RU2340805C1 - Brake block of railway vehicle - Google Patents
Brake block of railway vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2340805C1 RU2340805C1 RU2007127760/11A RU2007127760A RU2340805C1 RU 2340805 C1 RU2340805 C1 RU 2340805C1 RU 2007127760/11 A RU2007127760/11 A RU 2007127760/11A RU 2007127760 A RU2007127760 A RU 2007127760A RU 2340805 C1 RU2340805 C1 RU 2340805C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- composite
- block
- friction element
- pressed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
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.
Из уровня техники известны серийно изготавливаемые в настоящее время чугунные тормозные колодки, например, изготавливаемые по ГОСТ 1205-73 «Колодки чугунные тормозные для вагонов и тендеров железных дорог. Конструкция и основные размеры» и композиционные тормозные колодки для железнодорожных вагонов. Композиционные тормозные колодки для железнодорожных вагонов изготавливаются двух видов:From the prior art, cast-iron brake pads currently manufactured in series are known, for example, those manufactured in accordance with GOST 1205-73 “Cast-iron brake shoes for railroad cars and tenders. Design and main dimensions ”and composite brake pads for railway cars. Composition brake pads for railway cars are made of two types:
- с металлическим каркасом из стальной полосы с П-образным выступом и с приваренной к ней усилительной пластиной;- with a metal frame from a steel strip with a U-shaped protrusion and with a reinforcing plate welded to it;
- с сетчато-проволочным каркасом.- with a wire mesh frame.
(см. Б.А.Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М. Химия, 1982 г., стр.8-14).(see B.A. Shiryaev. Production of brake pads from composite materials for railway cars. M. Chemistry, 1982, pp. 8-14).
Известна колодка железнодорожного транспортного средства по авторскому свидетельству СССР №518403 (МПК В61Н 7/02, 1976 г.), состоящая из фрикционного материала и металлического каркаса. Металлический каркас представляет собой тыльник, выполненный в виде впрессованных во фрикционный материал по периметру колодки двух замкнутых рамок, внутренние части которых взаимно перекрыты и отогнуты наружу тыльной части колодки, образуя ушко для пропуска чеки. Тыльник снабжен металлической сеткой или перфорированной жестью, впрессованными во фрикционный материал. Этот каркас получил при серийном производстве название сетчато-проволочного, так как состоит из проволочного и сетчатого каркасов.Known block railway vehicle copyright certificate of the USSR No. 518403 (IPC B61H 7/02, 1976), consisting of friction material and a metal frame. The metal frame is a back plate made in the form of two closed frames pressed into the friction material around the perimeter of the block, the internal parts of which are mutually overlapped and bent outward of the back of the block, forming an eyelet for skipping checks. The back plate is equipped with a metal mesh or perforated plate pressed into the friction material. This frame has received the name of mesh-wire in serial production, as it consists of wire and mesh frames.
Главным существенным внешним и конструктивным отличием композиционных колодок с сетчато-проволочным каркасом от композиционных колодок со стальным металлическим каркасом является то, что центральная бобышка у этих колодок изготовлена из композиционного материала с внутренним армированием, что резко повышает упругоэластические свойства колодки и, как следствие, вибрационную стойкость колодки и исключает отрыв композиционного материала от каркаса и разрушение каркаса в месте П-образного выступа.The main significant external and structural difference between composite blocks with a mesh wire frame and composite blocks with a steel metal frame is that the central boss of these blocks is made of composite material with internal reinforcement, which sharply increases the elastic properties of the block and, as a result, vibration resistance pads and eliminates the separation of the composite material from the frame and the destruction of the frame in place of the U-shaped protrusion.
Эти колодки по сравнению с композиционными с цельнометаллическим каркасом также имеют больший срок службы, меньшую стоимость и металлоемкость.These pads, in comparison with composite pads with an all-metal frame, also have a longer service life, lower cost and metal consumption.
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.
Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое, и имеет общие с ним существенные признаки: «композиционный фрикционный материал» и «проволочный каркас, выполненный в виде впрессованных во фрикционный материал тыльной части колодки, по периметру колодки, двух замкнутых рамок, внутренние части которых взаимно перекрыты и отогнуты наружу тыльной части колодки, образуя ушко для пропуска чеки», «центральная бобышка с отверстием под чеку и две боковые бобышки выполнены также из фрикционного композиционного материала», «тыльник снабжен металлической сеткой или перфорированной жестью, впрессованными во фрикционный материал».The known technical solution is used for the same purpose as the claimed one and has common essential features with it: “composite friction material” and “wire frame made in the form of the back of the block pressed into the friction material, along the perimeter of the block, two closed frames, the inner parts of which are mutually overlapped and bent outward of the back of the block, forming an eyelet for skipping checks ”,“ the central boss with a hole for the pin and two side bosses are also made of friction composite of material "," tylnik provided with a metal mesh or perforated sheet metal, press-fitted in the friction material. "
Из уровня техники известны композиционные тормозные колодки, содержащие одну или несколько твердых вставок и предназначенные для снижения вышеуказанных недостатков композиционных тормозных колодок.Composite brake pads are known in the art that contain one or more solid inserts and are intended to reduce the above-mentioned disadvantages of composite brake pads.
Известна колодка тормозная (по авторскому свидетельству СССР №159186 (20f.1, МПК в61h, 1963 г.).The brake shoe is known (according to the author's certificate of the USSR No. 159186 (20f.1, IPC v61h, 1963).
Колодка тормозная предназначена преимущественно для железнодорожного подвижного состава, с твердыми вставками на фрикционной части, отличающаяся тем, что с целью увеличения эффективности взаимодействия колодки с ободом колеса, пара твердых вставок, симметрично расположенных относительно горизонтальной оси колодки, перекрывает ее фрикционную часть по всей ширине.The brake shoe is designed primarily for railway rolling stock, with solid inserts on the friction part, characterized in that in order to increase the effectiveness of the interaction of the block with the wheel rim, a pair of solid inserts symmetrically located relative to the horizontal axis of the block covers its friction part across the entire width.
Вставки удерживаются за счет сил трения, возникающих между ними и фрикционным материалом колодки.The inserts are held due to the friction forces arising between them and the friction material of the block.
Конструкция указанных колодок не обеспечивает требуемой надежности при эксплуатации, так как при длительных и экстренных торможениях, особенно в жаркую погоду, происходит интенсивная передача тепла из зоны трения на поверхность твердых вставок, тем более, что вставки имеют более высокую теплопроводность, вследствие чего температура композиционного материала на поверхностях, контактирующих с твердыми вставками, резко возрастает и происходит выгорание и расплавление органических материалов, входящих в состав композиционной колодки, включая связующее, в связи с чем крепление вставок ослабевает и они перестают выполнять свое назначение и могут выпасть на колодки.The design of these pads does not provide the required reliability during operation, since during prolonged and emergency braking, especially in hot weather, intense heat transfer occurs from the friction zone to the surface of solid inserts, especially since the inserts have higher thermal conductivity, as a result of which the temperature of the composite material on surfaces in contact with solid inserts, it increases sharply and the organic materials that make up the composition block burn out and melt, in switching the binder, in connection with which the mounting of the inserts is weakened and they cease to fulfill their purpose and may fall on the pads.
Указанные колодки не уменьшают и присущий композиционным колодкам неравномерный износ вследствие повреждения поверхности катания колес за счет образования термических трещин, ползунов и наваров, повышенный износ (прокат) поверхности колеса. Данные колодки имеют цельнометаллический каркас, вследствие чего при вибрациях, возникающих в тормозном узле в процессе эксплуатации, возможны случаи не только выпадания твердых вставок из колодки вследствие ослабления их крепления с фрикционным композиционным материалом, но и отрыв фрикционной композиционной части колодки от цельно-металлического каркаса, а также трещины и излом металлического каркаса.These pads do not reduce the uneven wear inherent to composite pads due to damage to the surface of the wheels due to the formation of thermal cracks, sliders and fat, increased wear (rolling) of the wheel surface. These pads have an all-metal frame, as a result of which, when vibrations occur in the brake assembly during operation, not only cases of solid inserts falling out of the block due to the weakening of their attachment with the friction composite material, but also the friction composite part of the block is torn off from the all-metal frame as well as cracks and fracture of the metal frame.
