RU2364766C1 - Railway vehicle block brake - Google Patents
Railway vehicle block brake Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364766C1 RU2364766C1 RU2008112595/11A RU2008112595A RU2364766C1 RU 2364766 C1 RU2364766 C1 RU 2364766C1 RU 2008112595/11 A RU2008112595/11 A RU 2008112595/11A RU 2008112595 A RU2008112595 A RU 2008112595A RU 2364766 C1 RU2364766 C1 RU 2364766C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- inserts
- insert
- solid
- shoe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к тормозным устройствам, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств.The 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 широкой колеи. Конструкция и основные размеры», и композиционные тормозные колодки для железнодорожных вагонов. Композиционные тормозные колодки для железнодорожных вагонов изготавливаются в России 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 pads for wagons and tenders for broad gauge railways. Design and main dimensions ”, and composite brake pads for railway cars. Composition brake pads for railway cars are made in Russia in 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).
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, ударно-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-elastic properties of the block and, as a result, impact vibration resistance of the block and eliminates the separation of the composite material from the frame and the destruction of the frame in place of the U-shaped protrusion.
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, меньшую массу, стоимость, а также обеспечивают бесшумное и плавное торможение поезда.Composite brake pads, in comparison with cast iron ones, have received much wider application, since they have a higher friction coefficient, lower pressing force and wear resistance, several times longer service life, lower weight, cost, and also provide quiet and smooth braking the train.
Однако, при эксплуатации тормозных композиционных колодок могут возникать отдельные дефекты, в том числе: термические трещины на поверхности катания колес, износ поверхности катания колес, снижение тормозной эффективности колодок при попадании в зону трения дождя, снега, а также при наличии угольной, торфяной пыли или листьев на поверхности рельса.However, during the operation of composite brake pads, individual defects may occur, including: thermal cracks on the surface of the wheels, wear of the surface of the wheels, decrease in the brake efficiency of pads when rain, snow, or in the presence of coal, peat dust or leaves on the surface of the rail.
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.). Колодка тормозная для железнодорожного подвижного состава преимущественно композиционная содержит пару твердых вставок на фрикционной части. С целью увеличения эффективности взаимодействия колодки с ободом колеса, пара твердых вставок симметрично расположена относительно горизонтальной оси колодки и перекрывает ее фрикционную часть по всей ширине. Вставки удерживаются за счет сил трения, возникающих между ними и фрикционным материалом колодки. В описании к авторскому свидетельству на изобретение на фиг.1 изображена колодка тормозная, содержащая в тыльной ее части металлический каркас.The brake shoe is known according to the author's certificate of the USSR No. 159186 (20f.1, IPC v61h, 1963). The brake shoe for railway rolling stock predominantly composite contains a pair of solid inserts on the friction part. In order to increase the efficiency of interaction between the block and the wheel rim, a pair of solid inserts is symmetrically located relative to the horizontal axis of the block and covers its friction part over the entire width. The inserts are held due to the friction forces arising between them and the friction material of the block. In the description of the copyright certificate for the invention, figure 1 shows a brake shoe containing a metal frame in its rear part.
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, включая связующее, входящих в состав композиционной колодки, в связи с чем крепление вставок ослабевает, и они перестают выполнять свое назначение и могут выпасть из 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, increases sharply and there is a burnout and melting of organic materials, including the binder, which are part of the composite tion of the pad, and therefore the attachment of the inserts is weakened, and they cease to fulfill their purpose and may fall out of the pad.
Существенные признаки наиболее близкого аналога «две твердые вставки», «фрикционный материал» являются общими с существенными признаками заявляемой колодки.The essential features of the closest analogue “two solid inserts”, “friction material” are common with the essential features of the inventive pads.
Известна тормозная колодка по патенту на изобретение №2309072 (F16D 65/04, 2007 г.), 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. 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 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.Known brake shoe according to patent for invention No. 2309072 (F16D 65/04, 2007), 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 shoe and welded to a metal to the frame. 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 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 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 abrasion, has a cleaning effect on the wheel at normal and low temperatures, increases the surface roughness of the wheel and increases the adhesion of the wheel to the rail and the stability of braking efficiency, especially in the autumn-spring period.
