RU2767386C1 - Absorber support ring - Google Patents
Absorber support ring Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767386C1 RU2767386C1 RU2021127348A RU2021127348A RU2767386C1 RU 2767386 C1 RU2767386 C1 RU 2767386C1 RU 2021127348 A RU2021127348 A RU 2021127348A RU 2021127348 A RU2021127348 A RU 2021127348A RU 2767386 C1 RU2767386 C1 RU 2767386C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon fiber
- fiber
- ketone
- antifriction material
- composite polymeric
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G9/00—Draw-gear
- B61G9/20—Details; Accessories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к опорному кольцу поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона, используемому в составе поглощающего аппарата автосцепок железнодорожных средств рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена, эксплуатирующихся без использования смазки.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to the support ring of the draft gear of the automatic coupler of railway transport and subway cars from a composite polymeric antifriction material based on polyarylene etherketone, used as part of the draft gear of automatic couplers of railway vehicles of rail passenger or freight transport, including subway cars operated without use of lubricant.
Известно опорное кольцо поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро из композиционного полимерного антифрикционного материала, характеризующееся тем, что оно выполнено из композиционного полимерного антифрикционного материала, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно или смесь углеродного волокна со стекловолокном, при этом композиционный полимерный антифрикционный материал содержит хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70, при этом внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, содержание стекловолокна в его смеси с углеродным волокном волокнистого наполнителя композиционного полимерного антифрикционного материала выбрано от 2,58 до 11,5 мас. %, в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционный полимерный антифрикционный материал содержит углеродное волокно, полученное из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна, (см. патент РФ №2581889, МПК B61G 9/20, 20.04.2016).Known support ring of the draft gear automatic coupler of railway transport and subway cars from a composite polymeric antifriction material, characterized in that it is made of a composite polymeric antifriction material containing carbon fiber or a mixture of carbon fiber with glass fiber as a fibrous filler, while the composite polymeric antifriction material contains randomly arranged carbon nanotubes in the form of single-layer or multilayer ones with the number of layers from 2 to 70 or nested graphite planes rolled into a tube with the number of layers from 2 to 70, while the outer diameter of the carbon nanotubes is selected from 0.1 to 100 nm, and their length is from 1 to 70 microns, the content of glass fiber in its mixture with carbon fiber of the fibrous filler of the composite polymeric antifriction material is selected from 2.58 to 11.5 wt. %, as a carbon fiber fibrous filler, the composite polymeric antifriction material contains carbon fiber obtained from high molecular weight hydrated cellulose fiber or from polyacrylonitrile fiber (see RF patent No. 2581889, IPC B61G 9/20, 04/20/2016).
Однако известное опорное кольцо поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта при своем использовании в изделиях в составе поглощающего аппарата автосцепок железнодорожных средств рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена имеет следующие недостатки:However, the well-known support ring of the draft gear of the automatic coupler of railway transport, when used in products as part of the draft gear of automatic couplers of railway vehicles of rail passenger or freight transport, including subway cars, has the following disadvantages:
- в недостаточной степени защищает конструкцию вагонов от воздействия знакопеременных нагрузок на поверхности трения прискорости соударения вагонов 12-14 км/ч,- insufficiently protects the structure of cars from the impact of alternating loads on the friction surfaces at the collision speed of cars 12-14 km/h,
- не обеспечивает в процессе эксплуатации заданную штатную работоспособность поглощающего аппарата,- does not ensure the specified normal performance of the draft gear during operation,
- недостаточное разрушающее напряжение при сжатии (160-175 МПа),- insufficient breaking stress during compression (160-175 MPa),
- недостаточной ударной вязкостью по Шарпи на образцах без надреза (45-55 кДж/м2),- insufficient Charpy impact strength on samples without notch (45-55 kJ/m 2 ),
- недостаточным сроком службы из-за высокого суммарного износа в паре трения по стали 40Х,- insufficient service life due to high total wear in the friction pair on steel 40X,
- недостаточной стабильностью коэффициента трения (0,66-0,72) при трении по материалу контр-тела из стали 40Х.- insufficient stability of the friction coefficient (0.66-0.72) during friction against the material of the counter-body made of steel 40X.
Задачей изобретения является разработка опорного кольца поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона.The objective of the invention is to develop a support ring for the draft gear of an automatic coupler of railway transport and subway cars from a composite polymeric antifriction material based on poly(aryleneetherketone).
