RU2799951C1 - Фрикционный элемент тормозной колодки для железнодорожного транспортного средства и тормозная колодка - Google Patents

Abstract

Заявляемое изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава, например колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, метрополитена и т.д. Фрикционный элемент тормозной колодки включает основной массив фрикционного элемента, сформированный из композиции с коэффициентом теплопроводности от 3.5 до 25 Вт/(м⋅К), включающей металлический порошок. В теле фрикционного элемента установлена по меньшей мере одна проволочная сетка, выполненная из материала с коэффициентом теплопроводности выше коэффициента теплопроводности фрикционного элемента, расположенная таким образом, что обеспечена возможность контакта торца сетки с контактной поверхностью колеса, при объеме металлических включений в виде сетки и металлического порошка в теле фрикционного элемента от 5 до 30% об. объема фрикционного элемента. Технический результат – повышение прочности фрикционного элемента при одновременном улучшении теплоотвода от поверхности катания железнодорожного колеса. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

Description

Заявляемое изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава, например колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, метрополитена и т.д.

Известна тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, описанная в патенте RU 2319872 C1, содержащая металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, одну или несколько абразивных фрикционных вставок и опорный слой, размещенный между полимерным композиционным фрикционным элементом и металлическим каркасом. Опорный слой размещен между полимерным композиционным фрикционным элементом и абразивной фрикционной вставкой или абразивными фрикционными вставками, или между полимерным композиционным фрикционным элементом и частью поверхности абразивной фрикционной вставки или частью поверхностей абразивных фрикционных вставок.

Данное решение позволяет отводить тепло от поверхности катания ж/д колеса. Между тем, такая конструкция не позволяет повысить прочность фрикционного элемента и имеет низкий дополнительный теплоотвод от поверхности катания ж/д колеса, обеспечиваемый вставками, что повышает вероятность термомеханического повреждения контактной поверхности.

Задачей, на которую направлено заявленное изобретение, является создание колодки, позволяющей устранить вышеперечисленные недостатки. При этом достигаются такие технические результаты как повышение прочности фрикционного элемента при одновременном улучшении теплоотвода от поверхности катания ж/д колеса.

Заявленный технический результат достигается фрикционным элементом тормозной колодки для железнодорожного транспортного средства, включающей основной массив фрикционного элемента, сформированный из композиции с коэффициентом теплопроводности от 3.5 до 40 Вт/(м·К), включающей металлический порошок. Согласно изобретению в теле фрикционного элемента установлена по меньшей мере одна проволочная сетка, выполненная из материала с коэффициентом теплопроводности выше коэффициента теплопроводности фрикционного элемента, расположенная таким образом, что обеспечена возможность контакта торца сетки с контактной поверхностью колеса, при объеме металлических включений в виде сетки и металлического порошка в теле фрикционного элемента от 5 до 30% об объема фрикционного элемента.

Площадь контактной поверхности сетки с поверхностью колеса составляет не более 20% от рабочей поверхности фрикционного элемента.

Размеры ячеек сетки обеспечивают проникновение через них материала фрикционного элемента при его формировании.

В центральной части со стороны контактной поверхности в теле фрикционного элемента выполнена выемка.

Установлено по одной сетке с каждой стороны от выемки.

В каждой части фрикционного элемента, образованной выемкой, расположена вставка из иного материала, чем фрикционный, и установлено по две сетки с каждой стороны от указанной вставки.

Заявленный технический результат также достигается тормозной колодкой для железнодорожного транспортного средства, включающей каркас с фрикционным элементом, причем основной массив фрикционного элемента, сформирован из композиции с коэффициентом теплопроводности от 3.5 до 40 Вт/(м·К), включающей металлический порошок. Согласно изобретению в теле фрикционного элемента установлена по меньшей мере одна проволочная сетка, выполненная из материала с коэффициентом теплопроводности выше коэффициента теплопроводности фрикционного элемента, расположенная таким образом, что обеспечена возможность контакта торца сетки с контактной поверхностью колеса, при объеме металлических включений в виде сетки и металлического порошка в теле фрикционного элемента от 5 до 20% об объема фрикционного элемента.

Площадь контактной поверхности сетки с поверхностью колеса составляет не более 20% от рабочей поверхности фрикционного элемента.

Размеры ячеек сетки обеспечивают проникновение через них материала фрикционного элемента при его формировании.

В центральной части со стороны контактной поверхности в теле фрикционного элемента выполнена выемка.