Однако, у данной конструкции колодки при эксплуатации в условиях ударно-вибрационных нагрузок имеет место отрыв фрикционного элемента от металлического каркаса, а иногда разрушение металлического каркаса в месте П-образного выступа. Кроме того, наличие только одной твердой вставки в центральной части колодки сужает функциональные возможности этой композиционной тормозной колодки с использованием вставки из высокопрочного или ковкого чугуна.However, in this block design, when operating under shock-vibration loads, the friction element breaks away from the metal frame, and sometimes the metal frame is destroyed at the site of the U-shaped protrusion. In addition, the presence of only one solid insert in the central part of the shoe reduces the functionality of this composite brake shoe using an insert made of ductile or ductile iron.
Известное техническое решение используется по тому же назначению и имеет общие с заявляемой колодкой существенные признаки: «композиционный фрикционный элемент», «твердая вставка из высокопрочного или ковкого чугуна».The known technical solution is used for the same purpose and has common features with the claimed block: “composite friction element”, “solid insert made of high-strength or malleable cast iron”.
Известна тормозная колодка железнодорожного транспорта по патенту РФ на полезную модель №69597, содержащая: композиционный фрикционный элемент, проволочный каркас, представляющий собой впрессованные в композиционный фрикционный элемент 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 и запрессованную в композиционный фрикционный элемент. Колодка с тыльной ее стороны содержит металлическую сетку или перфорированную жесть, впрессованную в композиционный фрикционный элемент, вставка в верхней нерабочей части имеет паз с ее тыльной стороны, запрессованный фрикционным композиционным материалом с отверстием для пропуска чеки, и консоли, симметрично расположенные по длине вставки с каждой ее стороны, причем верхняя нерабочая часть вставки вставлена в проволочный каркас и защемлена в нем.A brake shoe of railway transport is known according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 69597, comprising: a composite friction element, a wire frame, which are pressed into the composite friction element of the back side of the shoe, along the perimeter of the shoe, two closed frames whose internal parts are mutually overlapped and bent outward the back of the block, forming an eyelet for skipping checks, a solid insert located in the central part of the block and pressed into the composite friction element. The block on its back contains a metal mesh or perforated sheet pressed into the composite friction element, the insert in the upper non-working part has a groove on its back, pressed into the friction composite material with a hole for passing checks, and consoles symmetrically located along the length of the insert with each its sides, the upper non-working part of the insert being inserted into the wire frame and pinched therein.
В рассматриваемой конструкции колодки впервые обеспечено гибкое защемление тыльной нерабочей части твердой вставки в отверстиях проволочного каркаса за счет непараллельности и неперпендикулярности его сторон с одновременным выполнением вставляемых в отверстия проволочного каркаса частей вставки специальной формы, с экспериментально подобранными размерами, а также снабжением нерабочей части вставки специальными выемками, выступами, уклонами, консолями и другими формами, обеспечивающими защемление и зацепление вставки с проволочным каркасом.In the considered block design, for the first time, a flexible jamming of the rear non-working part of the solid insert in the holes of the wire frame is provided due to the non-parallelism and non-perpendicularity of its sides with the simultaneous execution of specially shaped insert parts inserted into the holes of the wire frame with experimentally selected dimensions, as well as supplying the non-working part of the insert with special recesses protrusions, inclinations, consoles and other forms that provide pinching and meshing of the insert with wire suspended frame.
Гибкое защемление твердой вставки в проволочном каркасе, наряду с внутренним армированием центральной бобышки проволочным каркасом и элементами твердой вставки, и запрессовывание металлических элементов в эластичном композиционном фрикционном элементе, например, на каучуковом связующем, обуславливает способность колодки в процессе эксплуатации к упругоэластическим деформациям, в пределах, возможных для композиционного фрикционного элемента.Flexible jamming of the solid insert in the wire frame, along with the internal reinforcement of the central boss with a wire frame and elements of the solid insert, and the pressing of metal elements in an elastic composite friction element, for example, on a rubber binder, determines the ability of the block during operation to elastically elastic deformations, within possible for a composite friction element.
Поэтому данная конструкция тормозной колодки имеет высокую ударно-вибрационную стойкость, что обуславливает высокую прочность колодки. Поскольку крепление вставки к проволочному каркасу выполнено в нерабочей тыльной части колодки с одновременным наличием паза с тыльной стороны вставки и консолей с обеих сторон по длине вставки, то колодка обладает высокой стойкостью против образования единых вертикальных сквозных трещин в месте контакта композиционного фрикционного элемента с твердой вставкой по причине их разной теплопроводности, а следовательно, имеет максимальный ресурс в эксплуатации по сравнению с рассмотренными аналогами.Therefore, this design of the brake pads has a high shock and vibration resistance, which leads to high strength pads. Since the insert is attached to the wire frame in the non-working back of the block with the simultaneous presence of a groove on the back of the insert and consoles on both sides along the length of the insert, the block is highly resistant to the formation of uniform vertical through cracks at the point of contact of the composite friction element with the solid insert along the reason for their different thermal conductivity, and therefore has a maximum service life in comparison with the considered analogues.