Техническим результатом является повышение степени защиты конструкции вагонов от воздействия знакопеременных нагрузок на поверхности трения опорное кольцо - корпус поглощающего аппарата, обеспечение в процессе эксплуатации повышенной работоспособности поглощающего аппарата, обеспечение надежной защиты от действия продольных сил и ускорений вагонов с грузами высокой стоимости и чувствительных к динамическим нагрузкам при скорости соударения вагонов 12-14 км/ч. Кроме того, техническим результатом является сохранение разрушающего напряжение при изгибе, повышение разрушающего напряжения при сжатии, повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза, повышение срок службы в паре трения по стали 40Х, сохранение коэффициента трения в паре трения по стали 40Х с твердостью 32-38 HRC без смазки и стабильности коэффициента трения, а также сохранение износа.The technical result is to increase the degree of protection of the structure of cars from the effects of alternating loads on the friction surface of the support ring - the body of the draft gear, providing increased efficiency of the draft gear during operation, providing reliable protection against the action of longitudinal forces and accelerations of cars with high-value goods and sensitive to dynamic loads at a wagon collision speed of 12-14 km/h. In addition, the technical result is the preservation of the breaking stress in bending, the increase in the breaking stress in compression, the increase in Charpy impact strength on samples without notch, the increase in service life in a friction pair for steel 40X, the preservation of the coefficient of friction in a friction pair for steel 40X with a hardness of 32 -38 HRC without lubrication and friction coefficient stability, and wear retention.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложено опорное кольцо поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона, характеризующееся тем, что оно выполнено из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона, выбранного из группы полиэфиркетон, или полиэфирэфиркетон, или полиэфиркетонкетон, или полиэфирэфиркетонкетон, или полиэфиркетонэфиркетонкетон, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно или смесь углеродного волокна со стекловолокном, при этом композиционный полимерный антифрикционный материал содержит хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70, при этом внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, содержание стекловолокна в его смеси с углеродным волокном волокнистого наполнителя композиционного полимерного антифрикционного материала выбрано от 2,58 до 11,5 мас. %, при следующем количественном содержании компонентов, мас. %:The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the support ring of the draft gear of the automatic coupler of railway transport and subway cars is made of a composite polymeric antifriction material based on poly(aryleneetherketone), characterized in that it is made of a composite polymeric antifriction material based on poly(aryleneetherketone), selected from the group of polyetherketone, or polyetheretherketone, or polyetherketonketone, or polyesteretherketonketone, or polyetherketoneetherketonketone, containing carbon fiber or a mixture of carbon fiber with glass fiber as a fibrous filler, while the composite polymeric antifriction material contains randomly arranged carbon nanotubes in the form of single-layer, or multilayer with the number of layers from 2 to 70 or graphite planes rolled up into a tube with the number of layers from 2 to 70, while the outer diameter of carbon nanotubes is selected from 0.1 up to 100 nm, and their length is from 1 to 70 microns, the content of glass fiber in its mixture with carbon fiber of the fibrous filler of the composite polymeric antifriction material is selected from 2.58 to 11.5 wt. %, with the following quantitative content of components, wt. %:
При этом в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционный полимерный антифрикционный материал содержит углеродное волокно, полученное из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна. При этом углеродное волокно композиционного полимерного антифрикционного материала используют в виде резаного жгута или в виде резаной нити, а стекловолокно используют в виде резаной нити, при этом длина резаных жгута или нити углеродного волокна и стекловолокна выбрана от 1 мм до 60 мм. При этом опорное кольцо выполнено с наружным диаметром 180-220 мм, с внутренним диаметром 170-210 мм и толщиной 30-70 мм.At the same time, as the carbon fiber of the fibrous filler, the composite polymeric antifriction material contains carbon fiber obtained from high molecular weight hydrated cellulose fiber or from polyacrylonitrile fiber. In this case, the carbon fiber of the composite polymeric antifriction material is used in the form of a cut bundle or in the form of a cut thread, and the glass fiber is used in the form of a cut thread, while the length of the cut rope or thread of carbon fiber and glass fiber is selected from 1 mm to 60 mm. In this case, the support ring is made with an outer diameter of 180-220 mm, with an inner diameter of 170-210 mm and a thickness of 30-70 mm.
