фиг.6В, С, М, образующих контуры «открытых конвертов». Ячейки могут иметь форму шестиугольника. Четырехугольники могут быть с прямыми, острыми или закругленными углами Фиг 6D, Е, F.Cavity 7,
От прилива 3 отходит боковой выступ-упор 17, который переходит в нижней части в треугольные усиления 18, идущие перпендикулярно к боковой поверхности колодки от тыльной стороны. Выступ-упор взаимодействует с рамой тележки локомотива. Выступ-упор 17 имеет коническую поверхность с наклоном образующей от верха прилива 3 к краю выступа-упора 17 под углом β=30°.From the tide 3, a lateral protrusion-
Каркас колодки изготавливают металлургическим литьем чугуна, стали или иного сплава с твердостью не более 255НВ.The frame pads are made by metallurgical casting of cast iron, steel or another alloy with a hardness of not more than 255NV.
Фрикционные элементы укладывают в литейную форму и заливают расплавом металла, что позволяет получить монолитную колодку с прочным и надежным закреплением фрикционных элементов.Friction elements are placed in a mold and filled with molten metal, which allows to obtain a monolithic block with a strong and reliable fastening of the friction elements.
Фрикционные элементы для колодки могут быть изготовлены из минералов, карбидов, силицидов, металлокерамики, различных металлов и их сплавов, и других неорганических соединений. Также фрикционные элементы могут быть изготовлены из углепластика, фторопласта, термопласта и других полимеров с различными наполнителями.Friction elements for pads can be made of minerals, carbides, silicides, cermets, various metals and their alloys, and other inorganic compounds. Friction elements can also be made of carbon fiber, fluoroplastic, thermoplastic and other polymers with various fillers.
Каркас колодки и перегородки выполняют сборными, сварными, в полученные полости или ячейки засыпают композитный наполнитель, который опрессовывают и спекают с получением фрикционных вставок, одновременно с получением колодки. В качестве таких материалов используют фрикционный материал ТИИР-303 в смеси со стружкой чугуна.The frame of the pads and partitions are prefabricated, welded, a composite filler is poured into the resulting cavities or cells, which are pressed and sintered to obtain friction inserts, simultaneously with the receipt of the pads. As such materials use the friction material TIIR-303 in a mixture with cast iron shavings.
В полученные полости или ячейки могут помещать композитный наполнитель, который отвердевает за счет химической реакции. Например, смесью жидкого стекла Na2SiO3 с окисью алюминия Al2О3 с последующим размещением в среде углекислого газа СО2, при этом происходит затвердевание залитой смеси.A composite filler may be placed in the resulting cavities or cells, which cures by a chemical reaction. For example, a mixture of water glass Na 2 SiO 3 with aluminum oxide Al 2 About 3 , followed by placement in a carbon dioxide medium of CO 2 , while the solidification of the filled mixture occurs.
Технологии получения колодки обеспечивают полную монолитность тела колодки, выступа-упора и фрикционных элементов, что обеспечивает не только надежность их закрепления, но и хороший отвод тепла.The technologies for producing the pads ensure the complete solidity of the body of the pads, protrusion-stop and friction elements, which ensures not only the reliability of their fastening, but also good heat dissipation.
Материалы, из которых изготавливают фрикционные элементы, обладают высокой термостойкостью и абразивностью, обеспечивают тормозной путь подвижного железнодорожного состава при скоростях движения до 360 км/ч в соответствии с нормами безопасности на железнодорожном транспорте Российской Федерации.The materials from which friction elements are made have high heat resistance and abrasiveness, provide braking distance for rolling stock at speeds of up to 360 km / h in accordance with safety standards for railway transport of the Russian Federation.
Кроме того, для колодки, представляющей собой монолит, нет необходимости в защите от атмосферных осадков и температурных воздействий окружающей среды.In addition, for the block, which is a monolith, there is no need for protection from atmospheric precipitation and temperature effects of the environment.
Кроме того, зимой и летом состояние вставок контролируется визуально через окна в боковой поверхности каркаса.In addition, in winter and summer, the condition of the inserts is visually controlled through windows in the side surface of the frame.
Тормозная колодка выполнена из материалов, работающих при температуре до 1000°С.The brake pad is made of materials operating at temperatures up to 1000 ° C.
Для фрикционных элементов используют материал с большей абразивностью, чем абразивность каркаса и перегородок.For friction elements, a material with greater abrasiveness is used than the abrasiveness of the frame and partitions.
Общая площадь поверхности трения фрикционных элементов составляет 85-95% от всей рабочей поверхности колодки, что обеспечивает эффективный режим торможения.The total surface area of the friction of the friction elements is 85-95% of the entire working surface of the pads, which provides an effective braking mode.