В качестве недостатков рассматриваемой колодки следует отметить наличие только одной вставки, что не дает возможности ее применения там, где требуется тормозная колодка с двумя твердыми вставками.The disadvantages of the pads under consideration are the presence of only one insert, which makes it impossible to use it where a brake pad with two solid inserts is required.
Известное техническое решение используется по тому же назначению и имеет общие с заявляемой колодкой существенные признаки: «композиционный фрикционный элемент», «проволочный каркас»; «твердая вставка»; «колодка с тыльной ее стороны содержит металлическую сетку или перфорированную жесть, впрессованную в композиционный фрикционный элемент».The known technical solution is used for the same purpose and has common features with the claimed block: “composite friction element”, “wire frame”; "Solid insert"; "The block on its back contains a metal mesh or perforated sheet pressed into the composite friction element."
Известна колодка тормозная композиционная для железнодорожного подвижного состава с разнесенными вставками (варианты) по патенту РФ на полезную модель №67045.Known brake shoe for railway rolling stock with spaced inserts (options) according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 67045.
В данной колодке, содержащей одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент, закрепленный на сетчато-проволочном каркасе, имеются чугунные или стальные вставки, разнесенные относительно оси колодки. Как видно из фиг.1, 2, приведенных в описании к данному патенту, колодка содержит две чугунные или стальные вставки, одна из которых расположена в одной половине колодки, а вторая - в другой половине колодки.In this block, containing one or two-layer composite friction element, mounted on a wire mesh frame, there are cast-iron or steel inserts spaced relative to the axis of the block. As can be seen from figure 1, 2 given in the description of this patent, the block contains two cast iron or steel inserts, one of which is located in one half of the block, and the second in the other half of the block.
Недостатками данной колодки являются следующие. Конструкция данной колодки имеет недостаточную прочность, так как в процессе эксплуатации у рассматриваемой колодки образуются сквозные трещины от рабочей до тыльной поверхности колодки на границе между вставкой и композиционным фрикционным элементом, вследствие их разной теплопроводности. Как только трещина между композиционным фрикционным элементом и твердой вставкой доходит от рабочей до тыльной поверхности колодки и становится сквозной, то твердая вставка повисает на проволочном каркасе и колодка разрушается.The disadvantages of this block are the following. The design of this block has insufficient strength, since in the process of operation, the considered block forms through cracks from the working to the back surface of the block at the boundary between the insert and the composite friction element, due to their different thermal conductivity. As soon as the crack between the composite friction element and the solid insert extends from the working to the back surface of the block and becomes through, the solid insert hangs on the wire frame and the block breaks.
Под действием ударно-вибрационных нагрузок в процессе эксплуатации у рассматриваемой колодки быстро образуются трещины на границе контакта вставок с композиционным материалом из-за разности их плотности и теплопроводности и большого расстояния от оси колодки до твердых вставок, взаимодействующих с поверхностью катания колеса, по сравнению с колодкой, у которой это расстояние меньше.Under the influence of shock-vibration loads during operation, the block under consideration quickly develops cracks at the interface between the inserts and the composite material due to the difference in their density and thermal conductivity and the large distance from the axis of the block to solid inserts interacting with the wheel surface compared to the block whose distance is shorter.
По этой причине рассматриваемая колодка имеет очень большую минимальную толщину колодки, разрешенную для эксплуатации, при которой сквозные трещины еще не образовались и которая, в свою очередь, обуславливает очень небольшой ресурс колодок.For this reason, the considered block has a very large minimum thickness of the block, which is allowed for operation, in which through cracks have not yet formed and which, in turn, causes a very small resource of blocks.
Соединение стальных, а особенно чугунных вставок, со стальным проволочным каркасом путем сваривания, пайки или совмещенного с проволочным каркасом литья дорогостоящая и трудоемкая операция, а скрепление типа замок-защелка недостаточно понятно, так как не пояснено ни в описании, ни в чертежах.The connection of steel, and especially cast-iron inserts, with a steel wire frame by welding, soldering, or casting combined with a wire frame is an expensive and time-consuming operation, and fastening like lock-latch is not clear enough, as it is not explained either in the description or in the drawings.