Среди существенных признаков, характеризующих предложенное опорное кольцо поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона, отличительными являются:Among the essential features that characterize the proposed supporting ring of the draft gear of the automatic coupler of railway transport and subway cars made of a composite polymeric antifriction material based on poly(arylene ether ketone), the following are distinctive:
- выполнение опорного кольца из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона, выбранного из группы полиэфиркетон, или полиэфирэфиркетон, или полиэфиркетонкетон, или полиэфирэфиркетонкетон, или полиэфиркетонэфиркетонкетон,- execution of the support ring from a composite polymeric antifriction material based on poly(arylene ether ketone) selected from the group of poly ether ketone, or poly ether ketone, or poly ether ketone, or poly ether ketone ketone, or poly ether ketone ether keton ketone,
- выбор следующего количественного содержания компонентов, мас. %:- the choice of the following quantitative content of components, wt. %:
- использование углеродного волокна композиционного полимерного антифрикционного материала в виде резаного жгута или в виде резаной нити, а также использование стекловолокна в виде резаной нити,- the use of carbon fiber composite polymeric antifriction material in the form of a cut bundle or in the form of a cut thread, as well as the use of fiberglass in the form of a cut thread,
- выбор длины резаного жгута или резаной нити углеродного волокна и резаной нити стекловолокна от 1 мм до 60 мм.- Choice of the length of the cut rope or cut carbon fiber and cut glass fiber from 1 mm to 60 mm.
- выполнение опорного кольца с наружным диаметром 180-220 мм, с внутренним диаметром 170-210 мм и толщиной 30-70 мм.- execution of a support ring with an outer diameter of 180-220 mm, with an inner diameter of 170-210 mm and a thickness of 30-70 mm.
Экспериментальные и практические испытания предложенных опорных колец поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро, изготовленных из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона, в составе поглощающего аппарата АПЭ-95-УВЗ показали их высокую эффективность. Было установлено, что предложенные опорные кольца поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро, изготовленные из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона обеспечили повышение степени защиты конструкции вагонов от воздействия знакопеременных нагрузок на поверхности трения опорное кольцо - корпус поглощающего аппарата, обеспечили в процессе эксплуатации повышенную на 17-21% работоспособность поглощающего аппарата, обеспечили надежную защиту от действия продольных сил и ускорений вагонов с грузами высокой стоимости и чувствительных к динамическим нагрузкам при скорости соударения вагонов 12-14 км/ч. Кроме того, обеспечено сохранение разрушающего напряжение при изгибе на уровне 177-200 МПа, обеспечено повышение разрушающего напряжения при сжатии до 194-218 МПа, обеспечено повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза до 70-74 кДж/м2, обеспечено повышение на 17-21% срока службы в паре трения по стали 40Х, сохранение коэффициента трения в паре трения по стали 40Х с твердостью 32-38 HRC без смазки на уровне 0,11-0,13 и стабильности коэффициента трения на уровне 0,89-0,92, а также сохранение износа на уровне 1×10-7 - 7×10-8 мкм/км. при интервале эксплуатационных температур от минус 60°С до плюс 80°С.Experimental and practical tests of the proposed support rings of the draft gear of the automatic coupler of railway transport and subway cars, made of a composite polymeric antifriction material based on poly(aryleneetherketone), as part of the draft gear APE-95-UVZ showed their high efficiency. It was found that the proposed support rings of the draft gear of the automatic coupler of railway transport and subway cars, made of a composite polymeric antifriction material based on poly(arylene ether ketone), provided an increase in the degree of protection of the structure of the cars from the effects of alternating loads on the friction surface of the support ring - the body of the draft gear, provided during operation increased by 17-21% of the efficiency of the draft gear, provided reliable protection against the action of longitudinal forces and accelerations of cars with high-value goods and sensitive to dynamic loads at a car impact speed of 12-14 km/h. In addition, the breaking stress in bending is maintained at the level of 177-200 MPa, the breaking stress in compression is increased to 194-218 MPa, the Charpy impact strength on samples without notch is increased to 70-74 kJ/m 2 , the increase is 17-21% of the service life in a friction pair on steel 40X, maintaining the coefficient of friction in a friction pair on steel 40X with a hardness of 32-38 HRC without lubrication at the level of 0.11-0.13 and the stability of the friction coefficient at the level of 0.89-0 ,92, as well as maintaining wear at the level of 1×10 -7 - 7×10 -8 µm/km. at operating temperature range from minus 60°С to plus 80°С.
В таблице 1 представлены составы предложенного опорного кольца поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона, использованных для изготовления опорных колец, а в таблице 2 показаны их штатные механические характеристики и характеристики трения.Table 1 shows the compositions of the proposed support ring for the draft gear of the automatic coupler of railway transport and subway cars made of a composite polymeric antifriction material based on poly(arylene ether ketone) used for the manufacture of support rings, and table 2 shows their regular mechanical and friction characteristics.
Исследования ударной вязкости проводилось на маятниковом копре по методу Шарпи на образцах типа 2 без надреза по ГОСТ 4647-80. Исследование характеристик трения (характеристики трибологии) предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта проводились на машине трения УМТ2168.Impact strength studies were carried out on a pendulum impact tester using the Charpy method on type 2 specimens without a notch according to GOST 4647-80. The study of the friction characteristics (tribology characteristics) of the proposed bushings of the lever brake system of rail transport was carried out on a UMT2168 friction machine.