Фрикционные элементы на боковой поверхности имеют выступы, соответствующие окнам боковой поверхности каркаса. Эти окна позволяют следить за степенью износа фрикционных элементов, а также служат дополнительным креплением этих элементов в теле колодки.Friction elements on the side surface have protrusions corresponding to the windows of the side surface of the frame. These windows allow you to monitor the degree of wear of the friction elements, and also serve as an additional fastening of these elements in the body of the block.
Тормозная колодка при установке в тормозной башмак фиксируется клиновой чекой, опираясь на установочный выступ башмака колодки и опору чеки.When installed in the brake shoe, the brake shoe is fixed with a wedge pin, relying on the mounting protrusion of the shoe shoe and the bearing support.
Работа тормозной колодки производится нажатием колодки к поверхности катания колеса подвижного железнодорожного состава, вследствие взаимодействия возникает упругое и упругопластическое трение. При этом боковой выступ - упор взаимодействует с рамой тележки локомотива, что предотвращает сползание колодки при торможении по скосу колеса.The brake pads work by pressing the pads against the rolling surface of the rolling stock wheels, due to the interaction, elastic and elastoplastic friction occurs. In this case, the lateral protrusion - the stop interacts with the frame of the locomotive trolley, which prevents the block from sliding when braking along the bevel of the wheel.
Установочные размеры предлагаемой тормозной колодки соответствуют ГОСТ 1597-58, поэтому никаких дополнительных подгоночных работ или замены башмаков тормозных колодок на подвижном составе не требуется, при этом учтены необходимые размеры для монтажа эластичных элементов - пластинчатой профильной пружины и фторопластовой прокладки.The installation dimensions of the proposed brake pads correspond to GOST 1597-58, therefore, no additional adjustment work or replacement of brake shoe pads on rolling stock is required, while the necessary dimensions for the installation of elastic elements - a plate shaped spring and a fluoroplastic gasket are taken into account.
Вибрации, возникающие при взаимодействии колодки с колесом подвижного железнодорожного состава, поглощаются гофрированной термостойкой фторопластовой прокладкой и пластинчатой профильной пружиной, размещенными между телом колодки и ее башмаком. При этом обеспечивается плавный и мягкий подход тормозной колодки к рабочей поверхности колес и обратный отход, а также исключается резкое воздействие на трущиеся поверхности, что исключает возникновение трещин, выкрашивание и разрушение фрикционных элементов и каркаса колодки.The vibrations arising from the interaction of the block with the wheel of the rolling stock are absorbed by the corrugated heat-resistant fluoroplastic gasket and a plate shaped spring placed between the body of the block and its shoe. This ensures a smooth and soft approach of the brake pads to the working surface of the wheels and reverse backtracking, and also eliminates a sharp impact on friction surfaces, which eliminates the occurrence of cracks, chipping and destruction of friction elements and the frame of the pads.
Усилие пластинчатой пружины превышает или равняется усилию нажатия колодочного башмака на колодку при торможении.The force of the leaf spring is greater than or equal to the force pressing the shoe shoe on the shoe during braking.
Колодка состоит из небольшого количества деталей, при размещении в теле колодки минимально трех полостей и трех камер с фрикционными элементами, гофрированной термостойкой фторопластовой прокладки и пластинчатой профильной пружины.The block consists of a small number of parts, when at least three cavities and three chambers with friction elements are placed in the block body, a corrugated heat-resistant fluoroplastic gasket and a plate shaped spring.
Небольшое количество деталей обеспечивает простоту сборки и конструкции колодки, поэтому ее изготовление легко автоматизируется.A small number of parts provides ease of assembly and construction of the block, so its manufacture is easily automated.
Форма фрикционных элементов в виде усеченных конусов и пирамид вместе с перегородками обеспечивает жесткую фиксацию фрикционных элементов системой «ласточкин хвост». Кроме того, не требуется высокая точность посадки фрикционных элементов в тело колодки, т.к. эти элементы, имеющие грани системы «ласточкин хвост», заливаются расплавом металла и при затвердевании надежно фиксируются. При опрессовывании сыпучие композиты в каркасе, боковые стенки и перегородки которого расходятся под определенным углом, также образуют в сечении систему «ласточкин хвост» и спекаются непосредственно в каркасе колодки или отвердевают посредством химической реакции, что обеспечивает их монолитность.The shape of the friction elements in the form of truncated cones and pyramids together with partitions provides a rigid fixation of the friction elements by the dovetail system. In addition, it does not require high precision fit friction elements in the body of the pads, because these elements, having the edges of the dovetail system, are filled with molten metal and are solidly fixed during solidification. When crimping, bulk composites in the frame, the side walls and partitions of which diverge at a certain angle, also form a dovetail system in section and sinter directly in the frame of the pads or harden by a chemical reaction, which ensures their monolithicity.
