RU99560U1 - Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава - Google Patents

Abstract

1. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, содержащая, по меньшей мере, однослойный металлокерамический фрикционный элемент и металлический каркас, состоящий из стальной полосы, центральной П-образной и боковых бобышек, отличающаяся тем, что центральная бобышка П-образной формы выполнена с зубцами, при этом зубцы центральной бобышки П-образной формы вставлены с тыльной стороны колодки в соответствующие отверстия, предусмотренные в стальной полосе, центральная бобышка соединена с ней сварными соединениями, а противоположная сторона полосы выполнена омедненной и соединена с металлокерамическим фрикционным элементом методом спекания в печи. ! 2. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что каждая из боковых бобышек выполнена путем отгиба вырубленной с трех сторон прямоугольной части стальной полосы в направлении от боковой стороны колодки к центральной ее части. ! 3. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что со стороны рабочей фрикционной поверхности колодка снабжена прирабатываемым слоем фрикционного элемента. ! 4. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что со стороны тыльной поверхности колодка снабжена противошумной пластиной.

Description

Заявляемая полезная модель относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава, например, колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, метрополитена и т.д.

Известны тормозные колодки со стальным литым каркасом и вставками из чугунно-керамического материала (авторское свидетельство СССР №141172).

Недостатком известной колодки является ее высокий вес, обусловленный наличием стального литья и чугуна во фрикционном элементе.

Известна также тормозная колодка по патенту РФ на изобретение №2310779, содержащая металлический каркас в виде основной полосы с П-образным выступом в центральной его части, с двумя боковыми бобышками, и фрикционный металлокерамический элемент. Металлический каркас снабжен усилительной пластиной, представляющей собой стальную омедненную полосу, равную по длине и ширине тыльной стороне фрикционного металлокерамического элемента и соединенную с ним путем спекания под давлением в печи. Основная полоса металлического каркаса с П-образным выступом в центральной его части приварена снаружи к усилительной пластине с тыльной стороны колодки в специально выполненных для этой цели в основной полосе металлического каркаса круглых отверстиях и с обоих торцов колодки.

Данная колодка по совокупности существенных признаков наиболее близка к заявляемой полезной модели и выбрана в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).

Существенные признаки «металлический каркас», «стальная омедненная полоса», «фрикционный металлокерамический элемент», «центральная П-образная бобышка», «боковые бобышки» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.

Недостатком прототипа, как показали его испытания на подвижном составе метрополитена, является повышенная шумность при торможении, обусловленная наличием усилительной стальной полосы, к которой приварена основная полоса металлического каркаса, в том числе в центральной его части снаружи с тыльной стороны колодки, в специально выполненных для этой цели в основной полосе металлического каркаса круглых отверстиях, и с обоих торцов колодки. Действительно, известная конструкция не обеспечивает плотное прилегание усилительной и основной полос друг к другу и достаточную жесткость их соединения, так как они приварены друг к другу только в нескольких, далеко отстоящих друг от друга местах, составляющих незначительную часть от общей площади их поверхности. Кроме этого, сварные соединения расположены на расстоянии от П-образного выступа (центральной бобышки), что не обеспечивает жесткого соединения (прилегания, прижатия) центральной бобышки, которая передает в момент торможения усилие на колодку и колесо. Это вызывает вибрации основной полосы колодки относительно усилительной стальной полосы, поэтому при прижатии соединенной с башмаком тормозной колодки к колесу под действием силы, плоские поверхности основной и усилительной полос соприкасаются и, контактируя, при торможении вибрируют, визжат, скрипят и, как следствие, вызывают шум, превышающий допустимый по нормам безопасности.

Каждая из вспомогательных бобышек выполнена путем вырубки в штампе с трех сторон прямоугольной части основной полосы и отгибом ее под углом 90º в направлении от центра к боковой стороне. При этом, с боковой стороны бобышки образуется изгиб полосы по радиусу изгиба, который также мешает плотному прилеганию плоскостей полос и башмака и также вызывает шум при торможении.

Тормозная металлокерамическая колодка, в отличие от чугунной и композиционной, обладает значительно более высокой износостойкостью и поэтому процесс приработки колодки к колесу составляет более длительное время. В процессе приработки колодки к колесу удельное усилие нажатия колодки к колесу значительно (в несколько раз) может превышать обычное (после приработки) и поэтому шум в процессе приработки колодки, состоящей из однослойного металлокерамического фрикционного элемента, превышает обычный (после приработки).

Задача заявляемой полезной модели

- использование в конструкции колодки одной стальной полосы, с одной стороны с боковыми бобышками и соединенной сварными соединениями с центральной П-образной бобышкой, а с другой стороны стальная полоса выполнена омедненной и соединена с фрикционным металлокерамическим элементом методом спекания в печи, что позволит исключить перемещение с соприкосновением (контактом) отдельных деталей каркаса колодки друг с другом при торможении;

- исключение контакта плоской рабочей поверхности башмака с отогнутыми по радиусу в сторону башмака поверхностями боковых бобышек, что позволит увеличить прилегание колодки к башмаку;

- увеличение площади контакта и прилегания тыльной поверхности колодки с рабочей поверхностью башмака за счет использования эластичной противошумной пластины;

- сокращение времени и шума при приработке колодки к колесу за счет применения в конструкции колодки фрикционного прирабатываемого слоя, не износостойкого и не склонного к шумообразованию.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение шумности колодки при торможении.

Указанный технический результат достигается тем, что металлический каркас тормозной колодки состоит из стальной полосы, боковых бобышек и центральной П-образной бобышки, соединенной с полосой. сварными соединениями, а с противоположной стороны полоса выполнена омедненной и соединена с металлокерамическим фрикционным элементом путем спекания под давлением в печи. Каждая из боковых бобышек может быть выполнена, например, путем отгиба в направлении от боковой стороны колодки к центральной ее части, вырубленных с трех сторон прямоугольных частей стальной полосы.

Центральная бобышка изготавливается способом холодной штамповки в штампе из стальной полосы шириной равной ширине колодки.

Центральная бобышка представляет собой металлическую полосу П-образной формы, например, с четырьмя зубцами (шипами) и отверстием под чеку. Зубцы (шипы) центральной бобышки вставляются с тыльной стороны колодки в соответствующие отверстия, предусмотренные в основной полосе, что облегчает позиционирование центральной бобышки относительно стальной омедненной полосы и повышает жесткость и прочность соединения.

Таким образом, в соответствии с чертежом общего вида колодки фиг.2, каждая из двух боковых сторон центральной бобышки П-образной формы соединена со стальной омедненной полосой сварным соединением, что обеспечивает жесткость соединения центральной бобышки с колодкой, устраняя, тем самым, возможность ее вибраций относительно стального каркаса в момент торможения,. исключая таким образом, источник возникновения шума. Боковые бобышки могут быть также изготовлены отдельно, например, из листового материала прямоугольной формы с вертикальными центральными отверстиями и приварены к каркасу в местах расположения отверстий по чертежу.

С целью дополнительного снижения шума тормозная колодка с тыльной стороны в месте контакта с поверхностью металлического тормозного башмака может быть снабжена противошумной пластиной.

Со стороны рабочей поверхности колодка может содержать специальный прирабатываемый слой фрикционного элемента, который отличается от основного фрикционного элемента меньшей износостойкостью и меньшим шумообразованием. Это также снизит шум при торможении в процессе приработки колодки к колесу и время приработки колодки к колесу, также связанное с повышенным шумообразованием.

На фиг.1 представлен общий вид заявляемой металлокерамической колодки.

Колодка состоит из одного или более слоев фрикционного металлокерамического элемента 1, соединенного путем спекания в печи с металлическим каркасом в виде стальной омедненной полосы 2, на тыльной поверхности которой приварена центральная бобышка П-образной формы 3 с отверстием под чеку и имеются две боковые бобышки 4 и противошумная пластина 5. Центральная бобышка имеет зубцы (шипы) 6 которые вставлены с тыльной стороны колодки в соответствующие отверстия 7, предусмотренные в стальной омедненной полосе.

Со стороны рабочей поверхности колодка может содержать прирабатываемый слой фрикционного элемента, который близок по фрикционно-износным свойствам с рабочим металлокерамическим фрикционным элементам, но отличается от него более низкой механической прочностью, меньшей износостойкостью и меньшим образованием шума, например, по причине эластичности или меньшей твердости.

Противошумная пластина может вырубаться в штампе из специального тонколистового стального проката с специальным покрытием. Для этого может быть использована сталь толщиной 0,2 мм, покрытая с одной стороны, например, упругим эластичным полимерным покрытием.

С противоположной стороны сталь покрыта специальным клеящим составом и полиэтиленовой пленкой. После снятия полиэтиленовой пленки, стальная пластина приклеивается к тыльной стороне металлического каркаса. При установке тормозной колодки в башмак, упругое эластичное покрытие колодки позволяет увеличить прилегание колодки к башмаку и площадь контакта их поверхностей и снизить шум при торможении.

Изготовление предлагаемой металлической колодки при современном производстве не представляет трудности и включает следующие операции:

- изготовление (штамповка) основной полосы металлического каркаса со вспомогательными бобышками из стальной полосы и ее омеднение;

- изготовление центральной П-образной бобышки из стальной полосы;

- навеска порошков и смешение порошков металлокерамической смеси каждого слоя;

- холодное формование слоев фрикционного металлокерамического элемента;

- спекание фрикционного металлокерамического элемента с омедненной стальной пластиной в печи под давлением;

- ковка (калибровка) спеченной заготовки с основной полосой;

- приварка центральной П-образной бобышки к основной полосе металлического каркаса;

- изготовление противошумной пластины;

- приклейка противошумной пластины к металлическому каркасу (спинке) с тыльной стороны колодки.

При необходимости, боковые бобышки могут быть изготовлены в виде отдельных прямоугольных деталей из полосы с центральным отверстием. Соединение боковых бобышек с основной полосой каркаса может быть произведено путем приварки в центральном отверстии.

Для изготовления фрикционного элемента используют металлокерамический материал, содержащий медный порошок, порошок олова, графит и другие вещества.

Выполнение тормозной колодки железнодорожного подвижного состава предлагаемой конструкции позволит добиться существенного снижения шума при торможении.

Claims (4)

1. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, содержащая, по меньшей мере, однослойный металлокерамический фрикционный элемент и металлический каркас, состоящий из стальной полосы, центральной П-образной и боковых бобышек, отличающаяся тем, что центральная бобышка П-образной формы выполнена с зубцами, при этом зубцы центральной бобышки П-образной формы вставлены с тыльной стороны колодки в соответствующие отверстия, предусмотренные в стальной полосе, центральная бобышка соединена с ней сварными соединениями, а противоположная сторона полосы выполнена омедненной и соединена с металлокерамическим фрикционным элементом методом спекания в печи.

2. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что каждая из боковых бобышек выполнена путем отгиба вырубленной с трех сторон прямоугольной части стальной полосы в направлении от боковой стороны колодки к центральной ее части.

3. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что со стороны рабочей фрикционной поверхности колодка снабжена прирабатываемым слоем фрикционного элемента.

4. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что со стороны тыльной поверхности колодка снабжена противошумной пластиной.