RU94652U1 - BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION - Google Patents
BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION Download PDFInfo
- Publication number
- RU94652U1 RU94652U1 RU2010104880/22U RU2010104880U RU94652U1 RU 94652 U1 RU94652 U1 RU 94652U1 RU 2010104880/22 U RU2010104880/22 U RU 2010104880/22U RU 2010104880 U RU2010104880 U RU 2010104880U RU 94652 U1 RU94652 U1 RU 94652U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- working surface
- wheel
- composite
- block
- Prior art date
Links
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
1. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, содержащая, по меньшей мере, однослойный композиционный фрикционный элемент и, по крайней мере, одну фрикционную абразивную вставку, заглубленную в композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки, отличающаяся тем, что величина заглубления вставки составляет от 0,2 до 1,2% значения номинального радиуса рабочей поверхности колодки. ! 2. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что вставка выполнена из высокопрочного или ковкого чугуна, а отношение площади рабочей поверхности вставки к общей площади рабочей поверхности колодки составляет от 4 до 20%. ! 3. Тормозная колодка по п.1, отличающаяся тем, что между рабочей поверхностью композиционного фрикционного слоя и рабочим торцом вставки расположен прирабатываемый слой, материал которого имеет фрикционные свойства, близкие к фрикционным свойствам колодки со вставкой, а износостойкость меньшую, чем у композиционного фрикционного элемента. 1. A brake shoe of a railway rolling stock comprising at least a single-layer composite friction element and at least one friction abrasive insert embedded in the composite friction element from the side of the working surface of the block, characterized in that the insertion depth is from 0 , 2 to 1.2% of the nominal radius of the working surface of the pads. ! 2. The brake shoe according to claim 1, characterized in that the insert is made of ductile or ductile iron, and the ratio of the area of the working surface of the insert to the total area of the working surface of the block is from 4 to 20%. ! 3. The brake shoe according to claim 1, characterized in that between the working surface of the composite friction layer and the working end of the insert is a run-in layer, the material of which has frictional properties close to the frictional properties of the pad with the insert, and the wear resistance is lower than that of the composite friction element .
Description
Заявляемая полезная модель относится к колодочным тормозным устройствам, а именно, к тормозным устройствам железнодорожных транспортных средств, а также, например, вагонов метрополитена.The inventive utility model relates to shoe braking devices, namely, to the braking devices of railway vehicles, as well as, for example, subway cars.
Под действием пневмоцилиндра, через рычажную передачу, тормозная колодка, соприкасающаяся своей тыльной поверхностью с поверхностью тормозного башмака и соединенная с ним, прижимается с установленным усилием своей рабочей поверхностью к поверхности катания колеса в результате чего происходит торможение. Таким образом, конструкция колодочного тормоза основана на использовании поверхности катания колеса в паре трения с тормозной колодкой, что оказывает очищающее и полирующее воздействие на поверхность катания колеса, но и вызывает ее износ.Under the influence of the pneumatic cylinder, through the lever transmission, the brake shoe, which contacts its rear surface with the surface of the brake shoe and is connected to it, is pressed with a set force by its working surface to the wheel surface, as a result of which braking occurs. Thus, the design of the shoe brake is based on the use of the wheel's skating surface in a pair of friction with the brake shoe, which has a cleaning and polishing effect on the wheel's skating surface, but also causes its wear.
Известны чугунные тормозные колодки, выпускаемые по ГОСТ 1205-73 «Колодки чугунные тормозные для вагонов и тендеров железных дорог. Конструкция и основные размеры».Known cast-iron brake pads produced according to GOST 1205-73 "Cast-iron brake pads for cars and tenders of railways. Design and main dimensions. ”
Однако чугунные колодки имеют небольшой срок службы, большой вес, низкий коэффициент трения, требуют большого усилия прижатия к колесу при торможении - до 30 кН и практически не используются при скорости движения вагонов выше 120 км/час.However, cast-iron pads have a short service life, high weight, low coefficient of friction, require a lot of pressure to the wheel during braking - up to 30 kN and are practically not used when the speed of the cars exceeds 120 km / h.
Наиболее широкое распространение получили высокофрикционные тормозные композиционные колодки, используемые большей частью для вагонов, обеспечивающие более высокую эффективность торможения, больший срок службы и большие скорости движения вагонов, чем чугунные колодки. Коэффициент трения у данных колодок в 2 - 2,5 раза больше чем у чугунных, поэтому усилие прижатия их к колесу при торможении не превышает 20 кН, что в 1,5 раза меньше чем у чугунных колодок.The most widespread are high-friction brake composite pads, which are used mainly for cars, providing higher braking performance, longer service life and greater speed of movement of cars than cast-iron pads. The friction coefficient of these pads is 2 - 2.5 times greater than that of cast iron, so the force of pressing them to the wheel during braking does not exceed 20 kN, which is 1.5 times less than that of cast iron pads.
В книге Б.А.Ширяев «Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов» (М. Химия, 1982 г. стр.8-14; 67-76) схематично изображены и описаны различные конструкции тормозных колодок со стальным каркасом (штампованным из полосы и сетчато-проволочным), их основные размеры и технологии изготовления.In the book of B.A.Shiryaev “Production of brake pads from composite materials for railway cars” (M. Chemistry, 1982, pp. 8-14; 67-76), various designs of brake pads with a steel frame (stamped from stripes and wire mesh), their main sizes and manufacturing techniques.
Известна тормозная колодка железнодорожного транспортного средства (варианты) по патенту РФ №76881 на полезную модель. Прототипом этой колодки является известное из уровня техники решение, а именно, колодки тормозные композиционные с сетчато-проволочным каркасом для железнодорожных вагонов 25130-Н, 25610-Н, изготавливаемые серийно по техническим условиям заводов изготовителей ТУ 2571-028-00149386-2000, ТУ 38 114166-75 и по чертежам Проектно-конструкторского бюро вагонного хозяйства - филиала ОАО «Российские железные дороги» (ПКБ ЦВ ОАО РЖД) г.Москва, разработанным в 1975 году.Known brake pad of a railway vehicle (options) according to the patent of the Russian Federation No. 76881 for a utility model. The prototype of this block is a solution known from the prior art, namely, composite brake shoes with a wire mesh frame for railway cars 25130-N, 25610-N, manufactured in series according to the specifications of the manufacturers TU 2571-028-00149386-2000, TU 38 114166-75 and according to the drawings of the Design Bureau of Wagon Management - a branch of Russian Railways OJSC (PKB CV OJSC Russian Railways), Moscow, developed in 1975.
Колодки тормозные композиционные с сетчато-проволочным каркасом по указанным выше чертежам изготавливаются с 1976 года несколькими заводами в России и на Украине для всех грузовых вагонов, эксплуатируемых на железных дорогах России, Украины, Казахстана, а также других стран, ранее входивших в состав Советского Союза, а техническая документация на колодки тормозные, включая чертежи, используется в работе всеми изготовителями колодок, а также всеми службами вагонного хозяйства и депо, занимающимися эксплуатацией тормозов.Composite brake shoes with wire mesh according to the above drawings have been manufactured since 1976 by several plants in Russia and Ukraine for all freight cars operated on the railways of Russia, Ukraine, Kazakhstan, as well as other countries that were formerly part of the Soviet Union, and technical documentation for brake pads, including drawings, is used in the work by all manufacturers of pads, as well as all services of the carriage facilities and depots involved in the operation of brakes.
Ежегодный выпуск колодок тормозных композиционных с сетчато-проволочным каркасом составляет несколько миллионов штук и в настоящее время их изготовлено более ста миллионов штук. В процессе эксплуатации ежегодно изнашивается, а иногда с полным разрушением и оголением каркаса, несколько миллионов колодок с сетчато-проволочным каркасом и поэтому, их несложная конструкция общедоступна и общеизвестна.The annual production of composite brake pads with a wire mesh frame is several million units and more than one hundred million units are currently manufactured. In the process of operation, several million blocks with a mesh-wire frame are worn out annually, and sometimes with complete destruction and exposure of the frame, and therefore, their simple design is generally accessible and well known.
Известные тормозные композиционные колодки изготавливаются с радиусом рабочей поверхности 510 мм для грузовых вагонов, с диаметром новых колес 1020 и 957 мм.Known brake composite pads are made with a radius of the working surface of 510 mm for freight cars, with a new wheel diameter of 1020 and 957 mm.
Радиус рабочей поверхности новой тормозной композиционной колодки обычно равен радиусу поверхности катания нового колеса, являющегося контртелом для тормозной колодки или превышает радиус поверхности катания колеса, если колодки под действием установленной силы прижатия их к колесу не образуют трещин и не разрушаются, так как их радиус рабочей поверхности, в отличие от чугунных колодок, может еще и уменьшаться за счет изгиба колодки, вследствие ее эластичности, упругости.The radius of the working surface of a new brake composite shoe is usually equal to the radius of the rolling surface of the new wheel, which is a counterbody for the brake shoe or exceeds the radius of the rolling surface of the wheel, if the pads do not form cracks and do not collapse under the influence of the set pressing force on the wheel, since their working surface radius , unlike cast-iron blocks, it can also decrease due to the bend of the block, due to its elasticity, elasticity.
В России для вагонов могут использоваться, например, цельнокатаные колеса по техническим условиям ГОСТ 10791-2004, имеющие конструкцию и размеры по ГОСТ 9036-88. Поверхность катания колес в процессе их эксплуатации изнашивается, а также получает различные дефекты, например, выщербины, ползуны, навары и другие, в связи, с чем колеса колесных пар несколько раз проходят ремонт в виде обточки колес.In Russia, for cars, for example, solid-rolled wheels can be used according to the specifications of GOST 10791-2004, having a design and dimensions according to GOST 9036-88. The rolling surface of the wheels during their operation wears out, and also receives various defects, for example, chinks, sliders, navars and others, in connection with which the wheels of the wheelsets undergo several repairs in the form of wheel turning.
На железнодорожном транспорте разработаны и используются инструкции по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар. В этих инструкциях установлены порядок, сроки осмотра, освидетельствования и ремонта колесных пар, а также нормы и требования, которым они должны удовлетворять. Согласно, например, этой инструкции в России толщина обода цельнокатаного колеса восьми-, шести-, и четырехосного грузового вагона, обращающегося в поездах со скоростью до 120 км/час включительно, не должна быть меньше 22 мм.In railway transport, instructions for the inspection, inspection, repair and formation of wagon wheelsets have been developed and used. These instructions establish the procedure, terms for inspection, inspection and repair of wheelsets, as well as the norms and requirements that they must satisfy. According to, for example, this instruction in Russia, the thickness of the rim of a single-rolled wheel of an eight-, six-, and four-axle freight car, traveling on trains at speeds up to 120 km / h inclusive, should not be less than 22 mm.
Таким образом, изменение номинального диаметра поверхности катания колеса в эксплуатации допускается, например, с 957 мм (новое цельнокатаное колесо диаметром по кругу катания 957 мм по ГОСТ 9036-88) до 854 мм, (810+22×2)мм (согласно ГОСТ 9036-88, стр.2).Thus, a change in the nominal diameter of the wheel’s surface in operation is allowed, for example, from 957 mm (a new one-piece wheel with a diameter of 957 mm according to GOST 9036-88) to 854 mm, (810 + 22 × 2) mm (according to GOST 9036 -88, p. 2).
Согласно инструкции по ремонту тормозного оборудования вагонов на железнодорожном транспорте в России тормозные колодки (чугунные или композиционные) устанавливаются только новые, вне зависимости от износа колеса.According to the instructions for repairing brake equipment of cars in railway transport in Russia, brake pads (cast iron or composite) are installed only new, regardless of the wear of the wheel.
Таким образом, номинальный радиус рабочей поверхности новой тормозной композиционной колодки, серийно изготавливаемой в России для грузовых вагонов, может максимально превысить номинальный радиус поверхности катания изношенного цельнокатаного колеса грузового вагона на 83 мм, где:Thus, the nominal radius of the working surface of a new brake composite block, mass-produced in Russia for freight cars, can exceed the nominal radius of the rolling surface of a worn solid-rolled wheel of a freight car by 83 mm, Where:
- 510 мм - номинальный радиус рабочей поверхности серийно изготавливаемой композиционной тормозной колодки для грузовых вагонов в России;- 510 mm - nominal radius of the working surface of a commercially available composite brake pad for freight cars in Russia;
- 854 мм - минимальный диаметр изношенного цельнокатаного колеса грузового вагона согласно вышеуказанным в тексте заявки данным.- 854 mm - the minimum diameter of a worn solid-rolled wheel of a freight car according to the data specified in the application text.
Стоимость и срок службы колеса в несколько раз превышает стоимость и срок службы тормозных колодок.The cost and service life of the wheel is several times higher than the cost and service life of brake pads.
В процессе приработки новой тормозной колодки к изношенному колесу площадь их контакта значительно меньше, так как радиус поверхности катания изношенного колеса меньше радиуса рабочей поверхности катания нового колеса.In the process of running in a new brake pad to a worn wheel, the area of their contact is much smaller, since the radius of the tread surface of the worn wheel is less than the radius of the working surface of the tread of a new wheel.
Площадь контакта новой колодки с изношенным колесом при приработке может быть определена экспериментально, способом получения окрашенного отпечатка пятна контакта при прижатии колодки к колесу с установленным усилием, при использовании, например специальной краски и последующим определением площади контакта расчетным путем. Площадь контакта может быть определена также с использованием графического способа, по чертежам, без учета изгиба колодки, исходя из вышеприведенных радиусов рабочей поверхности новой тормозной колодки и радиуса поверхности катания изношенного колеса. Усилие прижатия колодки к колесу при торможении (контактное усилие) имеет постоянную величину и поэтому, в случае торможения колеса неприработанной тормозной колодкой, удельная сила прижатия (например, на 1 см2) увеличивается прямо пропорционально уменьшению площади контакта колодки с колесом по сравнению с приработанной колодкой, если считать, что колодка не изгибается, но так как имеет место и изгиб, колодки увеличение удельной силы прижатия колодки к колесу вызывает только частичную компенсацию потерянной эффективности торможения вследствии уменьшенной площади контакта колодки с колесом.The contact area of a new block with a worn wheel during running-in can be determined experimentally by the method of obtaining a painted imprint of the contact spot when pressing the block against the wheel with a set force, using, for example, special paint and then determining the contact area by calculation. The contact area can also be determined using the graphical method, according to the drawings, without taking into account the bending of the pads, based on the above radii of the working surface of the new brake pads and the radius of the rolling surface of a worn wheel. The force of pressing the pad against the wheel during braking (contact force) has a constant value and therefore, in case of braking the wheel with an unworked brake pad, the specific pressing force (for example, by 1 cm 2 ) increases in direct proportion to the decrease in the contact area of the pad with the wheel compared to the run-in pad , if we assume that the block does not bend, but since bending also takes place, the blocks increase in the specific force of pressing the block against the wheel causes only partial compensation of the lost braking efficiency in quently reduced area of contact pads to the wheel.
Согласно имеющемуся опыту эксплуатации для серийно изготавливаемых однородных чугунных и композиционных тормозных колодок допускается соответствующая уменьшенная площадь контакта тормозной колодки при приработке ее к изношенному колесу, так как в этом случае обеспечивается требуемая эффективность торможения, а, следовательно, безопасность эксплуатации согласно требований норм безопасности.According to the existing operating experience for commercially manufactured homogeneous cast-iron and composite brake pads, a corresponding reduced contact area of the brake pads is allowed when it is run-in to a worn wheel, since in this case the required braking performance is ensured, and, therefore, the operation safety is in accordance with safety standards.
В последние годы в некоторых странах, например, в США и России, освоены производства колесосберегающих тормозных композиционных колодок толщиной от 40 до 65 мм и длиной от 400 до 250 мм, в конструкции которых дополнительно имеется одна или несколько фрикционных вставок из более твердого и абразивного материала, чем основной композиционный фрикционный элемент, например из чугуна.In recent years, in some countries, for example, in the USA and Russia, production of wheel-saving brake composite pads with a thickness of 40 to 65 mm and a length of 400 to 250 mm has been mastered, the design of which additionally has one or more friction inserts made of harder and abrasive material than the main composite friction element, such as cast iron.
Так известны композиционные тормозные колодки, применяемые на железнодорожном транспорте для восстановления поверхности катания колеса в процессе обычного торможения такого транспортного средства по патенту ЕР 1074755 (F16D65/06, опубл. 07.02.2001).So known composite brake pads used in rail transport to restore the surface of the wheel during normal braking of such a vehicle according to patent EP 1074755 (F16D65 / 06, publ. 07.02.2001).
Одна, две или три твердых абразивных изолированных вставки из фрикционного материала второго типа, например, чугуна, первоначально полностью окружены композиционным фрикционным материалом первого типа (композитом) со всех сторон.One, two or three solid abrasive insulated inserts of a friction material of the second type, for example cast iron, are initially completely surrounded by a composite friction material of the first type (composite) from all sides.
Согласно описанию изобретения «очень важно, чтобы изолированная вставка (вставки) была погружена внутрь и не выступала над поверхностью композиционного фрикционного материала так, чтобы композиционный фрикционный материал мог правильно располагаться (растекаться) вокруг изолированной вставки во время процесса производства». Поверхность изолированной вставки (вставок) при эксплуатации постоянно обнажается, так как фрикционный композиционный материал истирается во время обычного торможения. Фрикционный материал вставки, например, чугун, улучшает фрикционные характеристики колодки при неблагоприятных погодных условиях (дождь, снег, лед) и во время обычного торможения обеспечивает устранение дефектов колеса за счет агрессивного абразивного эффекта обработки поверхности катания колеса, например за счет шлифования.According to the description of the invention, "it is very important that the insulated insert (s) is immersed inward and does not protrude above the surface of the composite friction material so that the composite friction material can correctly position (spread) around the insulated insert during the manufacturing process." The surface of the insulated insert (s) during operation is constantly exposed, since the friction composite material is abraded during normal braking. The friction material of the insert, for example cast iron, improves the friction characteristics of the shoe under adverse weather conditions (rain, snow, ice) and during normal braking, ensures the elimination of wheel defects due to the aggressive abrasive effect of treating the surface of the wheel, for example, by grinding.
К сожалению, данные колодки не могут соответствовать требованиям норм безопасности на железнодорожном транспорте, так как их эффективность торможения при приработке колодки к колесу, а также при установке на новое колесо или изношенное колесо будет значительно отличаться. Различия в эффективности торможения обусловлены тем, что при разработке конструкции колодки не учтены различия значений коэффициента трения композита и вставки, например, из чугуна, а также величина заглубления вставки выбрана без учета разности диаметров нового и изношенного колеса, на которые колодка может быть установлена.Unfortunately, these pads cannot meet the requirements of safety standards in railway transport, since their braking performance when running the pads to the wheel, as well as when installing on a new wheel or a worn wheel will differ significantly. The differences in braking efficiency are due to the fact that when designing the block, the differences in the coefficient of friction of the composite and the insert, for example, from cast iron, and the depth of the insert are not taken into account, taking into account the difference in the diameters of the new and worn wheels on which the block can be installed.
Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое и имеет общие с ним существенные признаки: «тормозная колодка», «композиционный фрикционный элемент», и «по крайней мере, одна фрикционная абразивная вставка».The known technical solution is used for the same purpose as the claimed one and has common essential features with it: “brake pad”, “composite friction element”, and “at least one friction abrasive insert”.
Наиболее близким аналогом является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по патенту РФ на изобретение №2309072.The closest analogue is the brake shoe of a railway vehicle according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2309072.
Известная тормозная колодка содержит металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и одну твердую вставку, соединенную с каркасом и выполненную из высокопрочного или ковкого чугуна, а отношение площади рабочей поверхности вставки к общей площади рабочей поверхности колодки составляет от 4 до 20%. В конструкции колодки отношение площади рабочей поверхности твердой вставки к общей площади рабочей поверхности колодки определено исходя из конструктивных и технологических соображений, а также физико-механических и фрикционно-износных свойств композиционного фрикционного элемента и вставки из высокопрочного или ковкого чугуна. Согласно чертежу и описанию, вставка заглублена в композиционном фрикционном элементе со стороны рабочей поверхности колодки.Known brake pad contains a metal frame, a composite friction element and one solid insert connected to the frame and made of ductile or ductile iron, and the ratio of the area of the working surface of the insert to the total area of the working surface of the pad is from 4 to 20%. In the design of the block, 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 determined on the basis of structural and technological considerations, as well as the physicomechanical and friction-wear properties of the composite friction element and the insert of ductile or ductile iron. According to the drawing and description, the insert is buried in the composite friction element from the side of the working surface of the block.
Данная колодка также имеет стабильную эффективность торможения, в том числе при неблагоприятных погодных условиях (дождь, снег, лед) и обеспечивает устранение дефектов колеса (ползуны, навары), за счет агрессивного абразивного эффекта обработки поверхности катания колеса абразивной вставкой из чугуна, и восстанавливает поверхность катания колеса путем ее обточки и шлифования.This block also has stable braking performance, including under adverse weather conditions (rain, snow, ice) and ensures the elimination of wheel defects (sliders, navars), due to the aggressive abrasive effect of treating the wheel's surface with an abrasive cast-iron insert, and restores the surface wheel rolling by turning and grinding.
Кроме того, в процессе обычного торможения при высокой температуре микротрещины на поверхности катания колеса заполняются чугуном вставки, в связи с чем не происходит их дальнейшего развития, а поверхность катания колеса смазывается содержащимся во вставке графитом.In addition, during normal braking at a high temperature, microcracks on the surface of the wheel are filled with cast iron of the insert, and therefore their further development does not occur, and the surface of the wheel is lubricated with graphite contained in the insert.
Применение высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и высоким относительным удлинением в качестве материала вставки наиболее значительно увеличивает ресурс колеса и колодки.The use of ductile iron with spherical graphite and high elongation as the insert material most significantly increases the resource of the wheel and shoe.
Однако величина заглубления твердой вставки во фрикционном композиционном элементе со стороны рабочей поверхности колодки определена исходя из требований процесса технологии и производства, т.е. исключения повреждения поверхности прессформы, вне зависимости от диаметра поверхности катания изношенного колеса, на которое колодка может быть установлена. Таким образом, указанное в формуле изобретения отношение площади рабочей поверхности вставки к общей площади рабочей поверхности колодки от 4 до 20% действует в случае установки этих колодок на новые колеса, например, на сборочных конвейерах вагоностроительных заводов, так как радиус рабочей поверхности колодок равен радиусу поверхности катания колеса или незначительно отличается от него.However, the depth of penetration of the solid insert in the friction composite element from the side of the working surface of the block is determined based on the requirements of the process technology and production, i.e. exclusion of damage to the surface of the mold, regardless of the diameter of the rolling surface of a worn wheel on which the block can be installed. Thus, the ratio of the area of the working surface of the insert to the total area of the working surface of the block from 4 to 20% indicated in the claims is valid when these blocks are installed on new wheels, for example, on assembly lines of car-building plants, since the radius of the working surface of the blocks is equal to the radius of the surface wheel rolling or slightly different from it.
При приработке известной колодки к изношенному колесу, имеющему меньший диаметр поверхности катания, площадь контакта колодки с изношенным колесом может оказаться в несколько раз меньше. При этом, в случае недостаточного заглубления вставки в композите колодки со стороны ее рабочей поверхности, отношение площади рабочей поверхности вставки к площади контакта колодки с колесом может в несколько раз превысить установленное выше, что может привести к изменению эффективности торможения. Например, в случае применения высокофрикционного композиционного материала со вставкой из чугуна, это приведет к снижению эффективности торможения вплоть до несоответствия ее требованиям норм безопасности на железнодорожном транспорте. Чересчур большое заглубление вставки в композите колодки со стороны ее рабочей поверхности приводит к ее кратковременному, а, следовательно, неэффективному использованию.When running a known block to a worn wheel having a smaller diameter of the rolling surface, the contact area of the block with a worn wheel may be several times smaller. Moreover, in case of insufficient penetration of the insert in the composite of the block from the side of its working surface, the ratio of the area of the working surface of the insert to the contact area of the block with the wheel can be several times higher than that set above, which can lead to a change in the braking efficiency. For example, in the case of the use of a high friction composite material with an insert of cast iron, this will lead to a decrease in the braking efficiency up to its non-compliance with the safety standards for railway transport. Too much deepening of the insert in the composite pads from the side of its working surface leads to its short-term, and, consequently, inefficient use.
Известная тормозная колодка используется по тому же назначению, что и заявляемая и имеет общие с ней существенные признаки: «тормозная колодка», «композиционный фрикционный элемент», «по крайней мере, одна фрикционная абразивная вставка, заглубленная в композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки».The well-known brake pad is used for the same purpose as the claimed one and has common essential features with it: “brake pad”, “composite friction element”, “at least one friction abrasive insert embedded in the composite friction element from the side of the working surface pads. "
Задачей, на решение которой направлена заявляемая тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, содержащая композиционный фрикционный элемент и, по крайней мере, одну фрикционную абразивную вставку, заглубленную в композиционном фрикционном элементе со стороны рабочей поверхности колодки, является обеспечение механических и фрикционно-износных свойств колодки в соответствии с требованиями норм безопасности на железнодорожном транспорте в процессе приработки тормозной колодки к находящемуся в эксплуатации изношенному колесу.The problem to which the claimed brake pad of a railway rolling stock is directed, comprising a composite friction element and at least one friction abrasive insert embedded in the composite friction element from the side of the working surface of the block, is to ensure the mechanical and friction-wear properties of the block in accordance with with the requirements of safety standards in railway transport in the process of running in the brake pad to a worn out the forest.
Технический результат - обеспечение стабильной эффективности торможения в течение всего периода эксплуатации тормозной колодки с фрикционными абразивными вставками в соответствии с нормами безопасности на железнодорожном транспорте «Колодки тормозные композиционные железнодорожного подвижного состава». Также увеличится эффективность использования этих тормозных колодок за счет использования максимально возможной толщины вставки в толщине колодки, исходя из выполнения минимальной величины ее заглубления в композиционном фрикционном элементе для обеспечения требуемых фрикционных свойств, а следовательно увеличится срок службы колес.The technical result is the provision of stable braking performance over the entire period of operation of the brake pads with friction abrasive inserts in accordance with the safety standards for railway transport "Composite brake shoes of railway rolling stock." The effectiveness of using these brake pads will also increase due to the use of the maximum possible insert thickness in the thickness of the pad, based on the minimum value of its deepening in the composite friction element to ensure the required frictional properties, and therefore the wheel service life will increase.
Заявленный технический результат достигается в заявляемой тормозной колодке железнодорожного подвижного состава следующим образом.The claimed technical result is achieved in the claimed brake pad of railway rolling stock as follows.
Заявляемая тормозная колодка железнодорожного подвижного состава представляет собой композиционную тормозную колодку содержащую металлический каркас, по меньшей мере, однослойный композиционный фрикционный элемент и, по крайней мере, одну фрикционную абразивную вставку, заглубленную в композиционном фрикционном элементе со стороны рабочей поверхности колодки.The inventive brake shoe of a railway rolling stock is a composite brake shoe containing a metal frame, at least a single-layer composite friction element and at least one friction abrasive insert embedded in the composite friction element from the side of the working surface of the shoe.
На фиг.1 изображена заявляемая тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, где:Figure 1 shows the inventive brake pad of railway rolling stock, where:
1 - металлический каркас;1 - metal frame;
2 - композиционный фрикционный элемент, который может состоять, например, из двух продольных слоев;2 - composite friction element, which may consist, for example, of two longitudinal layers;
3 - центральная фрикционная абразивная вставка, расположенная посередине колодки;3 - central friction abrasive insert located in the middle of the block;
4 - прирабатываемый слой, который может собой представлять третий продольный слой легкоизнашиваемого композиционного фрикционного элемента;4 - a break-in layer, which may be a third longitudinal layer of a wear-resistant composite friction element;
5 - две боковые фрикционные абразивные вставки, расположенные по обе стороны от середины колодки. 5 - two side friction abrasive inserts located on both sides of the middle of the block.
Фрикционные абразивные вставки могут быть соединены с металлическим каркасом известными способами, например путем сварки, защемления или другими.Friction abrasive inserts can be connected to the metal frame by known methods, for example by welding, pinching, or others.
На фиг.1 имеются следующие обозначения. Figure 1 has the following notation.
R1 - радиус рабочей поверхности тормозной колодки;R 1 is the radius of the working surface of the brake pads;
R2 - радиус поверхности катания изношенного колеса;R 2 is the radius of the rolling surface of a worn wheel;
L - длина хорды равная длине тормозной колодки;L is the length of the chord equal to the length of the brake pads;
S - толщина тормозной колодки;S - brake pad thickness;
S1 - расстояние, измеренное по оси центральной вставки, между лежащими на одной хорде дугами окружностей с радиусом рабочей поверхности колодки и с радиусом поверхности катания изношенного колеса, причем длина хорды равна длине колодки;S 1 - the distance, measured along the axis of the Central insert, between the arcs of circles lying on the same chord with the radius of the working surface of the block and with the radius of the rolling surface of the worn wheel, and the length of the chord is equal to the length of the block;
S2 - расстояние, измеренное по оси центральной вставки, между лежащими на одной хорде дугами окружностей с радиусом рабочей поверхности колодки и с радиусом поверхности катания изношенного колеса, причем длина хорды равна длине колодки.S 2 is the distance, measured along the axis of the central insert, between the arcs of circles lying on the same chord with the radius of the working surface of the block and with the radius of the rolling surface of the worn wheel, and the length of the chord is equal to the length of the block.
Заявленный технический результат достигается тем, что вставка или вставки заглублены в композиционном фрикционном элементе со стороны рабочей поверхности колодки на величину, обеспечивающую выход рабочей поверхности твердой вставки на рабочую поверхность колодки после полной приработки колодки к изношенному колесу. Возможно достижение заданного технического результата при частичной (неполной) приработке колодки к изношенному колесу и заглубление вставки на меньшую глубину, если соответствующая этому заглублению заданная площадь контакта колодки с изношенным колесом будет обеспечивать фрикционные свойства колодки в пределах допустимых, согласно норм безопасности на железнодорожном транспорте. Для тормозной колодки, радиус рабочей поверхности которой равен радиусу поверхности катания нового колеса, или, незначительно превышает его, величина заглубления вставки, обеспечивающая выход рабочей поверхности вставки на рабочую поверхность колодки после полной приработки колодки к изношенному колесу, на который она установлена, равна расстоянию, измеренному по оси вставки между лежащими на одной хорде дугами окружностей с радиусом рабочей поверхности колодки и с радиусом поверхности катания изношенного колеса, при условии, что длина хорды равна длине колодки. В связи с тем, что радиус рабочей поверхности колодок иногда превышает радиус поверхности катания отдельных используемых колес, например, как указано выше у серийно изготавливаемых колодок в России, а также с учетом эксплуатации, экспериментально установлено, что в зависимости от конструкции колодки, количества, местоположения и площади вставок, фрикционно-механических свойств композиционного фрикционного элемента и вставки, эластичности, гибкости колодки и других величина заглубления вставки может составлять от 0,2 до 1,2 значения радиуса рабочей поверхности колодки. То есть, при номинальном радиусе рабочей поверхности колодки 510 мм, величина заглубления составляет 1,02-6,12 мм.The claimed technical result is achieved by the fact that the insert or inserts are buried in the composite friction element from the side of the working surface of the block by an amount that ensures that the working surface of the solid insert is on the working surface of the block after the block has been completely run-in to the worn wheel. It is possible to achieve a given technical result with a partial (incomplete) running-in of a block to a worn wheel and deepening the insert to a shallower depth, if the specified contact area of the block with a worn wheel corresponding to this deepening will ensure the friction properties of the block within acceptable limits, according to safety standards for railway transport. For a brake shoe, the radius of the working surface of which is equal to the radius of the rolling surface of the new wheel, or slightly exceeds it, the depth of insertion, which ensures that the working surface of the insert reaches the working surface of the shoe after the brake shoe is completely run-in to the worn wheel on which it is installed, is equal to the distance measured along the insertion axis between arcs of circles lying on the same chord with the radius of the working surface of the block and with the radius of the rolling surface of the worn wheel, provided that on chords is equal to the length of the block. Due to the fact that the radius of the working surface of the pads sometimes exceeds the radius of the rolling surface of the individual wheels used, for example, as indicated above for commercially manufactured pads in Russia, as well as taking into account operation, it was experimentally established that, depending on the design of the pads, quantity, location and the area of the inserts, the frictional and mechanical properties of the composite friction element and the insert, the elasticity, the flexibility of the pad and others, the depth of insertion can be from 0.2 to 1.2 values for ca working surface pads. That is, with a nominal radius of the working surface of the block 510 mm, the depth of penetration is 1.02-6.12 mm.
При этом, как видно из чертежа, величина заглубления центральной вставки должна быть больше чем у боковых вставок S1>S2.Moreover, as can be seen from the drawing, the depth of the central insert should be greater than that of the side inserts S 1 > S 2 .
Фрикционные абразивные вставки могут иметь коэффициент трения меньше или больше чем у композиционного фрикционного элемента и основной их задачей является не обеспечение требуемой эффективности и ресурса колодки, а восстановление поверхности катания колеса в процессе обычного торможения. Композиционный фрикционный элемент является основным фрикционным элементом, определяющим эффективность торможения и ресурс колодки. При уменьшении площади фрикционного композиционного элемента колодки, которое происходит после выхода фрикционных абразивных вставок на рабочую поверхность колодки, эффективность торможения должна оставаться в пределах допустимой по нормам безопасности на железнодорожном транспорте. Выполнение этих свойств и значений их показателей обеспечивается при проектировании колодки. Вставки должны быстрее изнашиваться, чем композиционный фрикционный материал. С целью ускорения начала работы фрикционной абразивной вставки (вставок) колодка может быть снабжена со стороны ее рабочей поверхности быстроизнашиваемым прирабатываемым слоем, который должен иметь фрикционные свойства, близкие к композиционному фрикционному элементу с учетом работы вставки (вставок). В качестве прирабатываемого слоя может быть применен специальный композиционный фрикционный быстроизнашиваемый (менее износостойкий) материал.Friction abrasive inserts may have a friction coefficient less or more than that of a composite friction element and their main task is not to provide the required efficiency and resource of the block, but to restore the wheel's rolling surface during normal braking. Composite friction element is the main friction element that determines the braking performance and life of the pads. With a decrease in the area of the friction composite element of the block, which occurs after the friction abrasive inserts exit onto the working surface of the block, the braking efficiency should remain within the permissible safety standards for railway transport. The fulfillment of these properties and the values of their indicators is ensured in the design of the pads. Inserts should wear out faster than composite friction material. In order to accelerate the start of work of the friction abrasive insert (s), the block may be provided with a wear-out run-in layer on the side of its working surface, which should have frictional properties close to the composite friction element taking into account the work of the insert (s). As a run-in layer, a special composite frictional wear (less wear-resistant) material can be used.
Заявляемая тормозная колодка железнодорожного подвижного состава может содержать композиционный фрикционный элемент и фрикционную абразивную вставку, выполненную из высокопрочного или ковкого чугуна, а отношение площади рабочей поверхности вставки к общей площади колодки составляет от 4 до 20%.The inventive brake pad of a railway rolling stock may comprise a composite friction element and a friction abrasive insert made of ductile or ductile iron, and the ratio of the area of the working surface of the insert to the total area of the pad is from 4 to 20%.
При этом, колодка может содержать сетчато-проволочный каркас, который может быть соединен со вставкой, например, известным из уровня техники способом защемления. Такое исполнение колодок значительно повысит технико-экономическую эффективность их применения и срок службы колес и колодок.In this case, the block may contain a mesh-wire frame, which can be connected to the insert, for example, by a method of pinching known in the art. This design of pads will significantly increase the technical and economic efficiency of their use and the service life of wheels and pads.
Изготовление предлагаемых колодок может быть произведено на действующем оборудовании предприятий-изготовителей тормозных композиционных колодок без принципиального изменения существующих технологий, то есть, как это описано выше в патентах-аналогах заявляемой полезной модели.The manufacture of the proposed pads can be carried out on existing equipment of manufacturers of brake composite pads without fundamentally changing existing technologies, that is, as described above in the patents-analogues of the claimed utility model.
Тормозные композиционные колодки для железнодорожного транспорта предлагаемой конструкции позволят без увеличения стоимости колодок обеспечить стабильную эффективность торможения в течении всего периода эксплуатации тормозной колодки, включая период приработки к изношенным колесам, находящихся в эксплуатации. Увеличится эффективность использования колодок за счет использования максимально возможной толщины вставки в толщине колодки, а, следовательно, дополнительно увеличится срок службы колес.Composite brake pads for railway transport of the proposed design will allow, without increasing the cost of the pads, to ensure stable braking performance during the entire period of operation of the brake pads, including the running-in period for worn wheels in use. The effectiveness of the use of pads will increase due to the use of the maximum possible insert thickness in the thickness of the pads, and, consequently, the service life of the wheels will additionally increase.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104880/22U RU94652U1 (en) | 2010-02-11 | 2010-02-11 | BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104880/22U RU94652U1 (en) | 2010-02-11 | 2010-02-11 | BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94652U1 true RU94652U1 (en) | 2010-05-27 |
Family
ID=42680893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010104880/22U RU94652U1 (en) | 2010-02-11 | 2010-02-11 | BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU94652U1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA029533B1 (en) * | 2015-01-27 | 2018-04-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Белоцерковский завод "Трибо" | Brake pad for a railway vehicle (embodiments) |
| RU181199U1 (en) * | 2017-10-26 | 2018-07-05 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | RAILWAY BRAKE PAD |
| CN113728175A (en) * | 2019-02-26 | 2021-11-30 | Rfpc控股公司 | Flange brake shoe |
| CN113924427A (en) * | 2019-06-11 | 2022-01-11 | Rfpc控股公司 | Friction device with reduced volume |
| RU227662U1 (en) * | 2024-05-17 | 2024-07-29 | Виталий Валериевич Романенко | BRAKE SHOE OF RAIL VEHICLE |
-
2010
- 2010-02-11 RU RU2010104880/22U patent/RU94652U1/en active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA029533B1 (en) * | 2015-01-27 | 2018-04-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Белоцерковский завод "Трибо" | Brake pad for a railway vehicle (embodiments) |
| RU181199U1 (en) * | 2017-10-26 | 2018-07-05 | Открытое акционерное общество "Уральский завод авто-текстильных изделий" (ОАО "УралАТИ") | RAILWAY BRAKE PAD |
| CN113728175A (en) * | 2019-02-26 | 2021-11-30 | Rfpc控股公司 | Flange brake shoe |
| CN113728175B (en) * | 2019-02-26 | 2024-02-27 | Rfpc控股公司 | Flange brake shoe |
| CN113924427A (en) * | 2019-06-11 | 2022-01-11 | Rfpc控股公司 | Friction device with reduced volume |
| US12117055B2 (en) | 2019-06-11 | 2024-10-15 | Rfpc Holding Corp. | Friction device with reduced volume |
| RU227662U1 (en) * | 2024-05-17 | 2024-07-29 | Виталий Валериевич Романенко | BRAKE SHOE OF RAIL VEHICLE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU94652U1 (en) | BRAKE SHOES OF RAILWAY ROLLING COMPOSITION | |
| RU2356770C1 (en) | Bimetallic flanged brake shoe for locomotives and railmotor cars | |
| KR20160140091A (en) | Eco-friendly non-asbestos friction material composition for rubber tire of light rail transit and the friction pad | |
| RU88753U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| AU767920B2 (en) | Friction management brake shoe | |
| RU2427491C1 (en) | Railway vehicle braking clamp | |
| RU2309072C1 (en) | Rail vehicle brake shoe | |
| Kalousek et al. | Tribological interrelationship of seasonal fluctuations of freight car wheel wear, contact fatigue shelling and composition brakeshoe consumption | |
| Liu et al. | On the wheel rolling contact fatigue of high power AC locomotives running in complicated environments | |
| Arias-Cuevas et al. | Field investigations into the performance of magnetic track brakes of an electrical multiple unit against slippery tracks. Part 1: Adhesion improvement | |
| RU126300U1 (en) | BRAKE SHOES WITH COMPOSITION INSERTS FOR LOCOMOTIVES AND MOTOR TRUCKS | |
| US1666167A (en) | Railway rail, wheel, and brake shoe | |
| Lundmark et al. | Running-in behaviour of rail and wheel contacting surfaces | |
| JP6404696B2 (en) | Abrasive for rolling stock | |
| RU83817U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU2652480C1 (en) | Traction rolling stock brake shoe | |
| RU2652484C1 (en) | Checkblock of traction rolling stock | |
| RU80815U1 (en) | RAIL LUBRICANT AND DISTRIBUTOR OF LUBRICATION OF RAIL LUBRICANT | |
| RU2494901C1 (en) | Brake pad with composite inserts for locomotives and rail motor cars | |
| CN206520617U (en) | A kind of arc dryness wheel-rail lubricating block | |
| US20020108824A1 (en) | Friction management brake shoe | |
| Barwell | The tribology of wheel on rail | |
| CN219727738U (en) | Bimetal composite rim tread wheel | |
| RU97691U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD | |
| RU56522U1 (en) | RAIL VEHICLE BRAKE PAD |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QZ11 | Official registration of changes to a registered agreement (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20091209 Effective date: 20110406 |
|
| PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131226 |
|
| QC11 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20091209 Effective date: 20151113 |
|
| PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160114 |
|
| PC92 | Official registration of non-contracted transfer of exclusive right of a utility model |
Effective date: 20190401 |