Кроме того, заявленная колодка не имея в конструкции никаких химически активных деталей, таких как резиновые упругие элементы, разлагающиеся при температуре 150°С и выше, является экологически чистой, т.е. без вредных выбросов в окружающую среду. Конструкция колодки более прочная и надежная.In addition, the claimed block without having any chemically active parts in the design, such as rubber elastic elements, decomposing at a temperature of 150 ° C and above, is environmentally friendly, i.e. no harmful emissions into the environment. The pad design is more solid and reliable.
Таким образом, конструкция предложенной колодки обеспечивает эластичную подвеску колодки в колодочном башмаке, плавность взаимодействия колодки с сопряженной рабочей поверхностью колеса, что улучшает ее эксплуатационные свойства. Исключаются вибрации, вызывающие разрушение тела колодки и фрикционных элементов, что обеспечивает высокую надежность тормозов, уменьшается шум при их работе. Конструкция обеспечивает надежность крепления фрикционных элементов в теле колодки, так как используется крепление типа «ласточкин хвост» и форма фрикционных элементов в виде усеченных конусов и пирамид, развернутых меньшим основанием к рабочей поверхности колодки. Это также повышает надежность работы тормозов, так как при их истирании площадь фрикционных элементов увеличивается по отношению ко всей рабочей поверхности колодки. Упрощается монтаж и демонтаж колодки в тормозном башмаке.Thus, the design of the proposed block provides an elastic suspension block in the shoe shoe, the smoothness of the interaction of the block with the conjugated working surface of the wheel, which improves its operational properties. Vibrations that cause destruction of the body of the pads and friction elements are eliminated, which ensures high reliability of the brakes, reduces noise during their operation. The design ensures the reliability of the fastening of the friction elements in the body of the block, since the “dovetail” type of fastening and the shape of the friction elements in the form of truncated cones and pyramids deployed with a smaller base to the working surface of the block are used. This also increases the reliability of the brakes, since when they are abraded, the area of the friction elements increases with respect to the entire working surface of the pads. The assembly and disassembly of the pads in the brake shoe is simplified.
Отсутствие профильного участка, облегающего гребень бандажа колеса, не только снижает вес колодки, но и предотвращает возникновение поперечных трещин, разрушающих бандаж колеса.The absence of a profile section that surrounds the crest of the wheel brace not only reduces the weight of the pads, but also prevents the occurrence of transverse cracks that destroy the wheel brace.
Общий вес тормозной колодки снижается на 15%, что приводит к экономии металла и снижению стоимости колодки.The total weight of the brake pads is reduced by 15%, which leads to savings in metal and reduce the cost of the pads.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120983/11A RU2337027C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Flangeless locomotive brake block for high-speed rolling stock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120983/11A RU2337027C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Flangeless locomotive brake block for high-speed rolling stock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2337027C1 true RU2337027C1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=40041988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120983/11A RU2337027C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Flangeless locomotive brake block for high-speed rolling stock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2337027C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507097C1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Brake pad |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2007120983/11A patent/RU2337027C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Крылов В.И. и др. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава. Справочник. - М.: Транспорт, 1989, с.363, рис.292, с.365, табл.171. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507097C1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Brake pad |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2337026C1 (en) | High-speed locomotive and gasoline locomotive rolling stock braking block | |
| RU2356770C1 (en) | Bimetallic flanged brake shoe for locomotives and railmotor cars | |
| RU2340805C1 (en) | Brake block of railway vehicle | |
| US5341904A (en) | Railroad brake shoe | |
| CN206396559U (en) | A kind of embedded tracks system for curved section | |
| US6328143B1 (en) | Brake shoe with friction management | |
| EA029533B1 (en) | Brake pad for a railway vehicle (embodiments) | |
| RU2337027C1 (en) | Flangeless locomotive brake block for high-speed rolling stock | |
| RU190197U1 (en) | BRAKE SHOE OF RAILWAY VEHICLE WITH SOLID INSERT OF METAL-CERAMIC MATERIAL | |
| RU2499710C1 (en) | Railway vehicle braking clamp | |
| RU2309072C1 (en) | Rail vehicle brake shoe | |
| MXPA00006313A (en) | Friction management brake shoe. | |
| RU2337260C1 (en) | High-speed rolling stock brake block | |
| RU2525609C1 (en) | Iron-based composite brake shoe for railway car | |
| RU133490U1 (en) | CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON | |
| RU83817U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| CN101108622A (en) | Combined wedge for railroad wagon | |
| US5234082A (en) | Railroad brake shoe | |
| RU2524763C1 (en) | Iron-based composite brake shoe for railway car | |
| RU2412842C1 (en) | Ridge bimetal braking clamp with deep ridge section | |
| RU2357134C1 (en) | Disc brake block | |
| RU2298500C2 (en) | Bimetallic brake shoe | |
| RU189252U1 (en) | Railway vehicle brake shoe | |
| RU133489U1 (en) | CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON | |
| CZ305368B6 (en) | Brake block |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120605 |