Существенные признаки наиболее близкого аналога: «твердые вставки, перекрывающие колодку по всей ее ширине» и «фрикционная часть» являются общими с существенными признаками заявляемой колодки.The essential features of the closest analogue: “solid inserts overlapping the block over its entire width” and the “friction part” are common with the essential features of the claimed block.
Известна тормозная колодка, преимущественно железнодорожного транспортного средства по патенту РФ №2188347 от 27.08.2002. Тормозная колодка содержит металлический проволочный каркас и фрикционную часть, состоящую из закрепленных на ней трех вставок. Центральная вставка выполнена из чугуна и снабжена отверстием под чеку, а две другие вставки выполнены из композиционного фрикционного материала и расположены по обеим краям твердой вставки.Known brake pad, mainly a railway vehicle according to the patent of the Russian Federation No. 2188347 from 08.27.2002. The brake pad contains a metal wire frame and a friction part consisting of three inserts fixed to it. The central insert is made of cast iron and equipped with a pin hole, and the other two inserts are made of composite friction material and are located on both edges of the solid insert.
Эта тормозная колодка позволяет повысить эффективность торможения и повысить ресурс колес, однако имеет недостаточную прочность и срок службы. Теплопроводность чугуна в несколько раз больше теплопроводности композиционного материала, а термостойкость композиционного материала недостаточна. На стыках чугунной вставки с композиционными вставками, на поверхности их контакта в процессе эксплуатации происходит постепенное выгорание композиционного материала, вследствие чего тормозная колодка теряет требуемую жесткость и при длительной эксплуатации может разделиться на три части, соединенные только проволочным каркасом.This brake pad allows you to increase the braking efficiency and increase the resource of the wheels, however, it has insufficient strength and service life. The thermal conductivity of cast iron is several times greater than the thermal conductivity of the composite material, and the heat resistance of the composite material is insufficient. At the joints of the cast iron insert with composite inserts, on the surface of their contact during operation, the composite material gradually burns out, as a result of which the brake shoe loses its required stiffness and can be divided into three parts, connected only by a wire frame, during long-term operation.
Разделение колодки в процессе эксплуатации на три вставки, соединенные только проволочным каркасом особенно обуславливает отрицательная особенность этой конструкции колодки, а именно контакт вставок друг с другом в вертикальной плоскости по всему поперечному сечению колодки, что способствует быстрому развитию единой вертикальной трещины и разлому колодки.The separation of the block during operation into three inserts connected only by a wire frame especially determines the negative feature of this block design, namely, the contact of the inserts with each other in a vertical plane over the entire cross section of the block, which contributes to the rapid development of a single vertical crack and fracture of the block.
Кроме того, предложенный для изготовления вставки фосфористый или серый чугун обеспечивает недостаточный эффект по улучшению и сохранению поверхности катания колеса, так как имеет в своей микроструктуре пластинчатую форму графита, которая обуславливает его невысокую механическую прочность и недостаточное относительное удлинение.In addition, the phosphorous or gray cast iron proposed for the manufacture of the insert provides an insufficient effect to improve and preserve the wheel rolling surface, since it has a graphite plate shape in its microstructure, which causes its low mechanical strength and insufficient elongation.
Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое, и имеет общие с ним существенные признаки: «металлический проволочный каркас», «закрепленная на нем фрикционная часть», «твердая вставка», «фрикционный композиционный материал».The known technical solution is used for the same purpose as the claimed one and has common essential features with it: “metal wire frame”, “friction part fixed to it”, “solid insert”, “friction composite material”.
По патенту на полезную модель RU №56522 (F16B 65/04, D22B 19/02, 2006) известна тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас с П-образным выступом в центральной его части, композиционный фрикционный элемент и одну твердую вставку, расположенную в центральной части колодки и приваренную к металлическому каркасу, отличающаяся тем, что твердая вставка выполнена из высокопрочного или ковкого чугуна, а отношение площади рабочей поверхности твердой вставки к общей площади рабочей поверхности колодки составляет от 4 до 20%. Композиционные колесосберегающие тормозные колодки со вставкой из специального высокопрочного чугуна позволяют увеличить ресурс колеса, так как примененный тип чугуна имеет ферритную структуру и графит в виде шаровидных или соответственно хлопьевидных включений, высокие механические свойства, в т.ч. предел прочности и относительное удлинение, благодаря чему в процессе торможения при высоких температурах чугун плавится, намазывается на поверхность колеса и заполняет микротрещины на поверхности колеса, предотвращая тем самым дальнейшее развитие этих трещин; способствует улучшению поверхности катания колеса и увеличению стойкости колес к образованию выщербин и других дефектов. Кроме того, вставка из специального чугуна из-за присущей ей абразивности оказывает при нормальных и низких температурах очищающее воздействие на колесо, увеличивает шероховатость поверхности катания колеса и повышает сцепление колеса с рельсом и стабильность эффективности торможения, особенно в осенне-весенний период.According to the utility model patent RU No. 56422 (F16B 65/04, D22B 19/02, 2006), a brake shoe of a railway vehicle is known comprising a metal frame with a U-shaped protrusion in its central part, a composite friction element and one solid insert located in the central part of the block and welded to a metal frame, characterized in that the solid insert is made of ductile or ductile iron, and the ratio of the area of the working surface of the solid insert to the total area of the working surface of the block is t from 4 to 20%. Composite wheel-saving brake pads with an insert made of special high-strength cast iron can increase the resource of the wheel, since the type of cast iron used has a ferritic structure and graphite in the form of spherical or, accordingly, flocculent inclusions, high mechanical properties, including tensile strength and elongation, due to which, during braking at high temperatures, cast iron melts, smears on the surface of the wheel and fills microcracks on the surface of the wheel, thereby preventing the further development of these cracks; helps to improve the surface of the wheel and increase the resistance of the wheels to the formation of cracks and other defects. In addition, the insert made of special cast iron, due to its inherent abrasiveness, has a cleaning effect on the wheel at normal and low temperatures, increases the roughness of the surface of the wheel and increases the adhesion of the wheel to the rail and the stability of braking performance, especially in the autumn-spring period.
Однако при данной конструкции колодки при сильных вибрациях и морозах имеет место отрыв фрикционного элемента от металлического каркаса, а иногда разрушение металлического каркаса в месте П-образного выступа.However, with this design of the block, during strong vibrations and frosts, the friction element breaks away from the metal frame, and sometimes the metal frame is destroyed in the place of the U-shaped protrusion.
Известное техническое решение используется по тому же назначению и имеет общие существенные признаки: «металлический каркас», «композиционный фрикционный элемент», «твердая вставка из высокопрочного или ковкого чугуна».The well-known technical solution is used for the same purpose and has common essential features: “metal frame”, “composite friction element”, “solid insert made of high-strength or malleable cast iron”.
Известны композиционные тормозные колодки, применяемые для железнодорожного транспорта для восстановления поверхности катания колеса во время обычного торможения такого транспортного средства по патенту ЕР 1074755 (F16D 65/06, опубл. 07.02.2001):Known composite brake pads used for railway vehicles to restore the surface of the wheel during normal braking of such a vehicle according to patent EP 1074755 (F16D 65/06, publ. 07.02.2001):
1. Композиционные тормозные колодки, применяемые на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса во время обычного торможения такого транспортного средства, состоят из следующего:1. Composite brake pads used in railway transport to restore the wheel's surface during normal braking of such a vehicle, consist of the following:
a) каркас с П-образным выступом;a) a framework with a U-shaped protrusion;
b) композиционный фрикционный материал первого типа, сформированный в тормозную колодку, имеющую определенную форму;b) a first type of composite friction material formed into a brake shoe having a specific shape;
c) поверхность торможения для сцепления поверхности катания колеса, имеющей определенную форму с вышеуказанной тормозной колодкой определенной формы;c) a braking surface for engaging a wheel surface having a certain shape with said brake pad of a certain shape;
d) фрикционный материал второго типа, который представляет собой одну изолированную вставку определенной формы, запрессованную во фрикционный материал первого типа, при этом фрикционный материал второго типа изначально полностью окружен композиционным фрикционным материалом первого типа, при этом поверхность одной изолированной вставки располагается лицевой поверхностью к определенной зоне вышеупомянутой тормозной поверхности композиционной тормозной колодки, поверхность по крайней мере одной изолированной вставки, используемой как композиционный материал первого типа, разрушается вследствие фрикционного сцепления с такой поверхностью катания колеса во время обычного торможения, при этом упомянутый фрикционный материал второго типа показывает большие абразивные свойства, чем композиционный фрикционный материал первого типа, по крайней мере одна изолированная вставка из упомянутого фрикционного материала второго типа крепится к каркасу.d) a friction material of the second type, which is one insulated insert of a certain shape, pressed into the friction material of the first type, while the friction material of the second type is initially completely surrounded by composite friction material of the first type, while the surface of one insulated insert is facing the face to a certain area the aforementioned brake surface of the composite brake pad, the surface of at least one insulated insert used as a composite material of the first type, is destroyed due to frictional adhesion to such a wheel surface during normal braking, while the said friction material of the second type shows greater abrasive properties than the composite friction material of the first type, at least one insulated insert of the said friction material of the second type attached to the frame.
2. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 1 формулы, вышеупомянутая одна изолированная вставка из фрикционного материала второго типа является металлической.2. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 1 of the formula, the above-mentioned one insulated insert of friction material of the second type is metallic.
3. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 2 формулы, вышеупомянутая одна изолированная вставка выполнена из чугуна.3. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's surface in accordance with paragraph 2 of the formula, the above-mentioned one insulated insert is made of cast iron.
4. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 1 формулы, вышеупомянутая одна изолированная вставка крепится к внутренней поверхности П-образного выступа колеса.4. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 1 of the formula, the aforementioned one insulated insert is attached to the inner surface of the U-shaped protrusion of the wheel.
5. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 4 формулы, крепление изолированной вставки выполняется при помощи сварки, которая усиливает П-образный выступ колеса.5. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 4 of the formula, the fastening of the insulated insert is performed by welding, which reinforces the U-shaped protrusion of the wheel.
6. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 1 формулы, указанная композиционная тормозная колодка включает по крайней мере две изолированные вставки.6. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 1 of the formula, said composite brake pad includes at least two insulated inserts.
7. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 6 формулы, по крайне мере одна из двух указанных изолированных вставок располагается в зоне, отличной от зоны П-образного выступа.7. In the composite brake shoe used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 6 of the formula, at least one of the two insulated inserts is located in a zone different from the zone of the U-shaped protrusion.
8. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 7 формулы, вышеупомянутые две вставки крепятся к каркасу при помощи сварки.8. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 7 of the formula, the above two inserts are attached to the frame by welding.
9. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 6 формулы, две изолированные вставки располагаются на равном расстоянии от центральной линии указанного П-образного выступа, расположенного перпендикулярно продольному направлению каркаса.9. In the composite brake shoe used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 6 of the formula, two insulated inserts are located at an equal distance from the center line of the specified U-shaped protrusion located perpendicular to the longitudinal direction of the frame.
10. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 1 формулы, указанная композиционная тормозная колодка включает по крайней мере три изолированные вставки.10. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 1 of the formula, said composite brake pad includes at least three insulated inserts.
11. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 10 формулы, три изолированные вставки крепятся к П-образному выступу каркаса.11. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 10 of the formula, three insulated inserts are attached to the U-shaped protrusion of the frame.
12. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 11 формулы, вышеупомянутые три изолированные вставки крепятся к П-образному выступу каркаса при помощи сварки, что усиливает зону П-образного выступа каркаса.12. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 11 of the formula, the above three insulated inserts are attached to the U-shaped protrusion of the frame by welding, which reinforces the area of the U-shaped protrusion of the frame.
13. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 1 формулы, заданная конструкция имеет дугообразную форму в продольном направлении.13. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's rolling surface in accordance with paragraph 1 of the formula, the specified design has an arcuate shape in the longitudinal direction.
14. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 1 формулы, фрикционный материал первого типа крепится к каркасу во время формования.14. In the composite brake pad used in railway transport to restore the wheel's rolling surface in accordance with paragraph 1 of the formula, the friction material of the first type is attached to the frame during molding.
15. В композиционной тормозной колодке, применяемой на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в соответствии с пунктом 1 формулы, предопределенная форма фрикционного материала первого типа имеет прямоугольную форму в плоскости, располагаемой перпендикулярно продольному направлению указанной тормозной колодки, и определенная зона поверхности торможения имеет вогнутую форму для соответствия поверхности катания железнодорожного колеса, а противоположная поверхность торможения имеет выпуклую форму для формования с каркасом тормозной колодки и края дугообразной формы, расположенные вдоль продольного направления тормозной колодки.15. In the composite brake shoe used in railway transport to restore the wheel's riding surface in accordance with paragraph 1 of the formula, the predetermined shape of the friction material of the first type has a rectangular shape in a plane located perpendicular to the longitudinal direction of the brake shoe, and a certain area of the braking surface is concave shape to match the rolling surface of the railway wheel, and the opposite braking surface is convex in shape For molding with the skeleton of the brake pad and the edges of an arcuate shape located along the longitudinal direction of the brake pad.
Однако рассматриваемые композиционные тормозные колодки с П-образным металлическим каркасом и приваренными к нему вставками из чугуна имеют недостатки.However, the considered composite brake pads with a U-shaped metal frame and cast iron inserts welded to it have disadvantages.
Приваривание вставки из чугуна к стальному каркасу в месте его П-образного выступа увеличивает жесткость каркаса и в месте сварного шва вызывает ослабление металлического каркаса, что в процессе эксплуатации, особенно при сильных морозах под действием постоянных вибрационных и ударных нагрузок, вызывает появление в этом месте микротрещин с последующим изломом каркаса и колодки в целом. Приваривание вставок из чугуна к основной полосе стального металлического каркаса в месте его П-образного выступа не только снижает гибкость каркаса и надежность конструкции колодки, но еще и требует применения дорогостоящих специальных электродов.Welding an insert made of cast iron to a steel frame in the place of its U-shaped protrusion increases the rigidity of the frame and in the place of the weld seam weaken the metal frame, which during operation, especially in severe frosts under the influence of constant vibration and shock loads, causes microcracks in this place followed by a fracture of the frame and pads as a whole. The welding of cast iron inserts to the main strip of the steel metal frame in the place of its U-shaped protrusion not only reduces the flexibility of the frame and the reliability of the block structure, but also requires the use of expensive special electrodes.
В патентной формуле не приведен тип металла и чугуна, из которого выполняется вставка для восстановления поверхности катания колеса во время обычного торможения, например, ни серый - фрикционный чугун, ни фосфористый чугун, из которых обычно изготавливаются чугунные тормозные колодки, имеющие более абразивные свойства, чем композиционный фрикционный материал, неприменимы для восстановления поверхности катания колеса во время обычного торможения, так как имеют пластинчатую структуру графита в миктроструктуре чугуна, низкие механическую прочность и относительное удлинение.The patent formula does not show the type of metal and cast iron from which the insert is made to restore the wheel's surface during normal braking, for example, neither gray friction cast iron nor phosphorous cast iron, from which cast iron brake pads are usually made, which have more abrasive properties than composite friction material, not applicable for restoration of the wheel rolling surface during normal braking, as they have a lamellar graphite structure in the microstructure of cast iron, low mechanical w strength and elongation.