Согласно описанию полезной модели вставки данной колодки выполнены из стали и чугуна, которые не восстанавливают поверхность катания колеса в процессе обычного торможения путем заполнения микротрещин на поверхности катания колеса, например, расплавленной сталью и расплавленным чугуном, и тем самым не препятствуют их дальнейшему развитию и не позволяют увеличить ресурс колеса.According to the description of the utility model, the inserts of this block are made of steel and cast iron, which do not restore the wheel surface during normal braking by filling microcracks on the wheel surface, for example, with molten steel and molten cast iron, and thus do not interfere with their further development and do not allow increase wheel life.
Существенные признаки наиболее близкого аналога «две твердые вставки», «одно- или двухслойный композиционный фрикционный элемент», «проволочный каркас» являются общими с существенными признаками заявляемой колодки.The essential features of the closest analogue are “two solid inserts”, “one- or two-layer composite friction element”, “wire frame” are common with the essential features of the claimed block.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая тормозная колодка, является повышение прочности и надежности конструкции тормозной колодки, повышение ресурса колодки при эксплуатации, стабильности эффективности торможения, а также восстановление поверхности катания колеса при торможении, то есть повышение ресурса колеса.The problem to which the claimed brake shoe is directed is to increase the strength and reliability of the brake shoe design, increase the service life of the brake shoe during operation, stability of the braking efficiency, and also restore the wheel rolling surface during braking, that is, increase the resource of the wheel.
Поставленную задачу решает предлагаемая тормозная колодка для железнодорожного транспортного средства, содержащая:The problem is solved by the proposed brake pad for a railway vehicle, containing:
- одно- или двухслойный композиционный фрикционный элемент;- single or double layer composite friction element;
- две твердые вставки;- two solid inserts;
- 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;
- при необходимости металлическую сетку или перфорированную жесть, впрессованную в композиционный фрикционный элемент тыльной поверхности колодки.- if necessary, a metal mesh or perforated sheet pressed into the composite friction element of the back surface of the block.
Твердые вставки выполнены и размещены в колодке следующим образом.Solid inserts are made and placed in the block as follows.
Тыльная часть каждой из двух твердых вставок имеет консоли, расположенные с каждой стороны вставки по ее длине, а тыльная нерабочая часть каждой из двух твердых вставок имеет паз по длине вставки, что обеспечивает уменьшение сквозных вертикальных трещин на границе контакта композиционного фрикционного элемента с твердой вставкой. Одна из двух консолей каждой из вставок загнута в сторону тыльной поверхности колодки и размещена в центральной бобышке по обе стороны от оси колодки, и, таким образом, перекрывает загнутую консоль другой вставки по длине колодки в середине длины колодки. Это позволяет исключить образование поперечной вертикальной трещины в центральной бобышке, увеличить площадь крепления твердой вставки в приформованном к ней композиционном фрикционном элементе, за счет центральной бобышки, а следовательно, увеличить прочность крепления твердых вставок в колодке и увеличить минимальную толщину колодки, разрешенную для эксплуатации, а значит увеличить ресурс колодки.The back of each of the two solid inserts has consoles located on each side of the insert along its length, and the back non-working part of each of the two solid inserts has a groove along the length of the insert, which reduces through vertical cracks at the interface between the composite friction element and the solid insert. One of the two consoles of each of the inserts is bent towards the back surface of the block and is placed in the central boss on both sides of the axis of the block, and thus overlaps the bent console of the other insert along the length of the block in the middle of the block length. This makes it possible to exclude the formation of a transverse vertical crack in the central boss, increase the area of fastening of the solid insert in the composite friction element molded to it, due to the central boss, and therefore, increase the strength of fastening of solid inserts in the block and increase the minimum thickness of the block allowed for operation, and means to increase the life of the pads.
Каждая из вставок может быть защемлена в проволочном каркасе и вставки вместе с каркасом запрессованы в композиционном элементе таким образом, что тыльные поверхности консолей вставок, за исключением размещенных в центральной бобышке, находятся в одной плоскости с поверхностью перфорированной жести тыльной стороны колодки.Each of the inserts can be pinched in the wire frame and the inserts together with the frame are pressed into the composite element so that the back surfaces of the consoles of the inserts, with the exception of those placed in the central boss, are in the same plane with the surface of the perforated sheet metal of the back of the block.
