RU56520U1

RU56520U1 - RAILWAY VEHICLE BRAKE SHOES (OPTIONS)

Info

Publication number: RU56520U1
Application number: RU2006111288/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Ворончихин; Игорь Андреевич Налев; Владимир Николаевич Бычков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов", ОАО "ФРИТЕКС"
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к тормозным устройствам, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств.The utility model relates to brake devices, namely, brake pads of railway vehicles.

1. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и твердую вставку. Колодка снабжена двумя плоскими термоизоляционными элементами, расположенными по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом и перекрывающими их зону контакта внутри колодки по ширине и высоте колодки.1. The brake pad of a railway vehicle comprises a metal frame, a composite friction element and a solid insert. The block is equipped with two flat heat-insulating elements located on both sides of the insert between the insert and the friction element and overlapping their contact area inside the block along the width and height of the block.

2. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит металлический каркас, фрикционный элемент и твердую вставку. Колодка дополнительно снабжена открытыми пазами, расположенными по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом и перекрывающими их зону контакта внутри колодки по ширине и высоте колодки. 2. н.п.ф. 2. фиг.2. The brake pad of a railway vehicle comprises a metal frame, a friction element and a solid insert. The pad is additionally equipped with open grooves located on both sides of the insert between the insert and the friction element and overlapping their contact zone inside the pad along the width and height of the pad. 2. n.p.f. 2. FIG.

Description

Заявляемая полезная модель относится к тормозным устройствам, а именно, к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств.The inventive utility model relates to brake devices, namely, to brake pads of railway vehicles.

Известны тормозные чугунные колодки, в том числе с металлическим каркасом, выпускаемые по ГОСТ 1205-73 «Колодки чугунные тормозные для вагонов и тендеров железных дорог. Конструкция и основные размеры».Known cast iron brake pads, including those with a metal frame, manufactured according to GOST 1205-73 "Cast-iron brake pads for railroad cars and tenders. Design and main dimensions. ”

Указанные колодки оказывают положительное воздействие на поверхность качения колеса, однако они имеют низкий коэффициент трения и при эксплуатации обеспечивают низкую эффективность торможения, а следовательно, требуют больших усилий натяжения рычажной передачи при торможении, не обеспечивают бесшумного и плавного торможения поезда, имеют большой вес (16 кг), высокий износ и высокую стоимость.These pads have a positive effect on the rolling surface of the wheel, however, they have a low coefficient of friction and during operation provide low braking performance, and therefore require high tension of the lever gear during braking, do not provide silent and smooth braking of the train, have a large weight (16 kg ), high wear and high cost.

Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое и имеет общий с ним существенный признак «тормозная колодка».The known technical solution is used for the same purpose as the claimed one and has a common essential attribute “brake shoe” with it.

Известна тормозная композиционная колодка, содержащая фрикционный элемент и металлический (стальной) каркас. (Б.А.Ширяев «Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов», Москва, Химия, 1982 г. (стр.9-11, 13, 70).Known brake composite pad containing a friction element and a metal (steel) frame. (B.A. Shiryaev “Production of brake pads from composite materials for railway cars”, Moscow, Chemistry, 1982 (pp. 9-11, 13, 70).

Металлический каркас состоит из одной детали - основной полосы, а иногда из двух деталей: основной полосы и приваренной к ней по внутренней стороне усиленной пластины. Основная полоса каркаса имеет внешний криволинейный контур по периметру готовой колодки, а в центре П-образный или полукруглый выступ, образующий центральную бобышку. Центральная бобышка каркаса снабжена отверстиями под чеку (металлическую скобу). На основной пластине каркаса расположены также две боковые бобышки, служащие направляющими для чеки. Центральная The metal frame consists of one part - the main strip, and sometimes two parts: the main strip and the reinforced plate welded to it on the inside. The main strip of the frame has an external curved contour around the perimeter of the finished block, and in the center is a U-shaped or semicircular protrusion that forms the central boss. The central boss of the frame is equipped with holes for the pin (metal bracket). On the main plate of the frame are also two side bosses serving as guides for the check. Central

бобышка служит для крепления тормозной колодки в тормозном башмаке посредством чеки, а направляющие (боковые бобышки) упрощают монтаж чеки.the boss serves for fastening the brake pads in the brake shoe by means of checks, and the guides (side bosses) simplify the mounting of checks.