Установлено по одной сетке с каждой стороны от выемки.

В каждой части фрикционного элемента, образованной выемкой, расположена вставка из иного материала, чем фрикционный, и установлено по две сетки с каждой стороны от указанной вставки.

Осуществляют изобретение следующим образом.

Формирование фрикционного элемента осуществляют на металлическом каркасе с целью его закрепления на нем одной операцией, например, методом прессования и спекания. Для технологичности производства перед формированием фрикционного элемента к каркасу крепят сетку, например, стальную, таким образом, что при работе колодки обеспечена возможность контакта торца сетки с контактной поверхностью колеса. Однако возможно формирование фрикционного элемента с сеткой и без закрепления ее на каркасе.

За счет ячеек сетки обеспечивается армирование тела фрикционного элемента, а за счет материала сетки, имеющего больший коэффициент теплопроводности, чем материал фрикционного элемента, одновременно улучшается теплоотвод от поверхности катания ж/д колеса.

Следует учитывать, что объем металлических включений в виде сетки и металлического порошка (в том числе под металлическим порошком в рамках настоящей заявки понимается также смесь различных металлических порошков) в теле фрикционного элемента должен составлять от 5 до 30% об объема фрикционного элемента. В противном случае резко снижаются тормозные характеристики при превышении 30% или становится не принципиальной функция теплоотвода при менее 5%.

Желательно, что бы площадь контактной поверхности сетки с поверхностью колеса составляла не более 20% от рабочей поверхности фрикционного элемента.

Желательно, чтобы размеры ячеек сетки обеспечивали проникновение через них материала фрикционного элемента при его формировании. Это позволит надежно закрепить сетку в теле фрикционного элемента не только за счет адгезии, но и механически.

Наиболее эффективной для достижения заявленных результатов является следующая конструкция.

Формирование фрикционного элемента осуществляют на металлическом каркасе с целью его закрепления на нем одной операцией. Перед формированием фрикционного элемента к каркасу крепят две вставки по разные стороны от выемки, которую формируют в теле фрикционного элемента для обеспечения плотности прилегания к телу колеса. С каждой стороны от указанных вставок устанавливают по сетке. Таким образом в теле фрикционного элемента будут установлены четыре элемента, например, из стальной проволочной сетки, причем указанные сетки расположены с каждой стороны от вставок и установлены таким образом, что торец сеток направлен в сторону рабочей поверхности фрикционного элемента и тем самым обеспечена возможность контакта торца сетки с контактной поверхностью колеса для отвода тепла внутрь фрикционного элемента.

Такая компоновка позволяет сохранить преимущества известного решения и дополнить его преимуществами заявленного изобретения, сделав упрочнение тела фрикционного элемента в ослабленных местах и одновременно создать в этих местах элементы теплоотвода.

Заявленное изобретение можно изготовить известными методами.

Claims (7)

1. Фрикционный элемент тормозной колодки для железнодорожного транспортного средства, включающий основной массив фрикционного элемента, сформированный из композиции с коэффициентом теплопроводности от 3.5 до 40 Вт/(м⋅К), включающей металлический порошок, отличающийся тем, что в теле фрикционного элемента установлена по меньшей мере одна проволочная сетка, выполненная из материала с коэффициентом теплопроводности выше коэффициента теплопроводности фрикционного элемента, расположенная таким образом, что обеспечена возможность контакта торца сетки с контактной поверхностью колеса, при объеме металлических включений в виде сетки и металлического порошка в теле фрикционного элемента от 5 до 30% об. объема фрикционного элемента.

2. Фрикционный элемент по п.1, отличающийся тем, что площадь контактной поверхности сетки с поверхностью колеса составляет не более 20% от рабочей поверхности фрикционного элемента.

3. Фрикционный элемент по п.1, отличающийся тем, что размеры ячеек сетки обеспечивают проникновение через них материала фрикционного элемента при его формировании.

4. Фрикционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в центральной части со стороны контактной поверхности в теле фрикционного элемента выполнена выемка.

5. Фрикционный элемент по п.4, отличающийся тем, что установлено по одной сетке с каждой стороны от выемки.

6. Фрикционный элемент по п.4, отличающийся тем, что в каждой части фрикционного элемента, образованной выемкой, расположена вставка из иного материала, чем фрикционный, и установлено по две сетки с каждой стороны от указанной вставки.

7. Тормозная колодка для железнодорожного транспортного средства, включающая каркас с фрикционным элементом по п.1.