SU1196126A1

SU1196126A1 - Brake shoe

Info

Publication number: SU1196126A1
Application number: SU823440800A
Authority: SU
Inventors: Иван Григорьевич Неижко; Виктор Алексеевич Ефимов; Владимир Григорьевич Иноземцев; Александр Терентьевич Головатый; Леонид Александрович Вуколов; Евгений Афанасьевич Яковлев
Original assignee: Институт проблем литья АН УССР; Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1985-12-07

Abstract

1. ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА, содержаща тело преимущественно из частично .графитизированного чугуна, отличающа с тем, что, с целью повышени технологических и эксплуатационных характеристик , она армирована вставкой из графитизированного чугуна, размещенной по ее длине в центральной части, и каркасом-спинкой из стали - на нерабочей поверхности. 2. Колодка по п. 1, отличающа с тем, что в поперечном сечении площадь вставки из графитизированного чугуна составл ет 7-12% площади тормозной колодки. Од Ю а1. A BRAKE PAD, containing a body mainly of partially graphitized cast iron, characterized in that, in order to improve the technological and operational characteristics, it is reinforced with an insert of graphitized cast iron placed along its length in the central part, and a steel back-frame on a non-working surface. 2. The block according to claim 1, characterized in that in the cross section the area of the insert of graphitized iron is 7-12% of the area of the brake pad. Od yu a

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на железнодорожном транспорте для торможения подвижного состава железнодорожного транспорта.The invention relates to mechanical engineering and can be used in railway transport for braking the rolling stock of railway transport.

Цель изобретения — повышение технологических и эксплуатационных характеристик тормозной колодки.The purpose of the invention is to improve the technological and operational characteristics of the brake pads.

На чертеже изображена конструкция тормозной колодки.The drawing shows the design of the brake pads.

Тормозная колодка 1 из частично графитизированного чугуна содержит вставку 2 в центральной части и спинку-каркас 3. В том случае, если вставка из чугуна занимает более 12% сечения колодки, при отливке колодки по средине ее длины образуется трещина в результате расширения вставки. Если вставка из чугуна занимает менее 7% сечения колодки, эффективность ее влияния как холодильника на кристаллизацию и впоследствии на длительность отжига и структуру чугуна незначительна и не обеспечивает повышения технологических и эксплуатационных свойств тормозных колодок. Оптимальная величина сечения вставки из чугуна подобрана опытным путем.The brake shoe 1 of partially graphitized cast iron contains an insert 2 in the central part and a back frame 3. In the event that an insert made of cast iron occupies more than 12% of the cross-section of the shoe, a crack will form when the shoe is cast in the middle of its length as a result of the expansion of the insert. If an insert made of cast iron occupies less than 7% of the cross-section of a shoe, the effectiveness of its influence as a refrigerator on crystallization and subsequently on the duration of annealing and the structure of cast iron is insignificant and does not provide an increase in the technological and operational properties of brake shoes. The optimum value of the cross section of the insert made of cast iron is selected empirically.

Вставка изменяет характер кристаллизации чугуна так, что с большей скоростью кристаллизуется чугун в центральной части отливки. При этом усадка чугуна проходит таким образом, что в отливке не образуется концентрированных раковин, а формируется только рассеянная пористость в верхней части колодки.The insert changes the character of crystallization of cast iron so that cast iron crystallizes in the central part of the casting at a faster rate. At the same time, shrinkage of cast iron takes place in such a way that concentrated shells do not form in the casting, but only diffuse porosity is formed in the upper part of the block.

Конструкция колодки со вставкой в ее центральной части' позволяет отливать ее в открытую форму, без прибылей и литниковой системы, так как характер ее затвердевания проходйт без утяжки на открытой поверхности расплава чугуна в форме, что обеспечивает экономию расплава чугуна и трудозатрат на формовке.The design of the block with an insert in its central part allows casting it in an open form, without profits and gating system, since the nature of its solidification takes place without tightening on the open surface of the molten iron in the mold, which saves the molten iron and labor costs on molding.

При отжиге отливки графитизация чугуна проходит с большей скоростью в быстрокристаллизовавшихся участках, т.е. в центре колодки, у вставки. Таким образом, колодка этой конструкции имеет меньшую твердость в центральной части и большую — у поверхностных слоев. Различная твердость колодки по сечению и наличие в центральной ее части вставки из графитизированного чугуна повлияет на ее эксплуатационные характеристики. После износа на 7—10 мм колодка на трущейся поверхности имеет различную твердость: максимальную у боковых поверхностей и минимальную в центральной части. Такое распределение твердости на трущейся поверхности колодки способству ет тому, что износ поверхности колеса у места проката минимален и скорость нарастания проката на рабочей поверхности колеса при эксплуатации замедлена. Это в 5 конечном итоге способствует тому, что длительность работы колесных' пар до переточек увеличивается.During annealing of the casting, graphitization of cast iron proceeds at a higher rate in rapidly crystallized areas, i.e. in the center of the pad, at the insert. Thus, the block of this design has a lower hardness in the central part and a greater hardness in the surface layers. Different hardness of the block over the cross section and the presence of a graphite cast iron insert in its central part will affect its performance. After 7-10 mm wear, the block on a rubbing surface has a different hardness: maximum at the side surfaces and minimum in the central part. This distribution of hardness on the rubbing surface of the block contributes to the fact that the wear of the wheel surface at the rental location is minimal and the slew rate of rolling on the working surface of the wheel during operation is slowed down. This ultimately contributes to the fact that the duration of the wheelsets' up to regrinding increases.

Установка вставки в форму, способствующей ускоренной кристаллизации чугуна отливки, позволяет отливать колодку из чугуна как с большой суммой углерода и кремния без отсера, так и с малой без существенного увеличения длительности высокотемпературной стадии отжига. В целом это расширяет пределы содержаний химических 15 элементов, входящих в чугун, способствуя большей технологичности изготовления тормозной колодки этой конструкции, позволяет допускать содержание углерода и кремния в чугуне в более широких пределах.Installing the insert into the mold, which facilitates the accelerated crystallization of cast iron, allows casting a block of cast iron both with a large amount of carbon and silicon without sinter, and with a small without a significant increase in the duration of the high-temperature annealing stage. In general, this extends the limits of the contents of the chemical 15 elements included in cast iron, contributing to greater manufacturability of the manufacture of brake pads of this design, and allows the content of carbon and silicon in cast iron to be wider.

Каркас-спинка из листовой стали в слу²⁰ чае поломки колодки способствует удержанию всех ее частей на башмаке и предотвращает попаданию их на рельсы.Frame-rest of the steel sheet in SLE tea breakage pads ²⁰ helps retain all its parts on the shoe and prevents them from entering the track.

Вставки отливают из серого чугуна, или из того же белого графитизируемого чугуна, 25 из которого отливают и тормозные колодки.The inserts are cast from gray cast iron, or from the same white graphitized cast iron, 25 of which brake pads are cast.

Вставки из белого чугуна отжигают до получения чугуна с твердостью менее 250 НВ. Форму для отливки тормозной колодки делают открытой так же, как и при изготовлении тормозных колодок из серого чугуна. В ³⁰ полость формы устанавливают каркас-спинку из листовой стали в виде полосы или другой конструкции, в центральную часть полости устанавливают вставку и затем форму заливают чугуном (С—3,5%; Si — 0,7%; ₃₅ Мп —0,7%; Р — 0,3%), кристаллизующимся белым, но графитизирующимся при отжиге. Затвердевающий чугун скрепляется заливами и приваркой с каркасом-спинкой, а вставка остается в центральной части колодки.. Затем тормозную колодку отжигают до 40 получения твердости 248—302 НВ (970— 980°С 1,5 ч, охлаждение до 800°С с печью, дальнейшее — на воздухе).Inserts of white cast iron are annealed to produce cast iron with a hardness of less than 250 HB. The mold for casting the brake pads is made open as in the manufacture of brake pads made of gray cast iron. In the ^30th cavity of the mold, a backrest made of sheet steel is installed in the form of a strip or other design, an insert is installed in the central part of the cavity and then the mold is cast in with cast iron (C — 3.5%; Si — 0.7%; ₃₅ Mn — 0.7 %; P - 0.3%), crystallizing white, but graphitizing during annealing. The hardening cast iron is fastened by bays and welding with a back frame, and the insert remains in the central part of the shoe .. Then the brake shoe is annealed to 40 to obtain a hardness of 248–302 HB (970–980 ° C for 1.5 hours, cooling to 800 ° C with a furnace further on air).

Изготовление и испытание тормозных ₄₅ колодок из частично графитизированного чугуна со вставками, размещенных по ее длине в центральной части, и каркасомспинкой из листовой стали на нерабочей поверхности колодки, подтвердили их технологичность в изготовлении, повышение 50 долговечности работы более чем в два раза в сравнении с чугунными колодками известных конструкций и снижение темпа нарастания проката.The manufacture and testing of ₄₅ brake pads from partially graphitized cast iron with inserts placed along its length in the central part and a steel back frame made of sheet steel on the non-working surface of the pads confirmed their manufacturability, more than 50 times more durability compared to cast iron pads of known designs and a decrease in the rate of increase in rental.

Claims

1. BRAKE SHOES, containing the body mainly from partially graphitized cast iron, characterized in that, in order to improve technological and operational characteristics, it is reinforced with an insert made of graphitized cast iron, placed along its length in the central part, and a steel back frame made of non-working surface.

2. Block on π. 1, characterized in that in the cross section the area of the insert of graphitized cast iron is 7-12% of the area of the brake pads.