Усилительная пластина применяется для придания дополнительной жесткости каркасу и повышения надежности крепления каркаса с фрикционным элементом.The reinforcing plate is used to give additional rigidity to the frame and increase the reliability of mounting the frame with a friction element.

Усилительная пластина снабжена отверстиями для приваривания к основной полосе, а также для затекания фрикционной смеси при формовании с целью повышения крепления с фрикционным элементом.The reinforcing plate is provided with holes for welding to the main strip, as well as for flowing the friction mixture during molding in order to increase the fastening with the friction element.

На основной полосе также могут вырубаться отверстия и/или, полуотверстия с отгибанием невырубленной части отверстий внутрь колодки с получением шипов для затекания в отверстия фрикционной массы при формовании и улучшении крепления с фрикционным элементом.Holes and / or half-holes can also be cut out on the main strip with bending of the non-cut out part of the holes inside the block with obtaining spikes for flowing into the holes of the friction mass during molding and improving the fastening with the friction element.

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 the brake composite 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 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.

Существенные признаки тормозной композиционной колодки «фрикционный элемент», металлический каркас в виде «изогнутой основной полосы с П-образным или полукруглым выступом, образующим центральную бобышку, снабженную отверстиями под чеку и боковые бобышки» - направляющие для чеки, а также «усилительная пластина», Salient features of a friction element brake pad, a metal frame in the form of a “curved main strip with a U-shaped or semicircular protrusion, forming a central boss, provided with holes for a check and side bosses” - guides for the check, as well as “reinforcing plate”,

приваренная к внутренней стороне основной полосы являются общими с существенными признаками заявляемой полезной модели.welded to the inside of the main strip are common with the essential features of the claimed utility model.

Наиболее близким аналогом заявляемой колодки является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по заявке №2005133046/22(037001) от 26.10.2005 (решение о выдаче патента на полезную модель от 16.01.2006).The closest analogue of the claimed block is the brake shoe of a railway vehicle according to the application No. 2005133046/22 (037001) dated 10.26.2005 (decision on the grant of a patent for a utility model dated 01.16.2006).

Рассматриваемая тормозная колодка содержит металлический стальной каркас, композиционный фрикционный элемент и твердую вставку из чугуна. Металлический каркас состоит из одной детали - основной полосы и имеет П-образный выступ, образующий центральную бобышку. По обеим сторонам П-образного выступа, за ним с внутренней стороны основной полосы к ней приварена по ширине колодки твердая вставка из чугуна, представляющая в продольном сечении колодки трапециидальную форму.The brake pad in question contains a metal steel frame, a composite friction element and a solid cast iron insert. The metal frame consists of one part - the main strip and has a U-shaped protrusion forming a central boss. On both sides of the U-shaped protrusion, behind it from the inside of the main strip, a solid insert made of cast iron is welded to it along the width of the block, representing a trapezoidal shape in the longitudinal section of the block.

Существенные признаки известной колодки «металлический каркас», «композиционный фрикционный элемент» и «твердая вставка» являются общими с существенными признаками заявляемой полезной модели.The essential features of the well-known block "metal frame", "composite friction element" and "solid insert" are common with the essential features of the claimed utility model.

Колодка по наиболее близкому аналогу обеспечивает сохранение поверхности качения колеса, а следовательно, повышенный срок службы колеса при сохранении повышенного срока службы колодок, а также обеспечивает стабильность и эффективность торможения при обычных и тяжелых условиях эксплуатации.The block according to the closest analogue ensures the preservation of the rolling surface of the wheel, and therefore, the increased service life of the wheel while maintaining the increased service life of the pads, and also provides stability and braking efficiency under normal and severe operating conditions.

Однако рассматриваемая по наиболее близкому аналогу тормозная колодка имеет недостатки.However, considered by the closest analogue brake pad has disadvantages.

Уже в процессе изготовления (вулканизации и термообработки) тормозной колодки в теле фрикционного композиционного элемента возникают термические трещины. При эксплуатации колодки происходит постепенное обгорание фрикционного композиционного элемента, примыкающего к чугунной вставке. Это снижает надежность колодки. Основной причиной дефектов является значительная разница физико-механических свойств чугуна и композиционного материала, прежде всего Already in the manufacturing process (vulcanization and heat treatment) of the brake pad, thermal cracks appear in the body of the friction composite element. During the operation of the block, the friction composite element adjacent to the cast-iron insert gradually burns out. This reduces the reliability of the pads. The main cause of defects is a significant difference in the physicomechanical properties of cast iron and composite material, primarily

термостойкости, теплопроводности, теплопередачи, расширения при нагревании, прочности и других.heat resistance, heat conductivity, heat transfer, expansion when heated, strength and others.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности колодки изменением ее конструкции для повышения термостойкости путем предотвращения возникновения термических трещин в теле фрикционного элемента и его обгорания в месте контакта с чугунной вставкой при изготовлении и эксплуатации.The task to which the claimed utility model is directed is to increase the reliability of the block by changing its design to increase heat resistance by preventing thermal cracks in the body of the friction element and its burning at the point of contact with the cast iron insert during manufacture and operation.

Для решения поставленной задачи применяют тормозную колодку, содержащую композиционный фрикционный элемент, металлический каркас с выступом в центральной части и твердую вставку. Вставка в продольном сечении обычно может иметь форму прямоугольника, квадрата, трапеции с прямым или радиусными основаниями или другую форму. Поперечное сечение вставки имеет форму, не отличающуюся от формы колодки в поперечном сечении, но обычно имеющую чуть меньшую ширину и высоту. Вставка выполнена из твердого металла, предпочтительно чугуна, и крепится к каркасу по двум сторонам выступа с помощью сварки.To solve this problem, a brake shoe is used that contains a composite friction element, a metal frame with a protrusion in the central part and a solid insert. The insert in the longitudinal section can usually be in the form of a rectangle, square, trapezoid with straight or radial bases, or another shape. The cross section of the insert has a shape that does not differ from the shape of the block in cross section, but usually having a slightly smaller width and height. The insert is made of solid metal, preferably cast iron, and is attached to the frame on two sides of the protrusion by welding.

Вариантом заявляемой колодки является колодка, дополнительно снабженная двумя плоскими термоизоляционными элементами, расположенными по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом и перекрывающими их зону контакта внутри колодки по ширине и высоте колодки. Элементы выполнены из материала, имеющего более высокую термостойкость, меньшую теплопроводность и меньшую прочность, чем фрикционный элемент и материал вставки (термические асбестовый и безасбестовый картон и бумага, слюда, и другие материалы).A variant of the claimed block is a block, additionally equipped with two flat heat-insulating elements located on both sides of the insert between the insert and the friction element and overlapping their contact zone inside the block in width and height of the block. The elements are made of a material having higher heat resistance, lower thermal conductivity and lower strength than the friction element and the insert material (thermal asbestos and asbestos-free cardboard and paper, mica, and other materials).

Другим вариантом заявляемой колодки является колодка, выполненная со специальными открытыми пазами, заполненные воздухом. Пазы расположены по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом и перекрывают их зону контакта внутри колодки по ширине и высоте колодки.Another option of the claimed block is a block made with special open grooves filled with air. The grooves are located on both sides of the insert between the insert and the friction element and overlap their contact area inside the block in width and height of the block.

Паз формируют специальные пластины. Пластины изготавливают из металла, обработанного с обеих сторон специальными веществами, исключающими прилипание или приформовывание их к фрикционному элементу (например, стеаратом кальция). Такие пластины вынимают из колодки при изготовлении, после термообработки. Пластины могут быть также изготовлены из материала, имеющего значительно меньшую термостойкость и прочность, чем твердая вставка и фрикционный элемент (например, полиграфическая бумага или упаковочный картон). Такие пластины выгорают в процессе эксплуатации колодки и также образуют паз между вставкой и фрикционным элементом.The groove is formed by special plates. The plates are made of metal treated on both sides with special substances that prevent them from sticking or shaping to a friction element (for example, calcium stearate). Such plates are removed from the pads during manufacture, after heat treatment. The plates can also be made of a material having significantly lower heat resistance and strength than a solid insert and a friction element (for example, printing paper or packaging cardboard). Such plates burn out during the operation of the pads and also form a groove between the insert and the friction element.

Существенные признаки заявляемой тормозной колодки «два плоских термоизоляционных элемента» и «два открытых паза», которые «расположены по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом и перекрывающими их зону контакта внутри колодки по ширине и высоте колодки» являются отличительными от существенных признаков наиболее близкого аналога.The essential features of the claimed brake pads “two flat thermally insulating elements” and “two open grooves”, which are “located on both sides of the insert between the insert and the friction element and overlapping their contact area inside the pads in width and height of the pads” are distinguishing from the essential features of the most close analogue.

Технология изготовления колодки несложная и предусматривает следующие этапы:The manufacturing technology of the pads is simple and involves the following steps:

- изготовление (отливка) чугунной вставки;- manufacturing (casting) of a cast iron insert;

- изготовление (штамповка) стального каркаса;- manufacturing (stamping) of a steel frame;

- приваривание вставки к каркасу;- welding the insert to the frame;

- изготовление фрикционной композиционной смеси;- manufacturing a friction composite mixture;

- укладка в пресс-форму металлического каркаса с приваренной вставкой, термоизоляционных элементов или специальных пластин и навески фрикционной композиционной смеси;- laying in a mold of a metal frame with a welded-in insert, heat-insulating elements or special plates and a portion of the friction composite mixture;

- формование колодки в пресс-форме под давлением с последующей вулканизацией;- forming the pads in the mold under pressure followed by vulcanization;

- выемка специальных стальных пластин в случае их применения.- excavation of special steel plates in case of their application.

На фиг.1 представлена тормозная колодка, снабженная дополнительными термоизоляционными элементами, где:Figure 1 presents the brake pad, equipped with additional thermal insulation elements, where:

1 - металлический каркас,1 - metal frame

2 - выступ,2 - ledge,

3 - отверстие под чеку,3 - a hole for the pin,

4 - полимерный фрикционный элемент,4 - polymer friction element,

5 - твердая вставка,5 - solid insert

6 - место сварки каркаса и вставки,6 - the place of welding of the frame and insert,

7 - термоизоляционные элементы.7 - thermal insulation elements.

На фиг.2 представлена заявляемая тормозная колодка, снабженная специальным пазом для равномерного распределения тепла, где:Figure 2 presents the inventive brake pad, equipped with a special groove for uniform distribution of heat, where:

1 - металлический каркас,1 - metal frame

2 - выступ,2 - ledge,

3 - отверстие под чеку,3 - a hole for the pin,

5 - твердая вставка,5 - solid insert

7 - открытые пазы.7 - open grooves.

Выполнение тормозной колодки с плоскими термоизоляционными элементами или со специальными пазами, заполненными воздухом, позволяет уменьшить передачу тепла от чугунной вставки к фрикционному элементу и, следовательно, уменьшить температуру в зоне контакта вставки и фрикционного элемента, что исключает возникновение термических трещин уже на стадии изготовления колодки и обгорание фрикционного элемента в процессе эксплуатации. Тем самым заявляемое техническое решение позволяет значительно повысить надежность конструкции тормозной колодки.The implementation of the brake pads with flat heat-insulating elements or with special grooves filled with air, allows to reduce the heat transfer from the cast iron insert to the friction element and, therefore, to reduce the temperature in the contact zone of the insert and the friction element, which eliminates the occurrence of thermal cracks already at the stage of manufacture of the block and burning of the friction element during operation. Thus, the claimed technical solution can significantly improve the reliability of the design of the brake pads.

Claims

1. The brake pad of a railway vehicle, comprising a metal frame with a protrusion in its central part, a composite friction element and a solid insert, characterized in that the pad is provided with two flat heat-insulating elements located on both sides of the insert between the insert and the friction element and overlapping them the contact area inside the shoe in the width and height of the shoe.

2. The brake pad of a railway vehicle containing a metal frame with a protrusion in its central part, a composite friction element and a solid insert, characterized in that the pad is additionally provided with open grooves located on both sides of the insert between the insert and the friction element and overlapping their area contact inside the shoe in the width and height of the shoe.