Для этого каждая из вставок вставлена и защемлена в одной из рамок проволочного каркаса и имеет в тыльной нерабочей части равную или меньшую рамке ширину и снабжена выступами и/или выемками для дополнительного ограничения перемещения вставок в проволочном каркасе по высоте и/или длине и/или ширине, а длина и/или ширина вставки в месте выступов больше длины и/или ширины рамки.For this, each of the inserts is inserted and pinched in one of the frames of the wire frame and has an equal or smaller frame width in the back non-working part and is provided with protrusions and / or recesses to further limit the movement of the inserts in the wire frame in height and / or length and / or width , and the length and / or width of the insert at the protrusions is greater than the length and / or width of the frame.
Твердые вставки могут быть выполнены из высокопрочного или ковкого чугуна, которые восстанавливают поверхность катания колеса в процессе торможения.Solid inserts can be made of ductile or ductile iron, which restore the surface of the wheel during braking.
Твердые вставки расположены в колодке таким образом, что их нерабочая тыльная поверхность при эксплуатации соприкасается непосредственно или через перфорированный тыльник с поверхностью выступающих частей «пяток» башмака тормозной колодки, в котором она установлена, т.е. в непосредственной близости от центральной бобышки.The solid inserts are located in the shoe in such a way that their non-working back surface during operation is in direct contact or through the perforated back with the surface of the protruding parts of the “heels” of the shoe of the brake shoe in which it is installed, i.e. in close proximity to the central boss.
Предусмотренное конструкцией колодки минимальное расстояние между двумя частями твердых вставок, контактирующих с поверхностью катания колеса, позволяет минимизировать разрушающий эффект в колодке под действием ударных и вибрационных нагрузок из-за разности плотности и теплопроводности композиционного материала и твердых вставок.The minimum distance between the two parts of the solid inserts in contact with the wheel surface provided by the design of the pad allows minimizing the damaging effect in the pad under the influence of shock and vibration loads due to the difference in density and thermal conductivity of the composite material and the solid inserts.
Приведенные ниже существенные признаки заявляемой колодки являются отличительными от наиболее близкого аналога:The following significant features of the claimed pads are distinctive from the closest analogue:
- «Каждая из двух твердых вставок имеет, по крайней мере, по одной консоли в тыльной части колодки с каждой стороны по длине вставки, причем, по меньшей мере, одна из консолей каждой из вставок расположена в центральной бобышке по обе стороны от середины длины колодки».- “Each of the two solid inserts has at least one console in the back of the block on each side along the length of the insert, and at least one of the consoles of each of the inserts is located in the central boss on both sides of the middle of the length of the block ".
- «Каждая из твердых вставок может быть защемлена в проволочном каркасе».“Each of the solid inserts can be pinched in the wire frame.”
- «Твердые вставки могут быть расположены в колодке таким образом, что их нерабочая тыльная поверхность при эксплуатации соприкасается с поверхностью выступающих частей башмака тормозной колодки, в котором она установлена, в непосредственной близости от центральной бобышки».- "Solid inserts can be located in the block in such a way that their non-working back surface during operation is in contact with the surface of the protruding parts of the shoe of the brake pad in which it is installed, in the immediate vicinity of the central boss".
- «Твердые вставки могут быть выполнены из высокопрочного или ковкого чугуна».- “Solid inserts can be made of ductile or ductile iron.”
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, состоящий из одного или двух продольных слоев в зависимости от варианта изготовления колодки;1 - composite friction element, consisting of one or two longitudinal layers, depending on the manufacturing options of the pads;
2 - проволочный каркас, представляющий собой впрессованные в2 - wire frame, which is pressed into
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;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;
3 - металлическая сетка или перфорированная жесть, впрессованная в композиционный фрикционный элемент тыльной поверхности колодки (в случае ее использования в конструкции колодки);3 - a metal mesh or perforated sheet pressed into the composite friction element of the back surface of the block (if used in the construction of the block);
4, 5 - две твердые вставки;4, 5 - two solid inserts;
6 - центральная бобышка;6 - the central boss;
7 - вспомогательные бобышки;7 - auxiliary bosses;
8 - отверстие под чеку в центральной бобышке;8 - a hole for a check in the central boss;
9 - паз со стороны рабочей поверхности колодки (только для варианта изготовления колодки с пазом).9 - a groove from the side of the working surface of the shoe (only for the manufacturing option of the shoe with a groove).
На фиг.2 изображен общий вид сетчато-проволочного каркаса с защемленными в нем твердыми вставками.Figure 2 shows a General view of the mesh-wire frame with pinched solid inserts in it.