В связи с тем, что ассортимент металлов очень велик и разнообразен по своим свойствам, в том числе и по прямопротивоположным в отношении воздействия на колесо: сберегающего-щадящего свойства или наоборот - изнашивающего (колесо) указанный в ней признак, что вставка выполнена из металла, имеет общий, неконкретный характер.Due to the fact that the assortment of metals is very large and diverse in its properties, including the directly opposite ones with respect to the impact on the wheel: saving-sparing properties or, on the contrary, wearing out (wheel), the sign indicated in it that the insert is made of metal, has a general, non-specific character.
Таким образом, указанные в патентной формуле признаки, недостаточны для изготовления тормозной колодки, восстанавливающей поверхность катания колеса во время обычного торможения.Thus, the features indicated in the patent claims are not sufficient for the manufacture of a brake pad restoring the wheel's rolling surface during normal braking.
Эти колодки с одной вставкой из чугуна, приваренной к стальному каркасу с П-образным выступом из-за более высокой абразивности металла и/или чугуна, как уже было выяснено выше, только увеличивают эффективность взаимодействия колодок с поверхностью катания колеса при попадании в зону трения дождя или снега в осенне-зимний и весенне-зимний период.These pads with one insert made of cast iron welded to a steel frame with a U-shaped protrusion due to the higher abrasiveness of the metal and / or cast iron, as already explained above, only increase the efficiency of the interaction of the pads with the rolling surface of the wheel when it gets into the rain friction zone or snow in the autumn-winter and spring-winter period.
Кроме того, рассматриваемые композиционные тормозные колодки со вставками из металла имеют и другие конструктивные недостатки, так как вставка из металла на границе контакта с фрикционным элементом перекрывает все поперечное сечение колодки в плоскости, близкой к перпендикулярной к рабочей поверхности колодки, за исключением площади сечения металлического каркаса. Поэтому в колодках при изготовлении и эксплуатации имеют место поперечные трещины по всей ширине и толщине колодок в поперечном сечении на месте стыка фрикционного композиционного элемента и металлической вставки, вследствии различия их физико-механических свойств, в том числе теплопроводности, термостойкости и других, с последующим разрушением при эксплуатации в этом месте и металлического каркаса и колодки в целом.In addition, the considered composite brake pads with metal inserts have other structural drawbacks, since the metal insert at the contact boundary with the friction element covers the entire cross section of the shoe in a plane close to the perpendicular to the working surface of the shoe, except for the cross-sectional area of the metal frame . Therefore, in the pads during manufacture and operation there are transverse cracks along the entire width and thickness of the pads in the cross section at the junction of the friction composite element and the metal insert, due to the difference in their physicomechanical properties, including thermal conductivity, heat resistance, and others, with subsequent destruction when operating in this place and the metal frame and pads as a whole.
Известное техническое решение используется по тому же назначению и имеет общие существенные признаки: «композиционная тормозная колодка», «композиционный фрикционный элемент», «металлический каркас», «одна вставка из чугуна».The well-known technical solution is used for the same purpose and has common essential features: “composite brake pad”, “composite friction element”, “metal frame”, “one insert made of cast iron”.
Наиболее близким аналогом является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по патенту РФ на полезную модель №62188 (F16D 65/04, D22D 19/02, опубл. 27.03.2006).The closest analogue is the brake shoe of a railway vehicle according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 62188 (F16D 65/04, D22D 19/02, publ. 03/27/2006).
Данная тормозная колодка содержит композиционный фрикционный элемент, металлический каркас из стальной полосы и приваренную к нему твердую вставку, расположенную в центральной части колодки, а также проволочный каркас, представляющий собой впрессованные в композиционный фрикционный материал тыльной стороны колодки по ее периметру две замкнутые рамки, внутренние части которых взаимно перекрыты и отогнуты наружу тыльной части колодки, образуя ушко для пропуска чеки, причем металлический каркас из стальной полосы выполнен шириной меньше ширины проволочного каркаса, изогнут по радиусу тыльной поверхности колодки и запрессован в тыльную поверхность колодки между боковыми бобышками и под центральной бобышкой, а композиционный фрикционный элемент выполнен из двух продольных слоев материала, причем слой, расположенный с тыльной стороны колодки, имеет прочность больше, чем слой, расположенный с рабочей стороны колодки.This brake pad contains a composite friction element, a metal frame made of steel strip and a solid insert welded to it located in the central part of the pad, as well as a wire frame, which is two closed frames pressed into the friction material of the back side of the pad along its perimeter, internal parts which are mutually overlapped and bent outward of the back of the block, forming an eyelet for skipping checks, moreover, the metal frame of the steel strip is made less than a width more than the width of the wire frame, bent along the radius of the back surface of the block and pressed into the back surface of the block between the side bosses and under the central boss, and the composite friction element is made of two longitudinal layers of material, and the layer located on the back side of the block has a strength greater than layer located on the working side of the pads.
Колодки по наиболее близкому аналогу имеют более высокий ресурс в эксплуатации, прочность и надежность конструкции и стойкость к вибрациям, так как центральная бобышка выполнена из прочного эластичного композиционного материала и армирована проволочным каркасом.The pads according to the closest analogue have a higher service life, strength and reliability of the structure and resistance to vibration, since the central boss is made of durable elastic composite material and reinforced with a wire frame.
Однако рассматриваемые тормозные композиционные колодки с комбинированным каркасом имеют недостатки. Необходимо приваривание чугунной вставки к стальному каркасу, что требует применения специальных дорогостоящих электродов. Отсутствие перфорированной жести или сетки, впрессованной в тыльную поверхность колодки, в отличие от колодки с сетчато-проволочным каркасом, обуславливает возможность повреждения тыльной поверхности колодки (сколы, раковины, оголение проволочного каркаса). При изготовлении (брикетировании и вулканизации под давлением) колодок из-за низкой текучести и высокого коэффициента трения фрикционного композиционного материала в отдельных случаях имеет место смещение и даже выдавливание твердой вставки вместе с приваренной к ней стальной пластиной, проходящей под центральной бобышкой в сторону тыльной стороны центральной бобышки с деформацией сварного шва, в связи с чем имеет место уменьшение прочности конструкции колодок и их надежности.However, the considered composite brake pads with a combined frame have disadvantages. It is necessary to weld a cast-iron insert to a steel frame, which requires the use of special expensive electrodes. The absence of perforated tin or mesh pressed into the back surface of the block, unlike a block with a wire mesh frame, makes it possible to damage the back surface of the block (chips, sinks, exposure of the wire frame). In the manufacture (briquetting and vulcanization under pressure) of blocks due to the low fluidity and high coefficient of friction of the friction composite material, in some cases there is a displacement and even extrusion of the solid insert along with a steel plate welded to it, passing under the central boss towards the back of the central lugs with deformation of the weld, in connection with which there is a decrease in the strength of the pads and their reliability.
Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое, и имеет общие с ним существенные признаки: «композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух продольных слоев материала», «проволочный каркас, представляющий собой впрессованные в композиционный фрикционный материал тыльной стороны колодки, по периметру колодки, две замкнутые рамки, внутренние части которых взаимно перекрыты и отогнуты наружу тыльной части колодки, образуя ушко для пропуска чеки», твердую вставку, расположенную в центральной части колодки».The known technical solution is used for the same purpose as the claimed one and has common essential features with it: “a composite friction element made of two longitudinal layers of material”, “a wire frame, which is pressed into the friction material of the back side of the shoe, the perimeter of the block, two closed frames, the inner parts of which are mutually overlapped and bent outward of the back of the block, forming an eyelet for skipping checks ”, a solid insert located in the central part pads. "
Задачей, на решение которой направлена заявляемая тормозная колодка, является увеличение прочности и надежности конструкции колодки, увеличение ее ресурса при эксплуатации.The task to which the claimed brake shoe is directed is to increase the strength and reliability of the shoe design, to increase its service life.