Технология изготовления изделий из предложенного композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полиариленэфиркетона с рабочими поверхностями скольжения не требует для своего использования специфического технологического оборудования и включает в себя литье под давлением в литьевой машине изделий заданных геометрических форм.The technology for manufacturing products from the proposed composite polymeric antifriction material based on poly(aryleneetherketone) with working sliding surfaces does not require specific technological equipment for its use and includes injection molding in an injection molding machine of products of given geometric shapes.
Предложенное опорное кольцо поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспорта и вагонов метро просто в понимании и не требует для своей иллюстрации предоставления чертежа.The proposed supporting ring of the draft gear of the automatic coupler of railway transport and subway cars is easy to understand and does not require the provision of a drawing for its illustration.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127348A RU2767386C1 (en) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | Absorber support ring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127348A RU2767386C1 (en) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | Absorber support ring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2767386C1 true RU2767386C1 (en) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021127348A RU2767386C1 (en) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | Absorber support ring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767386C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114874022A (en) * | 2022-06-01 | 2022-08-09 | 内蒙古中晶科技研究院有限公司 | Method for preparing carbon support ring from carbon fiber preform |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4999394A (en) * | 1987-02-13 | 1991-03-12 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Material for retainers of tapered roller bearings |
WO1993013174A1 (en) * | 1991-12-24 | 1993-07-08 | T&N Technology Limited | Bearing material |
RU2581889C1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-04-20 | Сергей Васильевич Моторин | Support ring of absorbing device of railway and metro car automatic coupler made of composite polymer antifriction material based on polyamide |
RU2711046C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
-
2021
- 2021-09-17 RU RU2021127348A patent/RU2767386C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4999394A (en) * | 1987-02-13 | 1991-03-12 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Material for retainers of tapered roller bearings |
WO1993013174A1 (en) * | 1991-12-24 | 1993-07-08 | T&N Technology Limited | Bearing material |
RU2581889C1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-04-20 | Сергей Васильевич Моторин | Support ring of absorbing device of railway and metro car automatic coupler made of composite polymer antifriction material based on polyamide |
RU2711046C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114874022A (en) * | 2022-06-01 | 2022-08-09 | 内蒙古中晶科技研究院有限公司 | Method for preparing carbon support ring from carbon fiber preform |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2499921C1 (en) | Sleeve of braking leverage system of rail transport | |
RU2767386C1 (en) | Absorber support ring | |
Kim et al. | A study on crushing behaviors of composite circular tubes with different reinforcing fibers | |
RU2616113C1 (en) | Sleeve of the rail transport brake lever system | |
CN109372916A (en) | A kind of preparation method of ceramics enhancing carbon/carbon compound material brake disc | |
RU2441787C1 (en) | Bush for lever brake system of rail transport | |
RU2522106C1 (en) | Polyamide-based composite polymer antifriction material | |
RU2711046C1 (en) | Rail lever braking system bushing | |
DE10164056B4 (en) | Equipment for carbon dioxide refrigeration and air conditioning | |
RU2559454C1 (en) | Composite polymer antifriction polyamide-based material | |
RU2581889C1 (en) | Support ring of absorbing device of railway and metro car automatic coupler made of composite polymer antifriction material based on polyamide | |
RU2711045C1 (en) | Rail lever braking system bushing | |
RU2482342C1 (en) | Sleeve of braking leverage system of rail transport | |
RU2711044C1 (en) | Rail lever braking system bushing | |
RU2616028C1 (en) | Polyphenylene sulfide-based composite polymer antifriction material | |
RU2595135C1 (en) | Friction insert of absorbing apparatus of railway and metro car automatic coupler made of composite polymer antifriction material | |
RU2771634C1 (en) | Gasket for thrust bearing seat of over-spring beam of trolley of freight and passenger car and subway car, made of composite polymer antifriction material based on polyamide | |
RU100986U1 (en) | RAIL TRAILER LEVER BUSHING | |
RU2298707C1 (en) | Bushing for lever braking system of rail transport | |
CN106594133A (en) | Metal inlay-free brake pad and production process thereof | |
RU92397U1 (en) | SHOCK ENERGY DISPOSAL DEVICE FOR RAILWAY VEHICLE | |
CN1284826C (en) | Polymer composite material slant wedge friction board for railroad cargo vehicle | |
RU2376507C1 (en) | Manufacturing method of antifriction double-layer self-centering bushings from polymeric composite materials | |
RU2270845C9 (en) | Composite polymeric fibrous material with antifriction properties (options) | |
RU2669802C1 (en) | Solid antifriction element for lubrication of locomotive wheels |