На фиг.3 изображен общий вид твердой вставки, где:Figure 3 shows a General view of a solid insert, where:
4, 5 - две твердые вставки, отличающиеся размерами, так как рамки отличаются друг от друга шириной;4, 5 - two solid inserts that differ in size, since the frames differ in width from each other;
11 - консоль загнутая;11 - the console is bent;
12 - консоли прямые;12 - consoles are straight;
13 - выступы в консолях;13 - tabs in the consoles;
14 - выступы в твердой вставке;14 - protrusions in a solid insert;
15 - консоль короткая;15 - the console is short;
16 - паз по длине вставки в тыльной нерабочей части.16 - a groove along the length of the insert in the back non-working part.
На фиг.4 изображена схема установки колодки в башмак тормозной колодки. 17 - башмак тормозной колодки; 18 - колодка тормозная; 19 - чека.Figure 4 shows a diagram of the installation of the pads in the shoe brake pads. 17 - brake shoe; 18 - brake shoe; 19 - check.
Технология изготовления тормозной колодки может предусматривать следующие этапы (операции):The technology for manufacturing brake pads may include the following steps (operations):
- изготовление (отливка) вставок из высокопрочного или ковкого чугуна;- manufacturing (casting) of inserts from ductile or ductile iron;
- изготовление заготовки из перфорированной жести при необходимости ее использования в конструкции колодки;- the manufacture of blanks from perforated sheet, if necessary, its use in the construction of the pads;
- изготовление и сварка проволочного каркаса из проволоки;- manufacturing and welding of wire frame from wire;
- сборка проволочного каркаса с твердыми вставками путем защемления;- assembly of a wire frame with solid inserts 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 твердыми вставками, 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 solid inserts, a sample of the non-working 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 ржавых или загрязненных металлической арматуры и вставок из чугуна или при выполнении особых требований по прочности колодки может выполняться очистка арматуры и вставок обезжириванием или в пескоструйных аппаратах и промазка клеем по обычным известным технологиям с целью улучшения адгезии и крепления металлической арматуры с композиционным элементом.In exceptional cases, when rusty or contaminated metal fittings and cast iron inserts are used, or when special requirements for the strength of the block are met, the fittings and inserts can be cleaned with degreasing or sandblasting and glueing using conventional known techniques to improve the adhesion and fastening of composite metal fittings an element.
Все операции, кроме предлагаемой сборки проволочного каркаса со вставками, достаточно подробно описаны в технической литературе (см. Б.А.Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М., Химия, 1982 г., и в представленных аналогах).All operations, except for the proposed assembly of a wire frame with inserts, are described in sufficient detail in the technical literature (see B.A. Shiryaev. Production of brake pads from composite materials for railway cars. M., Chemistry, 1982, and in the presented analogues) .
Твердые вставки расположены в колодке таким образом, что их нерабочая тыльная поверхность при эксплуатации соприкасается непосредственно или через перфорированный тыльник с поверхностью выступающих частей «пяток» башмака тормозной колодки, в котором она установлена, т.е. в непосредственной близости от центральной бобышки.The solid inserts are located in the shoe in such a way that their non-working back surface during operation is in direct contact or through the perforated back with the surface of the protruding parts of the “heels” of the shoe of the brake shoe in which it is installed, i.e. in close proximity to the central boss.
Твердые вставки могут быть выполнены из высокопрочного или ковкого чугуна, путем отливки требуемой формы, например, способом точного литья в соответствии с изображением фиг.2, не требующей дальнейшей механической обработки.The solid inserts can be made of ductile or ductile iron, by casting the desired shape, for example, by the method of precision casting in accordance with the image of figure 2, which does not require further machining.
Изготовление твердых вставок из высокопрочного или ковкого чугуна позволит, как указывалось выше, не только стабилизировать эффективность торможения в осенне-весенний период и очищать поверхность катания колеса, но и восстанавливать ее в процессе обычного торможения.The manufacture of solid inserts from ductile or ductile iron will allow, as indicated above, not only to stabilize the braking performance in the autumn-spring period and to clean the surface of the wheel, but also to restore it during normal braking.
С целью обеспечения очищающего, полирующего и восстанавливающего воздействия на поверхность катания колеса на всей площади поверхности контакта колодки с колесом поперечное сечение колодки со вставкой имеет форму, не отличающуюся от формы колодки в других ее поперечных сечениях. Для исключения поломки пресс-форм, а также в соответствии с техническими требованиями на колодку, габарит вставки в поперечном сечении может предусматриваться на несколько мм меньше, чем у композиционного фрикционного элемента.In order to provide a cleaning, polishing and restoring effect on the wheel surface on the entire contact surface of the block with the wheel, the cross section of the block with the insert has a shape that does not differ from the shape of the block in its other cross sections. To exclude mold breakage, as well as in accordance with the technical requirements for the block, the insert dimension in cross section may be provided several mm smaller than that of the composite friction element.