Поставленную задачу решает тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая:The problem is solved by the brake pad of a railway vehicle, containing:
- композиционный фрикционный элемент;- composite friction element;
- проволочный каркас, представляющий собой впрессованные в композиционный фрикционный материал тыльной части колодки по периметру колодки, две замкнутые рамки, внутренние части которых взаимно перекрыты и отогнуты наружу тыльной части колодки, образуя ушко для пропуска чеки;- wire frame, which is pressed into the composite friction material of the back of the block along the perimeter of the block, two closed frames, the inner parts of which are mutually overlapped and bent outward of the back of the block, forming an eyelet for skipping checks;
- металлическую сетку или перфорированную жесть, впрессованную в композиционный фрикционный элемент;- a metal mesh or perforated sheet pressed into the composite friction element;
- твердую вставку, расположенную в центральной части колодки и имеющую в верхней нерабочей части паз, выемку и четыре консоли. Паз расположен с тыльной стороны вставки и запрессован фрикционным композиционным материалом с просверленным в нем отверстием для пропуска чеки. Четыре консоли симметрично расположены по две с каждой стороны вставки по ее длине. Длина вставки в месте консолей больше длины центральной бобышки, но меньше расстояния между вспомогательными бобышками. Выемка расположена на одной боковой стороне по ширине вставки, а на другой боковой стороне вставки выполнен выступ. Верхняя нерабочая часть вставки вставлена в проволочный каркас и защемлена в нем с двух сторон по длине, с двух сторон по ширине и с одной стороны по высоте таким образом, что тыльная поверхность вставки находится в одной плоскости с поверхностью сетки или перфорированной жести в тыльной поверхности центральной бобышки, а усилие защемления превышает вес вставки.- a solid insert located in the central part of the block and having a groove, a recess and four consoles in the upper non-working part. The groove is located on the back of the insert and is pressed with a friction composite material with a hole drilled in it for passing checks. Four consoles are symmetrically located two on each side of the insert along its length. The length of the insert at the place of the consoles is greater than the length of the central boss, but less than the distance between the auxiliary bosses. The recess is located on one side along the width of the insert, and a protrusion is made on the other side of the insert. The upper non-working part of the insert is inserted into the wire frame and pinched in it from two sides in length, from two sides in width and from one side in height so that the back surface of the insert is in the same plane with the surface of the mesh or perforated sheet in the back surface of the central bosses, and the pinching force exceeds the weight of the insert.
Существенные признаки заявляемой колодки: «тыльная поверхность колодки содержит металлическую сетку или перфорированную жесть, впрессованную в композиционный элемент», «вставка в нерабочем сечении верхней ее части имеет паз с ее тыльной стороны, запрессованный фрикционным композиционным материалом с просверленным в нем отверстием для пропуска чеки и по две симметрично расположенных консоли с каждой ее стороны по длине вставки», «длина вставки в месте консолей больше длины центральной бобышки, но меньше расстояния между вспомогательными бобышками», «выемка на боковой стороне по ширине вставки, а на другой боковой стороне выступ» и «верхняя нерабочая часть вставки вставлена в проволочный каркас и защемлена в нем с двух сторон по длине, с двух сторон по ширине и с одной стороны по высоте таким образом, что тыльная поверхность вставки находится в одной плоскости с поверхностью сетки или перфорированной жести в тыльной поверхности центральной бобышки, а усилие защемления превышает вес вставки», являются отличительными от существенных признаков наиболее близкого аналога.The essential features of the claimed block: “the back surface of the block contains a metal mesh or perforated sheet pressed into the composite element”, “the insert in the non-working section of the upper part has a groove on its back side, pressed into the friction composite material with a hole drilled in it for passing checks and two symmetrically located consoles on each side along the length of the insert ”,“ the length of the insert in the place of the consoles is greater than the length of the central boss, but less than the distance between the auxiliary with bosses ”,“ a recess on the side along the width of the insert, and on the other side the protrusion ”and“ the upper non-working part of the insert is inserted into the wire frame and pinched in it from both sides in length, from two sides in width and from one side to height so that the back surface of the insert is in the same plane with the surface of the mesh or perforated sheet in the back surface of the central boss, and the clamping force exceeds the weight of the insert ”are distinguishing from the essential features of the closest analogue but.
Композиционный фрикционный элемент может быть изготовлен из одного или двух продольных слоев двух различных композиционных фрикционных материалов, отличающихся различной прочностью, причем слой, расположенный с тыльной стороны колодки, имеет прочность больше, чем слой, расположенный с рабочей стороны колодки, например, за счет увеличенного содержания в его составе армирующих волокон, их ассортимента и размеров волокон. Состав композиции рабочего и нерабочего слоев определяется в соответствии с назначением и условиями эксплуатации колодок.The composite friction element can be made of one or two longitudinal layers of two different composite friction materials of different strength, and the layer located on the back of the block has a strength greater than the layer located on the working side of the block, for example, due to the increased content it consists of reinforcing fibers, their range and fiber sizes. The composition of the working and non-working layers is determined in accordance with the purpose and operating conditions of the pads.
Проволочный каркас изготавливают в настоящее время серийно путем резки отрезков проволоки диаметром 4 мм, изгиба и сварки из них двух (внутренней и наружной) замкнутых и изогнутых рамок с последующей вставкой их друг в друга и сваркой между собой по центру полученного каркаса в месте их контакта таким образом, что внутренние части их взаимного перекрыты и отогнуты наружу, образуя ушко для пропуска чеки в центральной бобышке после заформовывания каркаса внутри тыльной части колодки.The wire frame is currently manufactured in series by cutting pieces of wire with a diameter of 4 mm, bending and welding from them two (internal and external) closed and curved frames, followed by inserting them into each other and welding together at the center of the resulting frame in the place of contact so so that the internal parts of their mutual overlap and bent outward, forming an eyelet for skipping checks in the central boss after forming the frame inside the back of the block.
Перфорированная заготовка может изготавливаться, например, из жести толщиной 0,25 мм путем ее перфорации на специальном перфорационном штампе в прессе с последующей вырубкой, изгибом и резкой в штампах на прессе.A perforated workpiece can be made, for example, of sheet metal with a thickness of 0.25 mm by perforating it on a special punch stamp in the press, followed by cutting, bending and cutting in the stamps on the press.
Твердая вставка может быть выполнена из специального чугуна, например высокопрочного или ковкого, путем отливки требуемой формы, по возможности не требующей дальнейшей механической обработки.The solid insert can be made of special cast iron, for example, high-strength or malleable, by casting the required shape, possibly not requiring further machining.
С целью обеспечения очищающего, полирующего и лечебного (заливание материалом чугуна мелких микротрещин колеса) воздействия на колесо на всей площади поверхности контакта колодки с колесом поперечное сечение колодки со вставкой в рабочем сечении колодки имеет форму, не отличающуюся от формы колодки в других ее поперечных сечениях. С целью исключения поломки пресс-форм габарит вставки в поперечном сечении может предусматриваться на 1-3 мм меньше, чем у композиционного фрикционного элемента, а разница в габаритах запрессовывается фрикционным композиционным элементом рабочего слоя. Тормозная колодка может устанавливаться на вагоны как в указанном виде, так и после механической обработки, предусматривающей обработку поверхности с уменьшением толщины колодки и освобождением поверхности вставки для получения немедленного эффекта восстановления колеса в процессе обычного торможения без приработки колодки.In order to provide a cleansing, polishing and therapeutic (pouring cast iron material of small microcracks of the wheel) impact on the wheel over the entire contact surface of the block with the wheel, the cross section of the block with the insert in the working section of the block has a shape that does not differ from the shape of the block in its other cross sections. In order to avoid mold breakage, the insert dimension in cross section may be provided 1-3 mm less than that of the composite friction element, and the difference in dimensions is pressed into the friction composite element of the working layer. The brake shoe can be installed on cars either in the specified form or after machining, which involves surface treatment with a decrease in the thickness of the shoe and the release of the surface of the insert to obtain an immediate effect of wheel restoration during normal braking without running in the shoe.
С целью безусловного достижения восстанавливающего воздействия на поверхность колеса колесосберегающей тормозной колодки во время обычного торможения твердая вставка выполняется из высокопрочного или ковкого чугуна, а ее толщина определяется расчетным путем и проверяется экспериментальным путем с учетом конкретных характеристик композиционного фрикционного элемента и чугуна, в том числе физико-механических и фрикционных свойств и конструктивных соображений. Обычно отношение площади вставок из высокопрочного чугуна к площади фрикционного композиционного элемента составляет от 4-х до 20%, так как коэффициент трения чугуна и стабильность его коэффициента трения значительно ниже фрикционного композиционного элемента, износостойкость его также в несколько раз меньше и чугунные колодки (без использования вставок из композиционного фрикционного элемента) неприменимы при скоростях выше 120 км/час. Конструкция и размеры верхней части твердой вставки из чугуна в нерабочем ее сечении определены с учетом нижеуказанных факторов:In order to unconditionally achieve a restoring effect on the wheel surface of the wheel-saving brake pad during normal braking, the solid insert is made of high-strength or malleable cast iron, and its thickness is determined by calculation and verified experimentally, taking into account the specific characteristics of the composite friction element and cast iron, including physical mechanical and frictional properties and design considerations. Typically, the ratio of the area of inserts from ductile iron to the area of the friction composite element is from 4 to 20%, since the friction coefficient of cast iron and the stability of its friction coefficient are much lower than the friction composite element, its wear resistance is also several times smaller and cast iron blocks (without using inserts from a composite friction element) are not applicable at speeds above 120 km / h. The design and dimensions of the upper part of the solid cast iron insert in its non-working section are determined taking into account the following factors:
- с целью предотвращения и сокращения площади трещин на вертикальных основных линиях контакта фрикционного композиционного элемента и твердой вставки из чугуна образующихся вследствии их разных физико-механических свойств, в том числе теплопроводности, термостойкости, твердости и других, вставка в верхнем нерабочем сечении колодки имеет по две симметрично расположенных консоли с каждой ее стороны по длине вставки, длина вставки в месте консолей больше длины центральной бобышки, но меньше расстояния между вспомогательными бобышками. Для обеспечения дополнительной прочности колодки в месте вертикального стыка вставки и фрикционного композиционного элемента, консоли могут иметь концы, загнутые в сторону рабочей поверхности колодки.- in order to prevent and reduce the area of cracks on the vertical main contact lines of the friction composite element and the solid cast iron insert formed as a result of their different physical and mechanical properties, including thermal conductivity, heat resistance, hardness and others, the insert in the upper non-working section of the block has two symmetrically located consoles on each side along the length of the insert, the length of the insert in the place of the consoles is greater than the length of the central boss, but less than the distance between the auxiliary bosses. To ensure additional strength of the pads at the vertical junction of the insert and the friction composite element, the consoles may have ends bent towards the working surface of the pads.
Кроме этого для уменьшения площади вертикального стыка вставки и фрикционного композиционного элемента увеличена площадь слоя однородного композиционного фрикционного элемента путем выполнения в твердой вставке паза, открытого со стороны тыльной поверхности вставки и запрессованного фрикционным композиционным элементом, за исключением просверленного в нем отверстия для пропуска чеки. Находящийся над этим отверстием для пропуска чеки фрикционный композиционный элемент армирован проволочным каркасом, а само отверстие со всех сторон окружено композиционным фрикционным элементом, армированным волокнами и обладающим способностью к упруго эластическим деформациям. Твердая вставка вручную вставлена и защемлена с двух сторон в поперечном направлении в отверстии проволочного каркаса, образованном между отогнутыми наружу концами двух замкнутых рамок и с двух сторон в продольном направлении в отверстии во внутренней рамке проволочного каркаса в центральной его части и с одной стороны в вертикальной плоскости, в выемке боковой стороны. С противоположной боковой стороны проволочный каркас в центральной его части только укладывается нижней стороной на выступ. Твердая вставка защемляется таким образом, что тыльная поверхность вставки находится в одной плоскости с поверхностью сетки или перфорированной жести в тыльной поверхности центральной бобышки, а усилие защемления превышает вес вставки.In addition, to reduce the area of the vertical junction of the insert and the friction composite element, the layer area of the homogeneous composite friction element is increased by making a groove in the solid insert that is open from the back surface of the insert and pressed into the friction composite element, with the exception of a hole for passing checks through it. The friction composite element located above this hole for passing checks is reinforced with a wire frame, and the hole itself is surrounded on all sides by a composite friction element reinforced with fibers and capable of elastically elastic deformations. The solid insert is manually inserted and clamped on both sides in the transverse direction in the hole of the wire frame formed between the outward-curved ends of two closed frames and on both sides in the longitudinal direction in the hole in the inner frame of the wire frame in its central part and on one side in the vertical plane in the recess of the side. On the opposite side, the wire frame in its central part only fits the lower side on the protrusion. The solid insert is pinched in such a way that the back surface of the insert is in the same plane with the surface of the mesh or perforated sheet in the back surface of the central boss, and the pinching force exceeds the weight of the insert.
Для этого вставка со стороны ее вертикальной поверхности имеет выемку, в которую установлена одна из сторон рамок проволочного каркаса, а с криволинейной стороны вставка от тыльной ее поверхности до выступа, образованного за счет разницы ее ширины в нерабочем и рабочем сечениях имеет вогнутую внутрь поверхность или уклон, длина вставки на тыльной ее поверхности равна длине отверстия в проволочном каркасе, образованного между отогнутыми наружу концами двух замкнутых рамок, а ширина вставки в месте консолей равна ширине отверстия во внутренней рамке проволочного каркаса в центральной ее части и толщина вставки равна толщине колодки или на 1-3 мм меньше ее с целью обеспечения сохранности пресс-форм для вулканизации тормозных колодок.For this, the insert on the side of its vertical surface has a recess in which one of the sides of the wire frame framework is installed, and on the curved side the insert from its rear surface to the protrusion formed due to the difference in its width in the idle and working sections has a surface concave or slope , the length of the insert on its rear surface is equal to the length of the hole in the wire frame formed between the ends of two closed frames bent outward, and the width of the insert in the place of the consoles is equal to the width of the hole in the inside enney frame wire frame in its central part and the thickness of the insert pad or equal to the thickness of 1-3 mm less in order to ensure its preservation molds for vulcanization brake pad.
Высота выемки и толщина перемычки от верхней границы выемки до тыльной стороны вставки подобраны исходя из необходимости размещения и фиксирования в ней двух отогнутых наружу рамок проволочного каркаса в вертикальной плоскости.The height of the recess and the thickness of the jumper from the upper border of the recess to the back of the insert are selected based on the need to place and fix in it two frames of the wire frame bent outward in a vertical plane.
Проволочный каркас представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух замкнутых, изогнутых, вставленных друг в друга и сваренных между собой рамок из стальной проволоки. Он имеет несколько отверстий, а его изогнутые стороны недостаточно параллельны и перпендикулярны между собой. По этой причине его конструкция использована для установки вручную верхней нерабочей части вставки в отверстия и полости каркаса и защемления в нем за счет непараллельности и неперпендикулярности гибких сторон его отверстий из проволоки.The wire frame is a welded structure consisting of two closed, curved, inserted into each other and welded together frames of steel wire. It has several holes, and its curved sides are not parallel enough and perpendicular to each other. For this reason, its design was used to manually install the upper non-working part of the insert into the holes and cavities of the frame and pinch in it due to the non-parallelism and non-perpendicularity of the flexible sides of its wire holes.
Как известно, железнодорожное колесо имеет гребень, уклон и криволинейную поверхность с уменьшением диаметра в противоположную от гребня сторону и поэтому в процессе торможения тормозная колодка стремится сползти с колеса, в связи с чем с целью предотвращения выхода твердой вставки из зацепления с проволочным каркасом выемка для размещения проволочного каркаса в нерабочем сечении твердой вставки выполняется с боковой вертикальной стороны, противоположной ее боковой криволинейной стороне в рабочем сечении.As you know, a railway wheel has a ridge, a slope and a curved surface with a decrease in diameter opposite to the ridge, and therefore, during braking, the brake shoe tends to slide off the wheel, and therefore, in order to prevent the solid insert from meshing with the wire frame, a recess for placement wire frame in the non-working section of the solid insert is performed on the side of the vertical side opposite to its lateral curved side in the working section.
На фиг.1 представлена тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, где:Figure 1 presents the brake pad of a railway vehicle, where:
1 - композиционный фрикционный элемент;1 - composite friction element;
2 - проволочный каркас;2 - wire frame;
3 - твердая вставка;3 - solid insert;
4 - металлический каркас из сетки или перфорированной жести;4 - metal frame made of mesh or perforated sheet metal;
5 - центральная бобышка с отверстием под чеку;5 - central boss with a hole for the pin;
6 - боковые бобышки;6 - side bosses;
7 - паз твердой вставки с отверстием для пропуска чеки;7 - groove of a solid insert with a hole for passing checks;
8 - выемка твердой вставки для установки проволочного каркаса;8 - a notch of a solid insert for installing a wire frame;
9 - выступ;9 - ledge;
10 - уклон твердой вставки;10 - slope of the solid insert;
11 - консоли.11 - console.
На фиг.2 представлен общий вид твердой вставки в сборе с металлическим каркасом из стальной полосы и проволочным каркасом.Figure 2 presents a General view of the solid insert assembly with a metal frame of a steel strip and a wire frame.
На фиг.3 представлена сборка твердой вставки с сетчато-проволочным каркасом.Figure 3 presents the assembly of a solid insert with a mesh wire frame.
Технология изготовления тормозной колодки предусматриваетThe technology for manufacturing brake pads provides
- следующие этапы (операции):- the following steps (operations):
- изготовление (отливка) вставки из чугуна;- manufacturing (casting) of cast iron insert;
- изготовление заготовки из перфорированной жести;- manufacture of blanks from perforated sheet metal;
- изготовление и сварка проволочного каркаса из проволоки;- manufacturing and welding of wire frame from wire;
- сборка проволочного каркаса с твердой вставкой путем защемления;- assembly of a wire frame with a solid insert by pinching;
- изготовление композиционных фрикционных материалов для рабочего и нерабочего слоев;- manufacture of composite friction materials for the working and non-working layers;
- поочередная укладка в пресс-форму заготовки из перфорированной жести, проволочного каркаса с твердой вставкой, навески нерабочего слоя с разравниванием и рабочего слоя с разравниванием композиционных фрикционных материалов и с последующим формованием под давлением в прессе;- alternately laying in the mold a blank of perforated sheet metal, a wire frame with a solid insert, a portion of the inoperative layer with leveling and a working layer with leveling of composite friction materials and subsequent molding under pressure in the press;
- вулканизация колодок в пресс-форме под давлением и при температуре;- vulcanization of the pads in the mold under pressure and at temperature;
- сверление отверстий под чеку в тормозной колодке.- drilling holes for a check in the brake shoe.
В исключительных случаях при использовании ржавой или загрязненной металлической арматуры или при выполнении особых требований по прочности колодки может выполняться очистка арматуры от ржавчины, обезжиривание и промазка клеем по обычным известным технологиям с целью улучшения адгезии и крепления металлической арматуры с композиционным фрикционным элементом.In exceptional cases, when using rusty or contaminated metal reinforcement or when special requirements for the strength of the block are met, the reinforcement can be cleaned of rust, degreasing and glueing using conventional known technologies to improve adhesion and fastening of the metal reinforcement with the composite friction element.
Все операции, кроме предлагаемой сборки проволочного каркаса со вставкой, достаточно подробно описаны в представленных аналогах. Сборка производится следующим образом.All operations, except for the proposed assembly of a wire frame with an insert, are described in sufficient detail in the presented analogues. Assembly is as follows.
Вставка вручную, под углом до 30° к горизонтали заводится боковой стороной с выемкой в находящийся в горизонтальной плоскости проволочный каркас, в поперечное его отверстие, образованное между отогнутыми наружу концами двух замкнутых рамок, и в продольное его отверстие во внутренней рамке проволочного каркаса в центральной его части с одновременной установкой в выемке проволочного каркаса в центральной его части. При последующем повороте вставки до 0° к горизонтали с одновременным прижатием к вставке проволочного каркаса в выемке вручную с небольшим усилием производится окончательная установка вставки в каркас с одновременным защемлением ее в каркасе с двух сторон по длине, с двух сторон по ширине и с одной стороны вставки по высоте в выемке вставки.The insert is inserted manually, at an angle of up to 30 ° to the horizontal, with the recess in the horizontal wire frame located in the horizontal plane, in the transverse hole formed between the outward ends of the two closed frames, and in its longitudinal hole in the inner frame of the wire frame in its central parts with simultaneous installation in the recess of the wire frame in its central part. When the insert is subsequently rotated to 0 ° to the horizontal while pressing the wire frame in the recess while manually pressing it with a little effort, the insert is finally installed in the frame while it is pinched in the frame on both sides in length, on both sides in width and on one side of the insert height in the recess of the insert.
При этом после сборки тыльная поверхность вставки находится в одной плоскости с поверхностью сетки или перфорированной жести в тыльной поверхности центральной бобышки, а усилие защемления превышает вес вставки.After assembly, the back surface of the insert is in the same plane as the surface of the mesh or perforated sheet in the back surface of the central boss, and the pinching force exceeds the weight of the insert.
При выполнении колодки таким образом, как указано в отличительной части формулы полезной модели, твердая вставка рационально соединена с проволочным каркасом путем защемления в его отверстиях и вместе с ним запрессована в тормозную колодку. Центральная бобышка с отверстием под чеку, армированная вертикальными элементами твердой вставки и проволочным каркасом, вместе с боковыми бобышками выполнена из прочного и эластичного композиционного фрикционного материала. Тыльная сторона колодки также выполнена из прочного и эластичного композиционного фрикционного материала.When performing the pads in the manner described in the characterizing part of the utility model formula, the solid insert is rationally connected to the wire frame by being pinched in its holes and pressed into the brake pad with it. The central boss with a pin hole reinforced with vertical elements of a solid insert and a wire frame, together with side bosses, is made of durable and flexible composite friction material. The back of the pad is also made of durable and flexible composite friction material.
В композиционный фрикционный элемент тыльной поверхности тормозной колодки впрессована стальная перфорированная полоса. В верхней неработающей части центральной бобышки и за ее пределами запрессованы консоли вставка из чугуна.A steel perforated strip is pressed into the composite friction element of the rear surface of the brake shoe. Cast iron insert is pressed into the upper non-working part of the central boss and beyond.
Отвод избыточного тепла, образующегося на рабочем слое в месте контакта тормозной колодки с колесом, осуществляется частично через твердую вставку на нерабочую (тыльную) сторону.The excess heat generated on the working layer in the place of contact of the brake pads with the wheel is removed partially through a solid insert on the non-working (back) side.
Выполнение заявляемой тормозной колодки новой конструкции с признаками, указанными в отличительной части формулы, позволяет повысить прочность конструкции колодки и увеличить ресурс колодок в эксплуатации.The implementation of the inventive brake pads of a new design with the characteristics indicated in the distinctive part of the formula, can increase the strength of the pads and increase the life of the pads in operation.
Прочная, надежная конструкция композиционной тормозной колодки с твердой вставкой из специального высокопрочного или ковкого чугуна, в свою очередь, позволит добиться стабильной эффективности торможения, в том числе при обледенении и в дождь, повысить теплоотдачу в окружающую среду, обеспечить очищающее и полирующее и восстанавливающее воздействие на поверхность колеса, заполнять мельчайшие трещины на колесе чугуном при его расплавлении при высоких температурах и предотвращать их дальнейшее развитие и как следствие, повысить ресурс работы колеса.The strong, reliable design of the composite brake pad with a solid insert made of special high-strength or malleable cast iron, in turn, will achieve stable braking performance, including during icing and rain, increase heat transfer to the environment, provide a cleaning and polishing and restoring effect on surface of the wheel, fill the smallest cracks on the wheel with cast iron during its melting at high temperatures and prevent their further development and, as a result, increase the resource wheel work.
Claims (4)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007127760/11A RU2340805C1 (en) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | Brake block of railway vehicle |
| UAA200808555A UA90373C2 (en) | 2007-07-20 | 2008-06-27 | Brake block of railway transport facility |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007127760/11A RU2340805C1 (en) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | Brake block of railway vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2340805C1 true RU2340805C1 (en) | 2008-12-10 |
Family
ID=40194381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007127760/11A RU2340805C1 (en) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | Brake block of railway vehicle |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2340805C1 (en) |
| UA (1) | UA90373C2 (en) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202011003771U1 (en) | 2010-04-05 | 2011-05-26 | Oao Fritex | Brake pad for railway vehicles |
| DE202011003770U1 (en) | 2010-03-12 | 2011-05-26 | Oao Fritex | Brake pad for railway vehicles |
| RU2499710C1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Railway vehicle braking clamp |
| RU2549502C1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Brake shoe of railway transport vehicle |
| RU2549597C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Brake shoe of railway vehicle |
| RU2550781C2 (en) * | 2013-09-26 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Brake shoe of railway transport vehicle |
| RU2563526C2 (en) * | 2014-01-27 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Railway vehicle composite brake shoe producing abrasive nanoparticles in tribocontact |
| RU2597307C1 (en) * | 2015-08-26 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Brake shoe of railway vehicle |
| RU185601U1 (en) * | 2018-08-13 | 2018-12-11 | Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР") | RAILWAY BRAKE PAD |
| RU186770U1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-01-31 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | RAILWAY BRAKE PAD |
| RU2691532C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake block of railway vehicle |
| RU2691507C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake shoe of railway vehicle |
| RU2691502C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake shoe of railway vehicle |
| RU2691533C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake shoe of railway vehicle |
| RU2706680C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-11-19 | Артём Юрьевич Шамков | Brake block of railway vehicle |
| WO2020027690A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Открытое Акционерное Общество "Уральский Завод Авто-Текстильных Изделий" | Brake shoe for a rail vehicle |
| WO2021118514A1 (en) | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Yefymenko Kostiantyn Oleksiiovych | A brake shoe for a railway rolling stock |
| RU220043U1 (en) * | 2023-03-28 | 2023-08-22 | Акционерное общество "Завод тормозных, уплотнительных и теплоизоляционных изделий" (АО "Завод АТИ") | BRAKE SHOE OF RAILWAY VEHICLE |
-
2007
- 2007-07-20 RU RU2007127760/11A patent/RU2340805C1/en active
-
2008
- 2008-06-27 UA UAA200808555A patent/UA90373C2/en unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Крылов В.И., Крылов В.В. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава. Справочник. - М.: Транспорт, 1989, с.364-365. * |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202011003770U1 (en) | 2010-03-12 | 2011-05-26 | Oao Fritex | Brake pad for railway vehicles |
| DE202011003771U1 (en) | 2010-04-05 | 2011-05-26 | Oao Fritex | Brake pad for railway vehicles |
| RU2499710C1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Railway vehicle braking clamp |
| RU2549502C1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Brake shoe of railway transport vehicle |
| RU2550781C2 (en) * | 2013-09-26 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Brake shoe of railway transport vehicle |
| RU2549597C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Brake shoe of railway vehicle |
| RU2563526C2 (en) * | 2014-01-27 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Railway vehicle composite brake shoe producing abrasive nanoparticles in tribocontact |
| RU2597307C1 (en) * | 2015-08-26 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Brake shoe of railway vehicle |
| RU2691532C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake block of railway vehicle |
| WO2020027691A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Открытое Акционерное Общество "Уральский Завод Авто-Текстильных Изделий" | Brake shoe for a rail vehicle |
| WO2020027692A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Открытое Акционерное Общество "Уральский Завод Авто-Текстильных Изделий" | Brake shoe for rail vehicle |
| RU186770U1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-01-31 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | RAILWAY BRAKE PAD |
| RU2691533C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake shoe of railway vehicle |
| WO2020027690A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Открытое Акционерное Общество "Уральский Завод Авто-Текстильных Изделий" | Brake shoe for a rail vehicle |
| RU2706680C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-11-19 | Артём Юрьевич Шамков | Brake block of railway vehicle |
| RU185601U1 (en) * | 2018-08-13 | 2018-12-11 | Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР") | RAILWAY BRAKE PAD |
| RU2691502C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake shoe of railway vehicle |
| RU2691507C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-06-14 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | Brake shoe of railway vehicle |
| WO2020040661A1 (en) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Уральский Завод Авто-Текстильных Изделий" | Brake shoe for a rail vehicle |
| WO2021118514A1 (en) | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Yefymenko Kostiantyn Oleksiiovych | A brake shoe for a railway rolling stock |
| RU220043U1 (en) * | 2023-03-28 | 2023-08-22 | Акционерное общество "Завод тормозных, уплотнительных и теплоизоляционных изделий" (АО "Завод АТИ") | BRAKE SHOE OF RAILWAY VEHICLE |
| RU220781U1 (en) * | 2023-07-03 | 2023-10-03 | Акционерное общество "Завод тормозных, уплотнительных и теплоизоляционных изделий" (АО "Завод АТИ") | RAILWAY VEHICLE BRAKE SHOES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA90373C2 (en) | 2010-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2340805C1 (en) | Brake block of railway vehicle | |
| RU95768U1 (en) | BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION | |
| RU2356770C1 (en) | Bimetallic flanged brake shoe for locomotives and railmotor cars | |
| RU2427491C1 (en) | Railway vehicle braking clamp | |
| RU88753U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU2499710C1 (en) | Railway vehicle braking clamp | |
| RU69177U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2309072C1 (en) | Rail vehicle brake shoe | |
| RU69597U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU83817U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU2309073C1 (en) | Rail vehicle brake shoe | |
| RU2397897C2 (en) | Railroad vehicle braking clamp | |
| RU97691U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU2364766C1 (en) | Railway vehicle block brake | |
| RU2706680C1 (en) | Brake block of railway vehicle | |
| RU2340806C1 (en) | Brake block of railway vehicle | |
| RU56522U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU73840U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2381934C1 (en) | Car bimetal braking clamp | |
| CZ305368B6 (en) | Brake block | |
| RU76088U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2318143C1 (en) | Rail vehicle brake shoe | |
| RU75442U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2352486C1 (en) | Railroad vehicle braking block | |
| RU2188347C1 (en) | Brake shoe designed mainly for railway vehicles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160111 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190129 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |