UA139949U

UA139949U - BRAKE PAD OF RAILWAY VEHICLE

Info

Publication number: UA139949U
Application number: UAU201908426U
Authority: UA
Inventors: Віталій Михайлович Смик; Олег Васильович Савчук; Єгор В'ячеславович Москаленко; Ірина Миколаївна Мельнічук
Original assignee: Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Білоцерківський Завод "Трібо"
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2020-01-27

Abstract

Гальмівна колодка залізничного транспортного засобу містить металевий каркас, з виконаними на його зовнішній поверхні технологічними отворами, закріплений на фрикційному елементі, який виконаний з композиційного матеріалу. Вздовж внутрішньої поверхні металевого каркаса виконані щонайменше три теплопровідні елементи у вигляді видовжених виступів з боковими поглибленнями, крайні з яких розташовані зі зміщенням від країв металевого каркаса в поздовжньому напрямку, а щонайменше один проміжний теплопровідний елемент розташований поміж крайніми теплопровідними елементами, при цьому теплопровідні елементи виконано суцільнолитими з металевим каркасом, частка об'єму металевого каркаса з теплопровідними елементами складає 25-55 % від загального об'єму колодки, при цьому як композиційний матеріал фрикційного елемента використано безазбестовий матеріал на каучуково-смоляній основі.The brake pad of a railway vehicle comprises a metal frame, with technological holes made on its outer surface, fixed on a friction element, which is made of a composite material. Along the inner surface of the metal frame made at least three heat-conducting elements in the form of elongated protrusions with lateral recesses, the ends of which are offset from the edges of the metal frame in the longitudinal direction, and at least one intermediate heat-conducting element is located between the end heat-conducting elements. with a metal frame, the share of the volume of the metal frame with heat-conducting elements is 25-55% of the total volume of the pad, while as a composite material of the friction element used asbestos-free material on a rubber-resin basis.

Description

Корисна модель належить до галузі залізничного транспорту, а саме до гальмівних колодок залізничних транспортних засобів.The utility model belongs to the field of railway transport, namely to the brake pads of railway vehicles.

Гальмівні колодки є змінними робочими деталями, які належать до основної частини гальмівної системи. Від якості гальмівних колодок залежать довжина гальмівних шляхів, підвищення швидкостей та безпека руху. Гальмівні колодки повинні мати заданий коефіцієнт тертя, мало залежний від швидкості, високу стійкість проти спрацювання та стабільно працювати в різних кліматичних умовах.Brake pads are replaceable working parts that belong to the main part of the braking system. The length of braking distances, speed increase and traffic safety depend on the quality of brake pads. Brake pads must have a specified coefficient of friction, little dependent on speed, high resistance against activation and work stably in various climatic conditions.

Відома гальмівна колодка, що призначена для гальмування коліс залізничного вагона.A known brake pad intended for braking the wheels of a railway car.

Гальмівна колодка містить опорну пластину, яка має задану конфігурацію у вигляді вигнутої полоси та засіб для кріплення опорної пластини до гальмівної головки, який розташовано на кожному кінці опорної пластини. Гальмівна колодка додатково включає в себе гальмівні накладки, що кріпляться до опорної пластини та має гальмівну поверхню для зачеплення з колісною парою залізничного вагона (патент 56581732 (В1)).The brake pad includes a backing plate that has a predetermined configuration in the form of a curved strip and a means for attaching the backing plate to the brake head, which is located at each end of the backing plate. The brake pad additionally includes brake linings attached to the support plate and has a braking surface for engagement with the wheel pair of the railway car (patent 56581732 (В1)).

Недоліком відомої гальмівної колодки є недостатнє забезпечення термостійкості, що обумовлено відсутністю металевої вставки, основною задачею якої є забезпечення відводу тепла від поверхні тертя. Крім того, гальмівна колодка має велику кількість кріпильних деталей, що не дозволяє досягти необхідного тепловідведення, а також є джерелом утворення осередків корозії в місцях зчленування різних поверхонь.The disadvantage of the known brake pad is the insufficient provision of heat resistance, due to the absence of a metal insert, the main task of which is to ensure the removal of heat from the friction surface. In addition, the brake pad has a large number of fastening parts, which does not allow to achieve the necessary heat dissipation, and is also a source of the formation of corrosion centers in the joints of various surfaces.

Також відома гальмівна колодка для використання на залізничному транспорті.A brake pad for use in railway transport is also known.

Композиційна гальмівна колодка включає в себе опорну пластину, що має стремено і гальмівну поверхню, що має задану конфігурацію у вигляді вигнутої полоси та фрикційний елемент, який виконано з композиційного матеріалу першого типу тертя, що проходить по поверхні гальмівної колодки. Композиційна гальмівна колодка додатково містить матеріал другого типу тертя, виконаний у вигляді щонайменше однієї дискретної вставки та відлитий в композиційний матеріал першого типу тертя. Матеріал другого типу тертя повністю впроваджується в композиційний матеріал першого типу тертя. Композиційний матеріал першого фрикційного типу розмивається внаслідок фрикційної взаємодії з поверхнею колісної пари під час нормальних операцій гальмування, причому матеріал другого фрикційного типу проявляє більш високі абразивні властивості, ніж композиційний матеріал першого типу тертя. ЩонайменшеThe composite brake pad includes a support plate that has a stirrup and a braking surface that has a given configuration in the form of a curved strip and a friction element that is made of a composite material of the first type of friction that passes over the surface of the brake pad. The composite brake pad additionally contains a material of the second type of friction, made in the form of at least one discrete insert and cast into the composite material of the first type of friction. The material of the second type of friction is completely incorporated into the composite material of the first type of friction. The composite material of the first friction type erodes due to frictional interaction with the surface of the wheel pair during normal braking operations, and the material of the second friction type exhibits higher abrasive properties than the composite material of the first friction type. At least

Зо один елемент матеріалу тертя пов'язаний з опорною пластиною (патент 56241058 (В1)).One element of the friction material is connected to the support plate (patent 56241058 (B1)).

Недоліком гальмівної колодки є відсутність елементів відводу тепла від зони контакту колодки та колеса. Крім того, колодка не містить додаткових засобів кріплення фрикційного елемента до опорної пластини, що може призвести до можливого від'єднання (відриву) фрикційного елемента в режимах екстреного гальмування.The disadvantage of the brake pad is the lack of heat removal elements from the area of contact between the pad and the wheel. In addition, the block does not contain additional means of fastening the friction element to the support plate, which can lead to possible disconnection (detachment) of the friction element in emergency braking modes.

Також відома гальмівна колодка, що містить чавунний каркас, у якому розташовані фрикційні вставки із композиційного вуглець-вуглецевого матеріалу. Чавунний каркас гальмівної колодки є основою конструкції і фрикційним елементом на робочій поверхні тертя гальмівної колодки (патент ОА 88410).Also known is a brake pad containing a cast-iron frame in which friction inserts made of carbon-carbon composite material are located. The cast-iron frame of the brake pad is the basis of the structure and the friction element on the friction working surface of the brake pad (patent OA 88410).

Недоліком гальмівної колодки є те, що поверхня тертя має велику частку чавуну, що призводить до пошкодження та швидкого зносу сталевих колісних пар при гальмуванні і утворення на них так званого дефекту як прокат.The disadvantage of the brake pad is that the friction surface has a large proportion of cast iron, which leads to damage and rapid wear of the steel wheel pairs during braking and the formation of a so-called rolling defect on them.

Відома гальмівна колодка містить сталевий каркас, чавунне дугоподібне тіло. Дугоподібне тіло складається з основної ділянки тіла колодки, забезпеченого вставками циліндричної форми і розміщеними групами, та профільної ділянки тіла колодки з перерізом, оснащеної вставками.The well-known brake pad contains a steel frame, a cast-iron arc-shaped body. The arc-shaped body consists of the main section of the pad body, provided with cylindrical inserts and placed groups, and the profile section of the pad body with a section, equipped with inserts.

Колодка має додатковий металевий каркас, на якому закріплені циліндричні вставки основної ділянки тіла колодки і гребневі вставки профільної ділянки. Циліндричні вставки основної ділянки тіла колодки виконані з композиційного фрикційного матеріалу з коефіцієнтом тертя вище коефіцієнта тертя основи. Гребневі вставки профільної ділянки виконані у вигляді профільних елементів і встановлені в переріз колодки, що знаходиться в контакті з гребневою поверхнею бандажа колеса та взаємодіє з бічною поверхнею рейки. Вставки виконані з антифрикційного композиційного матеріалу з коефіцієнтом тертя нижче коефіцієнта тертя матеріалу основи і абразивністю нижче абразивності матеріалу основи і матеріалу вставок, розміщених в основній ділянці тіла колодки (патент КИ 2494901).The pad has an additional metal frame, on which the cylindrical inserts of the main part of the pad body and the ridge inserts of the profile section are fixed. Cylindrical inserts of the main part of the pad body are made of composite friction material with a friction coefficient higher than the friction coefficient of the base. The ridge inserts of the profile section are made in the form of profile elements and are installed in the section of the block, which is in contact with the ridge surface of the wheel rim and interacts with the side surface of the rail. Inserts are made of anti-friction composite material with a coefficient of friction lower than the coefficient of friction of the base material and an abrasiveness lower than the abrasiveness of the base material and the material of the inserts placed in the main part of the pad body (patent KI 2494901).

Недоліком гальмівної колодки є те, що використання різних за хімічним складом металів (чавун і сталь) знижує корозійну стійкість, а стійкі до зносу вставки з антифрикційного композиційного матеріалу можуть призвести до нерівномірного зносу колодки по ширині і її перекосу у гальмівній системі.The disadvantage of the brake pad is that the use of metals of different chemical composition (cast iron and steel) reduces corrosion resistance, and wear-resistant inserts made of anti-friction composite material can lead to uneven wear of the pad along its width and its distortion in the brake system.

Відома гальмівна колодка залізничного транспортного засобу містить композиційний фрикційний елемент, закріплений на металевому каркасі, виконаному у вигляді вигнутої полоси, бо на поверхні якої розташовано центральну бобишку з отвором для розміщення чеки та бічні бобишки, засоби механічного кріплення композиційного фрикційного елемента, підсилювальну пластину та металеві вставки. Вставки за одним варіантом здійснення прикріплені до металевого каркаса за допомогою різьбового з'єднання, а за іншим варіантом - вставки закріплені на металевому каркасі за допомогою механічного кріплення, виконаного у вигляді висічок, вирубаних у металевому каркасі, та вигнутих країв підсилювальної пластини, які входять у виїмки, виконані на щонайменше одній бічній поверхні вставок. Фрикційний елемент містить поперечні пази, виконані з обох боків кожної вставки таким чином, що вони обмежені з одного боку бічними поверхнями вставок (патент ОА 115877).A known brake shoe of a railway vehicle contains a composite friction element fixed on a metal frame made in the form of a curved strip, on the surface of which there is a central boss with a hole for placing a check and side bosses, means of mechanical fastening of the composite friction element, a reinforcing plate and metal inserts . Inserts according to one version of the implementation are attached to the metal frame using a threaded connection, and according to another version, the inserts are fixed on the metal frame using a mechanical fastener made in the form of cutouts cut in the metal frame and curved edges of the reinforcing plate, which are included in notches made on at least one side surface of the inserts. The friction element contains transverse grooves made on both sides of each insert in such a way that they are limited on one side by the side surfaces of the inserts (patent OA 115877).

Недоліком відомої конструкціє є те, що за одним варіантом здійснення кріплення фрикційного елемента до металевого каркаса реалізується за допомогою різьбового з'єднання, а за іншим варіантом - фракційний елемент кріпиться на металевому каркасі за допомогою механічного кріплення, виконаного у вигляді висічок, вирубаних у металевому каркасі, такий спосіб кріплення фрикційного елемента є не надійним, особливо при екстреному гальмуванні та може призвести до відриву фрикційного елемента від металевого каркаса.The disadvantage of the known design is that, according to one version, the friction element is attached to the metal frame using a threaded connection, and according to another version, the friction element is attached to the metal frame using a mechanical fastener made in the form of cutouts cut in the metal frame , this method of fastening the friction element is not reliable, especially during emergency braking, and may lead to separation of the friction element from the metal frame.

Відомо композитну гальмівну колодку, яка виконана з металу, зокрема з чавуну, для композитного гальмівного блока, зокрема для залізничних транспортних засобів, де композитна гальмівна колодка оснащена основним корпусом у формі пластини та має опорну поверхню на внутрішній стороні для пластичної композиції композитного гальмівного блока. Основний корпус забезпечений щонайменше однією сталевою вставкою, причому бажано, щоб утримуючі шийки для пластичної композиції були передбачені на внутрішній стороні основного корпусу. Сталева вставка має не прямокутний поперечний переріз по всій довжині основного корпусу, а формує кільцевий поперечний переріз (заявка УМО2011006635 (А1)).A composite brake pad is known, which is made of metal, in particular cast iron, for a composite brake unit, in particular for railway vehicles, where the composite brake pad is equipped with a main body in the form of a plate and has a support surface on the inner side for the plastic composition of the composite brake unit. The main body is equipped with at least one steel insert, and it is desirable that retaining necks for the plastic composition are provided on the inside of the main body. The steel insert does not have a rectangular cross-section along the entire length of the main body, but forms an annular cross-section (application UMO2011006635 (А1)).

Недоліком даної гальмівної колодки є те, що встановлене відсоткове відношення площин робочих поверхонь вставки та фрикційного елемента є недостатнім для забезпечення необхідного відводу тепла від зони тертя. Колодка також характеризується відсутністю елементів конструкції, за допомогою яких відбувалось би відведення продуктів гальмування.The disadvantage of this brake pad is that the established percentage ratio of the planes of the working surfaces of the insert and the friction element is insufficient to ensure the necessary heat removal from the friction zone. The pad is also characterized by the absence of structural elements, which would allow the removal of braking products.

Найбільш близьким є гальмівний блок для залізничних транспортних засобів, що містить чавунний задній гальмівний блок і фрикційний матеріал, який жорстко з'єднаний із заднім гальмівним блоком. Задня частина колодки має вигнуту пластинчату основу з внутрішньоюThe closest is the brake block for railway vehicles, which contains a cast iron rear brake block and a friction material which is rigidly connected to the rear brake block. The rear part of the pad has a curved plate base with an internal

Зо опорною поверхнею для пластичного матеріалу. Загальна гальмівна поверхня гальмівного блока сформована переважно з щонайменше однієї зовнішньої поверхні фрикційного матеріалу і принаймні з щонайменше однієї зовнішньої поверхні задньої частини гальмівного блоку. Згідно з корисною моделлю основа виконана без рамки на поздовжніх сторонах і містить бічну стінку в формі щоки на кожній поперечній стороні. Фрикційний матеріал розміщений між боковинами.With a support surface for plastic material. The general braking surface of the brake block is formed preferably from at least one outer surface of the friction material and at least from at least one outer surface of the rear part of the brake block. According to a useful model, the base is made without a frame on the longitudinal sides and includes a cheek-shaped side wall on each transverse side. The friction material is placed between the sidewalls.

Кожна боковина має щонайменше одне переривання, яке йде від верхньої поверхні бічної стінки в напрямку до опорної поверхні і поділяє бічну стінку щонайменше на дві секції. Грані бічних секцій утворюють частину загальної гальмівної поверхні (заявка УУО2009036830 (А2)).Each side wall has at least one break that extends from the top surface of the side wall toward the support surface and divides the side wall into at least two sections. The edges of the side sections form part of the total braking surface (application UUO2009036830 (A2)).

Недоліком найбільш близького рішення є: швидкий знос фрикційного елемента в процесі експлуатації (пластмаси), фрикційні вставки мають високу зносостійкість, в результаті чого знижуються характеристики фрикційного контакту колодки з колесом, коефіцієнт взаємного перекриття, коефіцієнт тертя, а отже, ефективність гальмування в цілому. Також, так звані, боковини можуть зруйнуватись у ході екстреного гальмування, адже їх приєднання до задньої стінки блока є консольним і його міцність може виявитись недостатньою через малу товщину.The disadvantage of the closest solution is: rapid wear of the friction element during operation (plastics), friction inserts have high wear resistance, as a result of which the characteristics of the frictional contact of the pad with the wheel, the coefficient of mutual overlap, the coefficient of friction, and therefore the braking efficiency as a whole are reduced. Also, the so-called sidewalls can collapse during emergency braking, because their connection to the rear wall of the block is cantilever and its strength may be insufficient due to the small thickness.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення надійності роботи та зносостійкості колодки, збільшення тепловідводу гальмівної колодки та вирівнювання температурного поля по робочій поверхні колодки за рахунок високого значення теплоємності та теплопровідності металевого каркаса при заданому рівні коефіцієнта тертя та мінімальному зносі колісної пари, забезпечити надійне закріплення фрикційного елемента на металевому каркасі, а також забезпечити більш рівномірний знос по довжині колодки під час експлуатації, збільшити корозійну стійкість за рахунок суцільнолитої конструкції металевого каркаса з теплопровідними елементами. Покращення тепловідведення від зони тертя дозволить значно знизити кількість дефектів колісних пар, що виникають внаслідок їх перегріву в ході гальмування.The useful model is based on the task of increasing the reliability and wear resistance of the pad, increasing the heat dissipation of the brake pad and leveling the temperature field on the working surface of the pad due to the high value of the heat capacity and thermal conductivity of the metal frame at a given level of the coefficient of friction and minimal wear of the wheel pair, to ensure reliable fixation of the friction element on the metal frame, as well as ensure more uniform wear along the length of the pad during operation, increase corrosion resistance due to the one-piece construction of the metal frame with heat-conducting elements. Improving heat removal from the friction zone will significantly reduce the number of defects in wheel pairs that occur due to their overheating during braking.

Поставлена задача вирішується наступним чином.The task is solved as follows.

Гальмівна колодка залізничного транспортного засобу, яка містить металевий каркас, з виконаними на його зовнішній поверхні технологічними отворами, закріплений на фрикційному елементі, який виконаний з композиційного матеріалу. Згідно з корисною моделлю вздовж внутрішньої поверхні металевого каркаса виконані щонайменше три теплопровідні елементи у вигляді видовжених виступів з боковими поглибленнями, крайні з яких розташовані зі зміщенням від країв металевого каркаса в поздовжньому напрямку, а щонайменше один бо проміжний теплопровідний елемент розташований поміж крайніми теплопровідними елементами, при цьому теплопровідні елементи виконано суцільнолитими з металевим каркасом, частка об'єму металевого каркаса з теплопровідними елементами складає 25-55 95 від загального об'єму колодки, при цьому як композиційний матеріал фрикційного елемента використано безазбестовий матеріал на каучуково-смоляній основі.The brake shoe of a railway vehicle, which contains a metal frame, with technological holes made on its outer surface, is fixed on a friction element, which is made of a composite material. According to a useful model, at least three heat-conducting elements are made along the inner surface of the metal frame in the form of elongated protrusions with side recesses, the extreme ones of which are located with an offset from the edges of the metal frame in the longitudinal direction, and at least one intermediate heat-conducting element is located between the extreme heat-conducting elements, with in this case, the heat-conducting elements are integrally cast with a metal frame, the share of the volume of the metal frame with heat-conducting elements is 25-55 95 of the total volume of the pad, and as the composite material of the friction element, an asbestos-free material on a rubber-resin basis is used.

Технічний результат - збільшення теплопровідності гальмівної колодки в цілому та вирівнювання температурного поля по робочій поверхні колодки за рахунок високого значення теплоємності та теплопровідності металевого каркаса при заданому рівні коефіцієнта тертя та мінімальному зносі колісної пари. Забезпечення більш рівномірного зносу по довжині колодки під час експлуатації та надійного закріплення фрикційного елемента. Збільшення корозійної стійкості за рахунок суцільнолитої з металевим каркасом конструкції теплопровідних елементів, відсутності поверхонь контакту металевих матеріалів різної природи (хімічного складу), що може призвести до корозійного електрохімічного процесу, який посилюється атмосферними явищами (вологість, активні гази в повітрі тощо).The technical result is an increase in the thermal conductivity of the brake pad as a whole and equalization of the temperature field on the working surface of the pad due to the high value of heat capacity and thermal conductivity of the metal frame at a given level of the friction coefficient and minimal wear of the wheel pair. Ensuring more uniform wear along the length of the pad during operation and reliable fastening of the friction element. Increased corrosion resistance due to the design of heat-conducting elements integrally cast with a metal frame, the absence of contact surfaces of metal materials of different nature (chemical composition), which can lead to a corrosive electrochemical process that is intensified by atmospheric phenomena (moisture, active gases in the air, etc.).

При цьому кожен з крайніх теплопровідних елементів має щонайменше один проріз, який розділяє теплопровідний елемент на частини, утворюючи теплопровідні ділянки, що розташовані по повздовжніх краях робочої поверхні колодки, а проміжний теплопровідний елемент утворює щонайменше одну теплопровідну ділянку в центральній частині робочої поверхні колодки. Забезпечуючи рівномірний розподіл теплопровідних елементів по робочій поверхні колодки та ефективне відведення тепла при гальмуванні та підвищує зносостійкість гальмівної колодки.At the same time, each of the extreme heat-conducting elements has at least one slot that divides the heat-conducting element into parts, forming heat-conducting areas located along the longitudinal edges of the working surface of the pad, and the intermediate heat-conducting element forms at least one heat-conducting area in the central part of the working surface of the pad. Ensuring uniform distribution of heat-conducting elements on the working surface of the pad and effective heat removal during braking and increases the wear resistance of the brake pad.

При цьому щонайменше два проміжні теплопровідні елементи розташовані симетрично відносно центра повздовжньої осі.At the same time, at least two intermediate heat-conducting elements are located symmetrically relative to the center of the longitudinal axis.

При цьому теплопровідні елементи мають консольне з'єднання із задньою частиною каркаса, тому їх товщина повинна бути достатньою, щоб унеможливити їх руйнування у ході будь-яких режимів гальмування.At the same time, the heat-conducting elements have a cantilever connection with the rear part of the frame, so their thickness must be sufficient to prevent their destruction during any braking modes.

При цьому гальмівна колодка залізничного транспортного засобу містить від З до 10 теплопровідних елементів. При зменшенні кількості теплопровідних елементів, а саме менше ніж три, відвід тепла від робочої поверхні не достатній, що призводить до перегрівання колодки, збільшення теплопровідних елементів, на робочій поверхні, більше ніж десять, призводить доAt the same time, the brake pad of a railway vehicle contains from 3 to 10 heat-conducting elements. When reducing the number of heat-conducting elements, namely less than three, heat removal from the working surface is not sufficient, which leads to overheating of the pad, increasing the number of heat-conducting elements on the working surface, more than ten, leads to

Зо пошкодження або швидкого зносу колісних пар.From damage or rapid wear of wheel pairs.

При цьому теплопровідні елементи виконано з ливарними ухилами в бік каркаса, що складають 0,27...8,07. Завдяки такому рішенню тепло від робочої поверхні рівномірно розподіляється по всій площині колодки.At the same time, heat-conducting elements are made with casting slopes in the direction of the frame, which are 0.27...8.07. Thanks to this solution, the heat from the working surface is evenly distributed over the entire surface of the pad.

При цьому закріплення на каркасі фрикційного матеріалу на поверхнях теплопровідних елементів відбувається за рахунок його запресовування у дисперсному вигляді та вулканізації під дією температури та тиску. Що забезпечує надійне кріплення фрикційного елемента на каркасі, та ууоеможливлює його відрив під час екстреного гальмування.At the same time, the fixation of the friction material on the frame on the surfaces of the heat-conducting elements occurs due to its pressing in a dispersed form and vulcanization under the influence of temperature and pressure. That ensures reliable fastening of the friction element on the frame, and makes it possible to detach it during emergency braking.

При цьому безазбестовий матеріал на каучуково-смоляній основі з вмістом армуючих волокон та домішок забезпечує досягнення твердості поверхні фрикційного елемента заAt the same time, the asbestos-free material on a rubber-resin basis with the content of reinforcing fibers and impurities ensures the achievement of the surface hardness of the friction element according to

Брінелем у межах 3...35 НВ, коефіцієнта тертя у парі з колісною сталлю у межах 0,06...0,30, значення наведені для колодок з низьким коефіцієнтом тертя.Brinell in the range of 3...35 HB, the coefficient of friction in a pair with wheel steel in the range of 0.06...0.30, the values are given for pads with a low coefficient of friction.

Брінелем у межах 1,2...10 НВ, коефіцієнта тертя колодки у парі з колісною сталлю у межах 0,17...0,45, значення наведені для колодок з високим коефіцієнтом тертя.Brinell in the range of 1.2...10 HB, the coefficient of friction of the pad in a pair with wheel steel in the range of 0.17...0.45, the values are given for pads with a high coefficient of friction.

Експериментально було встановлено, що за рахунок використання безазбестового фрикційного матеріалу на каучуково-смоляній основі з вмістом армуючих волокон та домішок оптимальні значення твердості за Брінеллем для колодок з низьким коефіцієнтом тертя повинні бути у межах 3...35 НВ, а для колодок з високим коефіцієнтом тертя - в межах 1,2...10 НВ. Дані діапазони забезпечують підвищення зносостійкості колодки. Використання матеріалів зі значеннями твердості нижче встановлених діапазонів для кожного варіанту призводить до швидкого зносу робочої поверхні, а використання матеріалу із твердістю більше встановлених діапазонів для кожного варіанту може призводить до прискореного зносу колісної пари. Також експериментально встановлено, що оптимальні діапазони значень коефіцієнта тертя для безазбестового матеріалу на каучуково-смоляній основі з вмістом армуючих волокон становлять: для колодок з низьким коефіцієнтом тертя в діапазоні 0,06...0,30, а для колодок з високим коефіцієнтом тертя в межах 0,17...0,45. Дані діапазони є оптимальними, оскільки в даних межах коефіцієнт тертя залишається найбільш стабільним протягом тривалого часу експлуатації, а також визначає найбільш оптимальні значення лінійного зносу та сприяє бо покращенню зносостійкості.It was experimentally established that due to the use of asbestos-free friction material on a rubber-resin basis with the content of reinforcing fibers and impurities, the optimal Brinell hardness values for pads with a low coefficient of friction should be within 3...35 HB, and for pads with a high coefficient friction - within 1.2...10 NV. These ranges provide increased wear resistance of the pad. The use of materials with hardness values below the established ranges for each variant leads to rapid wear of the working surface, and the use of material with hardness values greater than the established ranges for each variant can lead to accelerated wear of the wheelset. It was also experimentally determined that the optimal ranges of friction coefficient values for asbestos-free material on a rubber-resin base with the content of reinforcing fibers are: for pads with a low friction coefficient in the range of 0.06...0.30, and for pads with a high friction coefficient in within 0.17...0.45. These ranges are optimal, because within these limits the coefficient of friction remains the most stable for a long time of operation, and also determines the most optimal values of linear wear and contributes to the improvement of wear resistance.

При цьому крайні теплопровідні елементи розміщено по краях робочої поверхні або зміщені від краю в поздовжньому напрямку на величину до 150 мм. Експериментально було встановлено, таке розташування дає найбільш ефективний розподіл теплопровідних елементів по робочій поверхні, з урахування теплопровідних елементів, які розташовані між крайніми елементами. При розміщенні крайніх теплопровідних елементів від краю більш ніж 150 мм. у напрямку центра робочої поверхні, теплопровідні елементи скупчуються та утворюють ділянки, які призводять до нерівномірного зносу чи навіть пошкодження колісної пари.At the same time, the extreme heat-conducting elements are placed along the edges of the working surface or displaced from the edge in the longitudinal direction by up to 150 mm. It was experimentally established that this arrangement gives the most effective distribution of heat-conducting elements on the working surface, taking into account the heat-conducting elements that are located between the extreme elements. When placing the extreme heat-conducting elements more than 150 mm from the edge. towards the center of the working surface, heat-conducting elements accumulate and form areas that lead to uneven wear or even damage to the wheel pair.

При цьому металевий каркас містить посилюючу вставку, яка розташовується в центральній частині, під технологічним отвором. Металева вставки також виступають як елементи, що компенсують вібрацію та ударні навантаження при гальмуванні.At the same time, the metal frame contains a reinforcing insert, which is located in the central part, under the technological hole. Metal inserts also act as elements that compensate for vibration and shock loads during braking.

На фіг. 7 наведено температура робочої поверхні колеса в результаті використання колодки, що заявляється, позначено на графіку позицією 8 в порівняні, за аналогічними колодками з відомого рівня техніки в яких Фрикційний елемент закріплено до металевого каркасу за допомогою механічного кріплення, позначена на графіку позицією 9.In fig. 7 shows the temperature of the working surface of the wheel as a result of using the claimed pad, marked on the graph by position 8 in comparison with similar pads from the known prior art in which the friction element is fixed to the metal frame using a mechanical fastener, marked on the graph by position 9.

Результати випробувань колодок, на суцільно вилитих металевих каркасах, показали, що кінцева температура робочої поверхні колеса з використанням колодок на суцільно вилитих металевих каркасах при гальмуванні з початкових швидкостей від 50 до 140 км/год. в середньому на 30 95 нижча, ніж при тих же умовах з використанням колодок з відомого рівня техніки. Кінцева температура робочої поверхні колеса при гальмуванні з 160 км/год. нижча на 4 до при використанні колодок з суцільно вилитими металевими каркасами. Здатність відводити тепло від робочої поверхні колеса значно вище у колодок на суцільно вилитих металевих каркасах. Використання колодок, що заявляються, значно зменшує вірогідність виникнення дефектів колісних пар, а також, зменшує частоту виникнення випадків намерзання льоду.The results of tests of pads on solid cast metal frames showed that the final temperature of the working surface of the wheel using pads on solid cast metal frames when braking from initial speeds of 50 to 140 km/h. on average 30 95 lower than under the same conditions using pads from the known state of the art. The final temperature of the working surface of the wheel when braking from 160 km/h. lower by 4 when using blocks with solidly cast metal frames. The ability to remove heat from the working surface of the wheel is much higher than pads on solid cast metal frames. The use of self-sealing pads significantly reduces the likelihood of defects in wheel pairs, as well as reduces the frequency of ice formation.

Перелік фігур кресленьList of drawing figures

Запропонована корисна модель ілюструється наступним прикладом її виконання, а також відповідними ілюстрованими матеріалами, на яких зображено наступне:The proposed useful model is illustrated by the following example of its implementation, as well as by corresponding illustrated materials, which depict the following:

Фіг. 1 - Загальний вигляд металевого каркасу колодки з фрикційним елементом.Fig. 1 - General view of the metal frame of the pad with a friction element.

Фіг. 2 - Загальний вигляд металевого каркаса колодки знизу.Fig. 2 - General view of the metal frame of the pad from below.

Фіг. З - Вигляд металевого каркаса колодки збоку.Fig. C - View of the metal frame of the pad from the side.

Зо Фіг. 4 - Переріз А-А на фіг. 3.From Fig. 4 - Section A-A in fig. 3.

Фіг. 5 - Вигляд металевого каркаса колодки зверху.Fig. 5 - View of the metal frame of the pad from above.

Фіг. 6 - Вигляд металевого каркаса колодки знизу.Fig. 6 - Bottom view of the metal frame of the pad.

Фіг. 7 - Порівняння температур робочої поверхні колеса.Fig. 7 - Comparison of temperatures of the working surface of the wheel.

Зображені матеріали, що ілюструють заявлену корисну модель, а також наведені приклади конкретного виконання ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі.The depicted materials illustrating the claimed utility model, as well as the given examples of specific implementation, in no way limit the scope of claims set forth in the formula, but only explain the essence of the utility model.

Детальний опис (інформація, що підтверджує можливість здійснення корисної моделі)Detailed description (information confirming the possibility of implementing a useful model)

Гальмівна колодка залізничного транспортного засобу містить металевий каркас 1 з виконаними на його зовнішній поверхні боковими технологічними отворами 2 та композиційний фрикційний елемент 3, який виконано з безазбестового матеріалу на каучуково-смоляній основі і закріплено на внутрішній стороні металевого каркаса 1. Вздовж внутрішньої поверхні металевого каркаса 1 знаходяться крайні теплопровідні елементи 4, які розташовані зі зміщенням від країв металевого каркаса 1 в поздовжньому напрямку, та проміжні теплопровідні елементи 5, які розташовані поміж крайніми теплопровідними елементами 4. Теплопровідні елементи 4, 5 виконано суцільнолитими з металевим каркасом 1. Також гальмівна колодка містить посилюючу вставку б, яка розташовується в центральній частині, під технологічним отвором 7. Закріплення фрикційного елемента З на металевому каркасі 1 відбувається за рахунок його запресовування у дисперсному вигляді та вулканізації під дією температури та тиску.The brake pad of a railway vehicle contains a metal frame 1 with lateral technological holes 2 made on its outer surface and a composite friction element 3, which is made of asbestos-free material on a rubber-resin base and fixed on the inner side of the metal frame 1. Along the inner surface of the metal frame 1 there are extreme heat-conducting elements 4, which are offset from the edges of the metal frame 1 in the longitudinal direction, and intermediate heat-conducting elements 5, which are located between the extreme heat-conducting elements 4. The heat-conducting elements 4, 5 are integrally cast with the metal frame 1. Also, the brake pad contains a reinforcing insert b, which is located in the central part, under the technological opening 7. Fixing of the friction element C on the metal frame 1 occurs due to its pressing in dispersed form and vulcanization under the influence of temperature and pressure.

Заявлена корисна модель може бути використана у конструкції гальмівних колодок для певних типів залізничних транспортних засобів, зокрема для пасажирських вагонів та моторвагонного рухомого складу (електричок). Колодки виготовлені з металевого каркаса 1, який виконано суцільнолитим з теплопровідними елементами 4, 5 до робочої поверхні. В процесі гальмування з колісною парою контактує не тільки фрикційний композиційний елементThe claimed useful model can be used in the construction of brake pads for certain types of railway vehicles, in particular for passenger cars and rolling stock (electric trains). The blocks are made of a metal frame 1, which is cast integrally with heat-conducting elements 4, 5 to the working surface. In the process of braking, not only the friction composite element comes into contact with the wheel pair

З, який виконано з безазбестовго матеріалу на каучуково-смоляній основі, а і теплопровідні елементи 4, 5. Наявність теплопровідних елементів 4, 5 до поверхні колісної пари дозволяє колодці виконувати ряд функцій, основною з яких є значне підвищення тепловідведення від поверхні тертя колодки та колісної пари, мінімізувати знос колісної пари.Z, which is made of asbestos-free material on a rubber-resin base, and heat-conducting elements 4, 5. The presence of heat-conducting elements 4, 5 to the surface of the wheel pair allows the pad to perform a number of functions, the main of which is a significant increase in heat removal from the friction surface of the pad and wheel pairs, minimize the wear of the wheel pair.

Корисна модель забезпечує стабільність фрикційних характеристик робочої поверхні протягом всього строку експлуатації колодки, знижує знос колісної пари та підвищує безпеку експлуатації в режимах екстреного гальмування.The useful model ensures the stability of the friction characteristics of the working surface during the entire life of the pad, reduces the wear of the wheel pair and increases the safety of operation in emergency braking modes.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. The brake pad of a railway vehicle, which contains a metal frame, with technological holes made on its outer surface, fixed on a friction element, which is made of a composite material, which is characterized by the fact that along the inner surface of the metal frame, at least three heat-conducting elements are made in the form elongated protrusions with side depressions, the extremes of which are located with an offset from the edges of the metal frame in the longitudinal direction, and at least one intermediate heat-conducting element is located between the extreme heat-conducting elements, while the heat-conducting elements are integrally cast with the metal frame, a fraction of the volume of the metal frame with heat-conducting elements is 25-55 95 of the total volume of the pad, while the composite material of the friction element is an asbestos-free material on a rubber-resin basis.

2. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that each of the extreme heat-conducting elements has at least one slot that divides the heat-conducting element into parts, forming heat-conducting areas located along the longitudinal edges of the working surface of the pad, and the intermediate heat-conducting element forms at least one heat-conducting area in the central part of the working surface of the pad.

3. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that it has at least two intermediate heat-conducting elements, which are located symmetrically with respect to the center of the longitudinal axis.

4. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that it contains from 3 to 10 heat-conducting elements.

5. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the heat-conducting elements are made with cast slopes in the direction of the frame, amounting to 0.27...8.0".

6. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the friction material is fixed on the frame on the surfaces of heat-conducting elements due to its pressing in a dispersed form and vulcanization under the influence of temperature and pressure.

7. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the asbestos-free material on a rubber-resin basis with the content of reinforcing fibers and impurities ensures the achievement of the surface hardness of the friction element according to Brinell within 3...35 НВ, the coefficient of friction in a pair with wheel steel in the range of 0.06...0.30.

8. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the asbestos-free material on a rubber-resin base with the content of reinforcing fibers and impurities ensures the achievement of the Brinell surface hardness of the friction element in the range of 1.2...10 HB, the coefficient of friction pads paired with wheel steel in the range of 0.17...0.45.

9. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the extreme heat-conducting elements are placed on the edges of the working surface or are displaced from the edge in the longitudinal direction by up to 150 mm.

10. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the metal frame contains a reinforcing insert, which is located in the central part, under the technological opening.

student B dek a di plin M 1 I o poko koososoikh hi OO i o se N ni she on Z i ho LEK tek, pi BE Movi ey eh a shchi y Ko Ve pe I i still p I U wn B U i Z EH MSHOBMI Uzh z y h ENIO BITE MI i Orpheus Ve h CE VYA Shchors Sha KS zh VADIM s zn EH t i KA ve pon A V I she xx u Ha ha ha i chk shinu NEK kyu ek IN EYA zhush schi BEN Z EE Ken va I STILL B SD SHOCK she still OD ven per r ZY uh - -e a u ve dnih ay Bo and 7 3 x X Fig I zhk yah Kk ch h t it y y sha h ad n Ko; mana a pet M fo oi 4 sho 4 A Ou i Ky p x zi o Y x Chi ny he dy PTU bo Kr x Uk, ho ND KO She I meha still Sl tk v D Mch I h. tsk s a i as me Oi zo still u i zh wai wa NN chai Y ne sk ti hi t a i MIK ke to 0 I REA KA Shk i She o I i saw ZE BA en em KE HM Guk lo ne MOB i . oh MO by y h UKV RI sok M o nya theo Z inve Z niah s v,

Fig.

and

V. school director 01010010. Y Y kety I years still St SEC I POM o Kk sem t Ko xx om a I oo ak KI r PDK KK PO Kok Kn s AK MM EM Me Eh y y. i OO p MM uch SOM AS ee i M MEN ZH PN: OO NAU IM ANU ECO U PA ne y Bezh B She U t Kai zy h y Ye is o zhe ey Ж V shk vi v Y I

Fig.Z

- ! and : N bottom N more : VE Z lnykh N Where and : pt AD N and V es : ! : ICT, : и Н В : Н 2 ; in the 4th V sn KK sk: and Koh y N NE; : dya, MKM Ken Y : і Z Z і J і і Х g: х Н N ИЗ мкВ ЧО За у Н ! Koko ido ttt v te, i: N DY zha BK Inc KA kyuyu in Z k KK odi VAK I o ay navy ihH TGK KONYA i - Zo Ne szhkYA BOM i a Z 1 u sho : VO i EV shchi t EN i PU KI g TEKU i u eh N DM ii rve TV ke oUNn i s Kak 3 V skoroni ve ENN g Kh I Th ih a SCHE KO ish i KZ H HANYA Gch Sche BIT that N pi I FROM RIVER om Ku gu ih 13 14 Mo their mn "DiiiiiiK Ki No NE Not yet not we xx: fe i, KKU it 3 Gu g enya KAMI ra I 1 ti BETA GK N dn 1 sho M fort OO KE 15 i Y U 7 KOKO : KE EYASHENN 3 her TE BE i N KE Kori 11 NE BO VROSHSHISHA : KE 11 her I ii BRODY i KO 1 KN Tl Z BROETE i i EE EN Z NU TE BROMU i i KE x14 1 1 EN BEJ: ii i KO YAN Zh Byk Eya NYA OV ii o VN Eh poh ui Ethics econ N i 1 Neon za i Ku ki Eh er a ЖЖ NV EI DE Ni ИZ u Ki RI LTOZ KE By KU YaKH NV MI 14 REOLTOTOIM KU EE PRISHEYAYA tro Bo I EE NV her POWDER NN KE DAY Ann BUT EE BIO PV hi EH BIO HID and Eh didy SHIZHE oo VOVNY YA her I Konya Mt PIV HIPPI pisha - 2 iya 73 i k I hear 3 i i x x N STILL NO "g i her I x TI her i IZ i th 1 y yah x v v sno Kn vn o i known M shk V E un nn UNKNOWN INE OH KI M Vu I Ye ho 1ŽI : sno EK ih eh De I NYA sheeere 0 TOB dyne ZM NE ENN Kun GOBeNNV i poh POV RM dir NO ENN you about the INN of the Ok JSC II: 1 ; GANKU what Za Z I: her Ann nn their B KE OV JI TEH her GANKU S ECHNY E.

KE FI TK IZ 1 KI ZH poVIi her FI ZE 1E KI ZH SHZOJIK B . FI: ZE Her t Mi Z ESHENE Schi i I: CHE oninnetetintofeststnstesensss Kennnnnnnn Mi NENNY znana Konan Aa I ZH KN ese kun I i t: Z POZI Hu UHIKMYMUM.

ZHI: UZH ULUIMMMMA kovo ZE and ZHO ED o TI: TK We u m EN Z VO Am TSI M NE ENN V skk Vu: M TOM day Z ikskyuk II KUN ZK UZH Z POM HU 1 JE zavnky V SCHE POP A Kk KAK Caps are still - t h sh k X y- Iii x « - ; их в нный шчи птн / 7 и: и: и: - - и и У з У х и ия В Х и х Z KE и Н х с х у И; g i: x ho x i 7 i " g is 4 x x i: x i 7 7 x Bi yah A, pn pn MNN i i Z gana: shlam Nai V. ! sy Muky inve Kt o en a Moz den ee a in i A s ne NI yy o i zh ! dev eNM SCHE TE DN H i ve CK pe i g BIO: I OV pOosh rek Ki Bek Ah, Sha u chi VA tt h ky GNN OO POVE 0 dp! HOM an Ii Mosdym PEC X DO hi OO CHO 0 NO.

S IDY rrOyade to I Nobvvy s V V Op OM o Bi acne OVO otr VeIK I VYNY NS VN VO UK Kos KN KOROK VH R oo, NOT NI EY KN.

BEANS i ek KK 1 OA KO NIZ shk ROVNZHH 000000 oo DI i SHY I ese SCHE PO ON zni SHY a keene IDYA I Sl BO NE Zsh I VOK, ok ze: ka a Kon ee N zha i MU oo IY VANI HIT, puli EMMA PKSpZhTfMMII N NO Obama eh UBOKTENN dlynykh vo KI sha ONY.

a U Zh ki: NI NO NN NO CHA N NN ol xx: nm NN om m sp p ME NI PN ME M NO NO U shchi still ni shchi o shi shi sha m o p p o still oon ON NV NN NK A KN NN ka: ZE In NN NO Z NN EE a o YN Ot 10

Q.: IN NE A V Nese OD VI MM V EN: Inn NN IN EN EN en nn M M ah i NN A NN NE KN NN NN NN NN NN g: M shin p p v v a o o o p p p v o s in o a o p a nin a o INNA NOT 111 BOI nn un nn ny ee EE Her dec NOT yet ENN rIh shi shi shi shi Ii Z ny nn nn nm nn m kn ny nn nn nn nm nm in i nn m nn : NO p MON p p p p p p p p r z p p p p p : EE i p p p p p p I p I p I PE I I NN NE KU 5 BU sh as El Still Ma Me m BU 5 meshe faoaiomah I will release ho organizations of KOMA Co. U x a

K. porridge Fig