Соединение твердых вставок с проволочным каркасом может осуществляться способом совмещенного с проволочным каркасом литья, способами сварки или пайки или связывания проволокой, синтетическим шнуром, тесьмой и другими способами, а также способом гибкого защемления в проволочном каркасе.The connection of solid inserts with a wire frame can be carried out by the method combined with the wire frame of the casting, by welding or soldering or by wire bonding, synthetic cord, braid and other methods, as well as by the method of flexible pinching in the wire frame.
Гибкое защемление твердых вставок в проволочном каркасе, наряду с внутренним армированием центральной бобышки проволочным каркасом и элементами твердых вставок, и запрессовывание металлических элементов в эластичном композиционном фрикционном элементе, например на каучуковом связующем, обуславливает способность колодки в процессе эксплуатации к упруго эластическим деформациям, в пределах, возможных для композиционного фрикционного элемента.Flexible jamming of solid inserts in the wire frame, along with the internal reinforcement of the central boss with a wire frame and elements of solid inserts, and the pressing of metal elements in an elastic composite friction element, for example, on a rubber binder, determines the ability of the block during operation to elastically elastic deformations, within possible for a composite friction element.
Поэтому данная конструкция тормозной колодки имеет высокую ударно-вибрационную стойкость, что обуславливает высокую прочность колодки. Поскольку крепление вставки к проволочному каркасу выполнено в нерабочей тыльной части колодки с одновременным наличием паза с тыльной стороны вставки и консолей с обеих сторон по длине вставки, то колодка обладает высокой стойкостью против образования единых вертикальных сквозных трещин в месте контакта композиционного фрикционного элемента с твердыми вставками по причине их разной теплопроводности, а следовательно, имеет максимальный ресурс в эксплуатации по сравнению с рассмотренными аналогами.Therefore, this design of the brake pads has a high shock and vibration resistance, which leads to high strength pads. Since the insert is attached to the wire frame in the non-working back of the block with the simultaneous presence of a groove on the back of the insert and consoles on both sides along the length of the insert, the block is highly resistant to the formation of uniform vertical through cracks at the contact point of the composite friction element with solid inserts along the reason for their different thermal conductivity, and therefore has a maximum service life in comparison with the considered analogues.
При сборе вставок с проволочным каркасом способом гибкого защемления в нем, каждую из твердых вставок поочередно, вручную поворачивают примерно на 30° по отношению к ширине проволочной рамки, т.е. вдоль рамки, и заводят вставку длинной стороной по длине рамки снизу в рамку таким образом, чтобы загнутая консоль вставки заходила в отверстие между рамками, а проволока длинной стороны рамки находилась выше выступа твердой вставки, но ниже двух выступов консолей, т.е. между ними.When assembling inserts with a wire frame by the method of flexible pinching in it, each of the solid inserts is rotated manually by approximately 30 ° with respect to the width of the wire frame, i.e. along the frame, and insert the insert with the long side along the length of the frame from below into the frame so that the bent insert console goes into the hole between the frames, and the wire of the long side of the frame is above the protrusion of the solid insert, but below the two protrusions of the consoles, i.e. between them.
Путем дальнейшего поворота вставки в горизонтальное положение и одновременно с небольшим усилием вручную оттягивая вторую проволоку рамки от первой (т.е. увеличивая тем самым ширину рамки), заводят далее следующие два выступа консолей вставки, переводя их из положения «под проволокой» в положение «над проволокой». Затем отпускают проволоку из оттянутого положения в обычное и, тем самым, фиксируют вставку в проволочном каркасе.By further turning the insert into a horizontal position and simultaneously with a small effort, manually pulling the second wire of the frame from the first (that is, thereby increasing the width of the frame), the next two tabs of the insert consoles are started further, moving them from the “under the wire” position to the “ over the wire. " Then release the wire from the drawn position to the usual and, thereby, fix the insert in the wire frame.
При необходимости, с помощью пневматического пресса в штампе или каким-либо другим способом выполняют дополнительно фиксирующий изгиб проволочной рамки с одновременным защемлением в ней двух вставок вместе или поочередно.If necessary, using a pneumatic press in a stamp or in some other way, an additional fixing bending of the wire frame is performed with simultaneous jamming of two inserts in it together or alternately.
Дополнительно к защемлению вставок в проволочном каркасе допускается связывание вставок между собой проволокой, синтетическим шнуром и т.п., в центральной бобышке, для чего во вставках могут быть предусмотрены специальные выемки.In addition to pinching the inserts in the wire frame, the inserts can be connected to each other by wire, synthetic cord, etc., in the central boss, for which special inserts can be provided in the inserts.
После формования с фрикционным композиционным материалом в прессе под давлением и вулканизации колодок в пресс-форме под давлением и при температуре вставки вместе с сетчато-проволочным каркасом будут запрессованы в композиционном фрикционном элементе таким образом, что тыльные поверхности консолей вставок, за исключением размещенных в центральной бобышке, находятся в одной плоскости с поверхностью перфорированной жести или тыльной стороны колодки.After molding with the friction composite material in the press under pressure and vulcanization of the pads in the mold under pressure and at the insert temperature, together with the wire mesh frame will be pressed into the composite friction element so that the back surfaces of the insert consoles, except for those located in the central boss are in the same plane with the surface of the perforated sheet or the back of the block.
Выполнение заявляемой тормозной колодки новой конструкции с признаками, указанными в отличительной части формулы, позволяет повысить стабильность эффективности торможения, прочность конструкции колодки и увеличить ресурс колодок и колес в эксплуатации.The implementation of the inventive brake pads of a new design with the characteristics indicated in the distinctive part of the formula, allows to increase the stability of braking efficiency, the strength of the pads and increase the life of the pads and wheels in operation.
Прочная, надежная конструкция композиционной тормозной колодки с твердыми вставками 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, полирующее и восстанавливающее воздействие на поверхность катания колеса, заполнять мельчайшие трещины на поверхности катания колеса чугуном при его расплавлении при высоких температурах и, тем самым, предотвращать их дальнейшее развитие и, как следствие, повысить ресурс работы колеса и ресурс колодки.The strong, reliable design of the composite brake pad with solid inserts 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, polishing and restoring effect on the surface of the wheel, fill the smallest cracks on the surface of the wheel with cast iron during its melting at high temperatures and, thereby, prevent their further p development and, as a result, increase the resource of the wheel and the resource of the pads.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112595/11A RU2364766C1 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Railway vehicle block brake |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112595/11A RU2364766C1 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Railway vehicle block brake |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2364766C1 true RU2364766C1 (en) | 2009-08-20 |
| RU2008112595A RU2008112595A (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41151280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008112595/11A RU2364766C1 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Railway vehicle block brake |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2364766C1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220126892A1 (en) * | 2019-02-26 | 2022-04-28 | Rfpc Holding Corp. | Flanged brake shoe |
-
2008
- 2008-04-03 RU RU2008112595/11A patent/RU2364766C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта. Каталог комплектующего оборудования. - М.: Ассоциация АСТО, 2003, с.150-153. * |
| Крылов В.И., Крылов В.В. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава. Справочник. - М.: Транспорт, 1989, с.364-365. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008112595A (en) | 2009-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2340805C1 (en) | Brake block of railway vehicle | |
| RU95768U1 (en) | BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION | |
| RU2427491C1 (en) | Railway vehicle braking clamp | |
| RU88753U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU2309072C1 (en) | Rail vehicle brake shoe | |
| RU69177U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2499710C1 (en) | Railway vehicle braking clamp | |
| RU2364766C1 (en) | Railway vehicle block brake | |
| RU83817U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU75442U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2397897C2 (en) | Railroad vehicle braking clamp | |
| RU97691U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU2309073C1 (en) | Rail vehicle brake shoe | |
| RU76088U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU73840U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2352486C1 (en) | Railroad vehicle braking block | |
| RU69597U1 (en) | RAILWAY BRAKE PAD | |
| RU2706680C1 (en) | Brake block of railway vehicle | |
| CN206409546U (en) | A kind of powder metallurgy brake block and the arrestment mechanism with it | |
| RU190780U1 (en) | BRAKE TIRE TRAILER ASSEMBLY COMBINED | |
| CZ305368B6 (en) | Brake block | |
| RU2340806C1 (en) | Brake block of railway vehicle | |
| RU2310779C1 (en) | Rail vehicle brke shoe (versions) | |
| RU56519U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU2318143C1 (en) | Rail vehicle brake shoe |
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 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190404 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191216 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |