UA146704U

UA146704U - BRAKE PAD OF RAILWAY VEHICLE

Info

Publication number: UA146704U
Application number: UAU202007042U
Authority: UA
Inventors: Олег Васильович Савчук; Віталій Михайлович Смик; Єгор В'ячеславович Москаленко; Ірина Миколаївна Мельнічук
Original assignee: Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Білоцерківський Завод "Трібо"
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2021-03-10

Abstract

Гальмівна колодка залізничного транспортного засобу складається з композиційного фрикційного елемента, закріпленого на металевому каркасі у вигляді вигнутої полоси, на поверхні якої виконано центральну бобишку з отвором для розміщення чеки, бічні бобишки, засоби для механічного кріплення композиційного фрикційного елемента, підсилювальну пластину та металеві вставки у композиційний фрикційний елемент. Щонайменше одна металева вставка прикріплена до металевого каркаса шовним зварним з'єднанням, в місцях прилягання кромки вставки до металевого каркаса щонайменше на двох протилежних ребрах кожної вставки. При цьому сумарна довжина шва на одній кромці становить не менше 50 % довжини ребра вставки, а товщина шва складає не менше 2 мм. 12The brake pad of a railway vehicle consists of a composite friction element mounted on a metal frame in the form of a curved strip, on the surface of which is made a central lug with a hole for checks, side lugs, means for mechanical fastening of the composite friction element, reinforcing plate in metal and metal friction element. At least one metal insert is attached to the metal frame by a welded seam, in places where the edge of the insert adheres to the metal frame on at least two opposite edges of each insert. The total length of the seam at one edge is not less than 50% of the length of the rib of the insert, and the thickness of the seam is not less than 2 mm. 12

Description

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

Відомо, що гальмівні колодки є найважливішим елементом гальмівної системи будь-якого транспортного засобу, від яких залежить ефективність гальмування, що викликає ряд серйозних вимог до якості та характеристик гальмівних колодок, а саме: - наявність стабільного, наперед заданого коефіцієнта тертя у широкому діапазоні швидкостей та сил притискання, що вирішують, як правило, шляхом використання відповідного матеріалу та певних конструкційних рішень; - мінімальний знос на одиницю гальмівного шляху для зниження обсягу робіт із заміни колодок на рухомому складі; - можливість тривалого гальмування без втрати фрикційних властивостей; - відсутність недопустимих теплових та інших впливів на колісну пару або диск, що ушкоджують їх поверхню, що досягається шляхом ефективного тепловідведення від поверхні тертя під час гальмування; - незмінність фрикційних характеристик при потраплянні вологи на колодки; - простота установки при заміні внаслідок зносу або заміні типу гальмівної колодки; - спрощення конструкції самої гальмівної колодки за рахунок використання якомога меншої кількості кріплень, простих та надійних засобів фіксації з метою зниження енергозатрат та зменшення трудомісткості при виготовленні гальмівної колодки, із одночасним збереженням надійності виготовленої колодки при її експлуатації; - відсутність шкідливих для людини продуктів зносу та можливості самозаймання колодок тощо.It is known that brake pads are the most important element of the braking system of any vehicle, on which braking efficiency depends, which causes a number of serious requirements for the quality and characteristics of brake pads, namely: - the presence of a stable, predetermined coefficient of friction in a wide range of speeds and clamping forces, which are solved, as a rule, by using the appropriate material and certain design solutions; - minimum wear per unit of braking distance to reduce the volume of work on replacing pads on rolling stock; - the possibility of long-term braking without loss of frictional properties; - absence of unacceptable thermal and other effects on the wheel pair or disk, which damage their surface, which is achieved by effective heat removal from the friction surface during braking; - unchanged frictional characteristics when moisture gets on the pads; - ease of installation when replacing due to wear or replacement of the type of brake pad; - simplification of the design of the brake pad itself due to the use of as few fasteners as possible, simple and reliable means of fixation with the aim of reducing energy consumption and reducing labor intensity in the manufacture of the brake pad, while maintaining the reliability of the manufactured pad during its operation; - absence of wear products harmful to humans and the possibility of self-ignition of pads, etc.

Відомо, що колодкові гальма є одними з основних типів гальм, що отримали найширше розповсюдження на залізничних дорогах світу. Принцип дії таких гальм полягає у притисканні колодок до поверхні кочення колеса при гальмуванні. Таким чином, незмінний та основний елемент такого гальма - гальмівна колодка, яка, вступаючи у взаємодію з колесом, створює гальмівну силу, необхідну для регулювання швидкості руху рухомого складу потяга аж до його зупинки.It is known that pad brakes are one of the main types of brakes that have gained the widest distribution on the railways of the world. The principle of operation of such brakes consists in pressing the pads against the rolling surface of the wheel during braking. Thus, the invariable and main element of such a brake is the brake pad, which, interacting with the wheel, creates the braking force necessary to regulate the speed of the rolling stock of the train until it stops.

При цьому при гальмуванні кінетична енергія потяга перетворюється в теплову з високимиAt the same time, when braking, the kinetic energy of the train is transformed into thermal energy with high

Зо значеннями температури. Утворене тепло розсіюється в колодках та колесах, що сприяє їх швидкій руйнації. При цьому залізничні транспортні засоби залежно від типу потяга характеризуються значною вагою та швидкостями, що зумовлюють зростання сили натискання на колодки ії, як наслідок, підвищення їх зносу. Також відомо, що найголовнішим параметром в роботі гальмівної системи є коефіцієнт тертя, значення якого залежать від матеріалу колодки та безпосередньо впливають на зносостійкість та довготривалість роботи колодки. Зі збільшенням швидкості руху і питомого натискання на колодки коефіцієнт тертя може знижуватися.With temperature values. The generated heat dissipates in the pads and wheels, which contributes to their rapid destruction. At the same time, railway vehicles, depending on the type of train, are characterized by significant weight and speed, which lead to an increase in the force of pressure on the blocks and, as a result, an increase in their wear. It is also known that the most important parameter in the operation of the brake system is the coefficient of friction, the values of which depend on the pad material and directly affect the wear resistance and longevity of the pad. With an increase in the speed of movement and the specific pressure on the pads, the coefficient of friction can decrease.

Першими колодками, які й дотепер досить широко використовуються у залізничному транспорті, є колодки з чавуну. Головною перевагою даних колодок є висока теплопровідність, що забезпечує ефективне відведення тепла з області фрикційного контакту "колодка-колесо", а також відсутність впливу вологи на значення коефіцієнта тертя.The first blocks, which are still widely used in railway transport, are blocks made of cast iron. The main advantage of these pads is high thermal conductivity, which ensures effective removal of heat from the "pad-wheel" frictional contact area, as well as the absence of moisture influence on the value of the friction coefficient.

Відомі гальмівні колодки, що випускаються за ГОСТ 1205-73, які виготовлені з чавуну та містять металевий каркас, виконаний у вигляді вигнутої полоси, на поверхні якої розташовано центральну бобишку та бічні бобишки (ГОСТ 1205-73. Колодки чугунньюе тормознье для вагонов и тендеров железньїх дорог. Конструкция и основнье размерьі. ИПК Издательство стандартов.Known brake pads produced according to GOST 1205-73, which are made of cast iron and contain a metal frame made in the form of a curved strip, on the surface of which there is a central boss and side bosses (GOST 1205-73. Cast-iron brake pads for railway cars and tenders roads. Construction and main dimensions. IPK Izdatelstvo standardsov.

Москва).Moscow).

До недоліків гальмівних колодок з чавуну можна віднести значну залежність коефіцієнта тертя від швидкості руху, що обмежує використання таких колодок швидкостями до 120 км/год. та призводить до необхідності застосування на швидкісному рухомому складі регуляторів сил натискання колодок залежно від швидкості руху; високий рівень шуму при гальмуванні; велика вага (до 16 кг) та швидкий знос чавунних колодок, що потребує більшого обсягу робіт із заміни та регулювання важільних передач.The disadvantages of cast iron brake pads include a significant dependence of the coefficient of friction on the speed of movement, which limits the use of such pads at speeds up to 120 km/h. and leads to the need to use on high-speed rolling stock regulators of pad pressing forces depending on the speed of movement; high level of noise during braking; heavy weight (up to 16 kg) and rapid wear of cast-iron pads, which requires a greater volume of work on replacement and adjustment of lever gears.

Сучасним вирішенням даних недоліків є виготовлення колодки з композиційних фрикційних матеріалів. Композиційні гальмівні колодки, порівняно із чавунними колодками, набули значно більш широкого використання, оскільки вони мають більш стабільні значення коефіцієнта тертя, менше зусилля натискання, у декілька разів більш високий термін служби, меншу вагу та вартість, забезпечують безшумне та плавне гальмування потягу, а також, на відміну від чавунних колодок, використовуються при швидкостях до 160 км/год.A modern solution to these shortcomings is the production of pads from composite friction materials. Composite brake pads, compared to cast iron pads, have become much more widely used because they have more stable friction coefficient values, less pressing force, several times higher service life, lower weight and cost, provide silent and smooth train braking, and , unlike cast-iron blocks, are used at speeds up to 160 km/h.

Однак при експлуатації композиційних гальмівних колодок можуть виникати окремі дефекти, такі як підвищений знос поверхні кочення колеса, зниження гальмівної ефективності при 60 потраплянні води чи пилу в область тертя тощо. Також такі колодки характеризуються недостатнім відведенням тепла від колеса, що викликає його ушкодження у вигляді наварів, зміщення металу, мікротріщин тощо.However, when using composite brake pads, certain defects may occur, such as increased wear of the rolling surface of the wheel, a decrease in braking efficiency when water or dust enters the friction area, etc. Also, such pads are characterized by insufficient removal of heat from the wheel, which causes its damage in the form of burns, metal displacement, microcracks, etc.

Тому вчені та інженери багатьох країн світу працюють над об'єднанням переваг чавунних та композиційних колодок за рахунок розробки фрикційних композиційних матеріалів колодки та знаходження ефективних конструкційних рішень.That's why scientists and engineers from many countries around the world are working on combining the advantages of cast iron and composite blocks by developing frictional composite block materials and finding effective design solutions.

З попереднього рівня техніки відомо багато рішень подолання проблем погіршення роботи колодок, що полягають як у покращенні конструктивних елементів колодки, так і у забезпеченні стабільності фрикційних характеристик робочої поверхні шляхом використання відповідного матеріалу. Так, наприклад, відома гальмівна колодка, фрикційний елемент якої виконаний з композиційного матеріалу та містить металевий каркас, виконаний у вигляді вигнутої полоси, на поверхні якої розташовано центральну бобишку з отвором для розташування чеки, бічні бобишки та підсилювальну пластину. Підсилювальна пластина являє собою сталеву обміднену полосу, а основна полоса металевого каркаса приварена ззовні до підсилювальної пластини з тильного боку колодки в спеціально виконаних круглих отворах і з обох торців колодки (патентFrom the previous state of the art, many solutions are known to overcome the problems of deterioration of the pads, which consist both in improving the structural elements of the pad and in ensuring the stability of the frictional characteristics of the working surface by using the appropriate material. So, for example, there is a well-known brake pad, the friction element of which is made of a composite material and contains 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 locating the check, side bosses and a reinforcing plate. The reinforcing plate is a steel copper-plated strip, and the main strip of the metal frame is welded from the outside to the reinforcing plate on the back side of the pad in specially made round holes and on both ends of the pad (patent

Ки 2310779С1, від 20.11.2007).Ky 2310779С1, dated November 20, 2007).

Недоліком зазначеної гальмівної колодки є недостатнє забезпечення термостійкості конструкції через відсутність елементів відводу тепла з зони контакту колодки та колеса, що може призвести до зниження зносостійкості фрикційної поверхні колодки при її експлуатації.The disadvantage of the specified brake pad is the insufficient provision of heat resistance of the structure due to the lack of elements of heat removal from the contact zone of the pad and the wheel, which can lead to a decrease in the wear resistance of the friction surface of the pad during its operation.

Дана колодка не містить металевої вставки, основною задачею якої і є забезпечення відводу тепла з поверхні тертя, а також забезпечення вигідної обробки поверхні кочення колеса. Крім того, колодка не містить додаткових засобів кріплення фрикційного елемента до металевого каркаса, що може призвести до можливого від'єднання фрикційного елемента в режимах екстреного гальмування.This pad does not contain a metal insert, the main task of which is to ensure heat removal from the friction surface, as well as to ensure a profitable treatment of the rolling surface of the wheel. In addition, the pad does not contain additional means of fastening the friction element to the metal frame, which can lead to the possible disconnection of the friction element in emergency braking modes.

Однією з найголовніших причин виникнення дефектів у тілі колодки та, як результат, її руйнації, а також виникнення термічних тріщин на поверхні кочення коліс, зносу поверхні кочення коліс є недостатній вивід тепла з зони контакту колодки та колеса. Саме за рахунок утворення термічних тріщин, повзунів, та підвищеного зносу (прокату) поверхні колеса здійснюється нерівномірний знос поверхні кочення коліс. Відомо, що для вирішення даної проблеми до металевого каркаса колодки кріпиться металева вставка, основною задачею якої єOne of the most important reasons for the appearance of defects in the pad body and, as a result, its destruction, as well as the appearance of thermal cracks on the rolling surface of the wheels, wear of the rolling surface of the wheels is insufficient heat removal from the contact zone of the pad and the wheel. Due to the formation of thermal cracks, sliders, and increased wear (rolling) of the wheel surface, uneven wear of the rolling surface of the wheels is carried out. It is known that to solve this problem, a metal insert is attached to the metal frame of the pad, the main task of which is

Зо забезпечення достатнього відводу тепла з зони контакту колеса з колодкою, а також забезпечення за рахунок агресивного абразивного ефекту вигідної обробки поверхні кочення колеса шляхом її обточки та шліфування.To ensure sufficient heat removal from the contact zone of the wheel with the pad, as well as to ensure, due to the aggressive abrasive effect, a favorable treatment of the rolling surface of the wheel by turning and grinding it.

Відома гальмівна колодка, яка містить металевий каркас з П-подібним виступом - бобишкою - в центральній його частині, композиційний фрикційний елемент і одну тверду вставку відведення тепла. Тверда вставка розташована в центральній частині колодки і приварена до металевого каркаса. Тверда вставка виконана з високоміцного або ковкого чавуну. Відношення площі робочої поверхні твердої вставки до загальної площі робочої поверхні колодки становить від 4 до 20 95 (пат. КО 2309072 С1 від 27.10.2007).A well-known brake pad, which contains a metal frame with a U-shaped protrusion - a boss - in its central part, a composite friction element and one solid insert for heat removal. The solid insert is located in the central part of the pad and is welded to the metal frame. The hard insert is made of high-strength or malleable cast iron. 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 from 4 to 20 95 (pat. KO 2309072 C1 dated 10.27.2007).

Недоліком даної гальмівної колодки є те, що встановлене відсоткове відношення площин робочих поверхонь вставки та фрикційного елемента є недостатнім для забезпечення необхідного відводу тепла з зони тертя з одночасним видаленням окремих дефектів на поверхні колеса. Крім того, приварювання вставки з чавуну до металевого каркаса саме у місці його П- подібного виступу збільшує жорсткість каркаса, і, в місці зварного шва, викликає послаблення металевого каркаса, що, в процесі експлуатації, особливо при сильних морозах під дією постійних вібраційних та ударних навантажень, може викликати появу в цьому місці мікротріщин з наступним зламом каркаса та колодки в цілому. Заявлена у патенті колодка не містить також додаткових засобів кріплення фрикційного елемента до металевого каркаса, що може призвести до можливого відриву фрикційного елемента від каркаса в режимах екстреного 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 while simultaneously removing individual defects on the wheel surface. In addition, welding the cast iron insert to the metal frame precisely at the place of its U-shaped projection increases the rigidity of the frame, and, at the place of the weld, causes the weakening of the metal frame, which, during operation, especially in severe frosts, under the influence of constant vibration and impact loads, can cause the appearance of microcracks in this place, with subsequent breakage of the frame and the pad as a whole. The pad claimed in the patent also does not contain additional means of fastening the friction element to the metal frame, which can lead to a possible separation of the friction element from the frame in emergency braking modes.

Відома гальмівна колодка залізничного транспортного засобу, що містить композиційний фрикційний елемент, металевий каркас та тверду вставку, при цьому металевий каркас складається з двох деталей - основної полоси з виступом в центральній її частині та підсилювальної пластини, привареної до основної полоси, а тверда вставка приварена до підсилювальної пластини металевого каркаса в центральній її частині суцільним швом в поздовжньому та/або поперечному напрямку (пат. ВО 2309073 С1 від 27.10.2007).A brake pad of a railway vehicle is known, comprising a composite friction element, a metal frame and a hard insert, the metal frame consisting of two parts - a main strip with a protrusion in its central part and a reinforcing plate welded to the main strip, and the hard insert is welded to of the reinforcing plate of the metal frame in its central part with a continuous seam in the longitudinal and/or transverse direction (pat. VO 2309073 C1 dated 27.10.2007).

Недоліком даної гальмівної колодки, як і в попередньому рішенні, є те, що співвідношення площ робочих поверхонь вставки та фрикційного елемента є недостатнім для забезпечення необхідного відводу тепла з зони тертя з одночасним видаленням окремих дефектів на поверхні колеса та не містить додаткових механічних засобів кріплення фрикційного елемента до бо металевого каркаса, що може призвести до можливого від'єднання фрикційного елемента в режимах екстреного гальмування. Крім того, приварювання твердої вставки до підсилювальної пластини в центральній її частині суцільним швом в поздовжньому та/або поперечному напрямку (а не по периметру вставки) є недостатньо надійним та може бути причиною деформування або навіть від'єднання твердої вставки від підсилювальної пластини в умовах екстреного гальмування.The disadvantage of this brake pad, as in the previous solution, is that the ratio of the areas of the working surfaces of the insert and the friction element is insufficient to ensure the necessary heat removal from the friction zone with the simultaneous removal of individual defects on the wheel surface and does not contain additional mechanical means of fastening the friction element to the metal frame, which can lead to a possible disconnection of the friction element in emergency braking modes. In addition, welding the hard insert to the reinforcing plate in its central part with a continuous seam in the longitudinal and/or transverse direction (and not along the perimeter of the insert) is not reliable enough and may cause deformation or even disconnection of the hard insert from the reinforcing plate in emergency conditions braking.

За найближчий аналог заявленої корисної моделі прийнято гальмівну колодку за пат. ОА 11587702, опублікований від 10.01.2018. Гальмівна колодка за даним рішенням складається з композиційного фрикційного елемента, закріпленого на металевому каркасі, який виконано у вигляді вигнутої полоси. На каркасі розташовані центральна бобишка з отвором для розміщення чеки та бічні бобишки, засоби механічного кріплення композиційного фрикційного елементу, підсилювальна пластина та металеві вставки в тіло композиційного фрикційного елемента, зазначені вставки за одним з варіантів виконання 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. При цьому фрикційний елемент містить поперечні пази, виконані з обох боків кожної вставки таким чином, що вони були обмежені з одного боку бічними поверхнями вставок, а з іншого - поверхнями фрикційного елемента (пат.ОА 1158772 від 10.01.2018).The closest analogue of the declared useful model is the brake pad according to pat. OA 11587702, published on January 10, 2018. The brake pad according to this solution consists of a composite friction element fixed on a metal frame, which is made in the form of a curved strip. On the frame there is a central boss with a hole for placing the check and side bosses, means of mechanical fastening of the composite friction element, a reinforcing plate and metal inserts in the body of the composite friction element, the specified inserts are attached to the metal frame using a threaded connection according to one of the execution options, and according to another option, the inserts are fixed on the metal frame with the help of a mechanical fastener made in the form of cutouts cut in the metal frame and the curved edges of the reinforcing plate, which are included in the recesses made on at least one side surface of the inserts. At the same time, the friction element contains transverse grooves made on both sides of each insert in such a way that they were limited on one side by the side surfaces of the inserts, and on the other by the surfaces of the friction element (patent OA 1158772 dated 10.01.2018).

Недоліком даної гальмівної колодки є те, що у випадку різьбового з'єднання, за вказаних у патенті варіантах розташування з'єднань, в умовах різкого гальмування, існує ймовірність послаблення кріплення металевих вставок на металевому каркасі та в тілі фрикційного елемента за рахунок розхитування болтів, що може бути причиною деформації металевої пластини або металевого каркаса гальмівної колодки, послаблення та/або від'єднання пластини від каркаса, ушкодження шару фрикційного матеріалу та зменшення зносостійкості колодки.The disadvantage of this brake pad is that in the case of a threaded connection, according to the variants of the location of the connections specified in the patent, under conditions of sharp braking, there is a possibility of loosening the fastening of the metal inserts on the metal frame and in the body of the friction element due to loosening of the bolts, which can be the cause of deformation of the metal plate or metal frame of the brake pad, weakening and/or separation of the plate from the frame, damage to the layer of friction material and a decrease in the wear resistance of the pad.

Також недоліком різьбового з'єднання є те, що при несвоєчасній заміні колодки (після досягнення мінімально-допустимої товщини внаслідок зносу в експлуатації) елементи різьбового з'єднання можуть утворити з поверхнею кочення фрикційну пару сталь-сталь, що, вірогідно, призведе до утворення дефектів на поверхні кочення. Крім того, кріплення металевих вставок на поверхні металевого каркаса за допомогою різьбового з'єднання є досить трудомісткою та енерговитратною технологією, і, як наслідок, підвищує вартість виготовлення гальмівної колодки. А у випадку 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, можлива деформація частин механічного кріплення наприклад, вигнутих країв підсилювальної пластини в умовах різкого гальмування, та, як наслідок, ушкодження шару фрикційного матеріалу та зменшення зносостійкості колодки.Also, the disadvantage of the threaded connection is that in case of untimely replacement of the pad (after reaching the minimum permissible thickness due to wear in operation), the elements of the threaded connection can form a steel-steel friction pair with the rolling surface, which will probably lead to the formation of defects on the rolling surface. In addition, attaching metal inserts to the surface of the metal frame using a threaded connection is a rather time-consuming and energy-consuming technology, and, as a result, increases the cost of manufacturing a brake pad. And in the case of fastening made in the form of cutouts cut in the metal frame and curved edges of the reinforcing plate, which are included in the recesses made on at least one side surface of the inserts, deformation of parts of the mechanical fastening, for example, curved edges of the reinforcing plate in conditions of sharp braking, is possible, and , as a result, damage to the layer of friction material and a decrease in the wear resistance of the pad.

В основу заявленої корисної моделі поставлена задача підвищити надійність та зносостійкість колодки при її використанні в широкому діапазоні режимів гальмування з одночасним спрощенням її конструкції за рахунок використання якомога простішого способу кріплення металевої вставки до каркаса колодки, що знижує трудомісткість та, відповідно, вартість виготовлення гальмівної колодки, а також забезпечити герметичне сполучення між собою елементів конструкції колодки, що, в свою чергу, сприятиме надійному, плавному руху транспортного засобу та знижуватиме рівень шуму та вібрацій при гальмуванні.The basis of the declared useful model is the task of increasing the reliability and wear resistance of the pad when it is used in a wide range of braking modes, while simultaneously simplifying its design by using the simplest possible method of attaching a metal insert to the pad frame, which reduces the labor intensity and, accordingly, the cost of manufacturing the brake pad. as well as ensure a hermetic connection between the elements of the pad design, which, in turn, will contribute to reliable, smooth movement of the vehicle and reduce the level of noise and vibrations during braking.

Поставлена задача вирішується тим, що у гальмівній колодці залізничного транспортного засобу, яка складається з композиційного фрикційного елемента, закріпленого на металевому каркасі у вигляді вигнутої полоси, на поверхні якої виконано центральну бобишку з отвором для розміщення чеки, бічні бобишки, засоби для механічного кріплення композиційного фрикційного елемента, підсилювальну пластину та металеві вставки у композиційний фрикційний елемент, щонайменше одна металева вставка прикріплена до металевого каркаса шовним зварним з'єднанням, в місцях прилягання кромки вставки до металевого каркаса щонайменше на двох протилежних ребрах кожної вставки, причому сумарна довжина шва на одній кромці становить не менше 50 95 довжини ребра вставки, а товщина шва складає не менше 2 мм.The task is solved by the fact that in the brake shoe of a railway vehicle, which consists of a composite friction element fixed on a metal frame in the form of a curved strip, on the surface of which there is a central boss with a hole for placing a check, side bosses, means for mechanical fastening of the composite friction element, reinforcing plate and metal inserts in a composite friction element, at least one metal insert is attached to the metal frame by a seam welded connection, in the places where the edge of the insert meets the metal frame on at least two opposite edges of each insert, and the total length of the seam on one edge is not less than 50 95 of the length of the rib of the insert, and the thickness of the seam is not less than 2 mm.

Використання зварного з'єднання зменшує трудомісткість та рівень шуму процесу виготовлення колодки, знижує масу самої конструкції, а також забезпечує герметичність сполучення металевої вставки з каркасом. Крім того, виконання шовного зварного з'єднання металевої вставки з каркасом на щонайменше двох протилежних ребрах кожної вставки таким чином, що сумарна довжина шва на одній кромці становить не менше 50 95 довжини ребра вставки, а товщина шва складає не менше 2 мм, забезпечує міцність сполучення вставки з каркасом при перевищенні максимального значення загального навантаження на 20 95, що, в свою чергу, улюоеможливлює деформування бічної поверхні вставки та пошкодження шару фрикційного матеріалу в умовах різкого гальмування.The use of a welded joint reduces the labor-intensiveness and noise level of the block manufacturing process, reduces the weight of the structure itself, and also ensures the tightness of the connection of the metal insert with the frame. In addition, performing a seam welded connection of the metal insert with the frame on at least two opposite edges of each insert in such a way that the total length of the seam on one edge is at least 50 95 times the length of the edge of the insert, and the thickness of the seam is at least 2 mm, ensures strength connection of the insert with the frame when the maximum value of the total load is exceeded by 20 95, which, in turn, prevents deformation of the side surface of the insert and damage to the layer of friction material under conditions of sharp braking.

При цьому зварне з'єднання виконане методом електродугового зварювання з використанням електродів для чавуну в середовищі з наявністю інертного газу аргону та/або діоксиду вуглецю. Метод електродугового зварювання характеризується простотою регулювання та високою продуктивністю процесу, потребує використання порівняно дешевих витратних матеріалів (зварних електродів), що, в свою чергу знижує трудомісткість та вартість виготовлення гальмівної колодки. А використання таких захисних газів як аргон та діоксид вуглецю ізолює розплавлений метал від газів повітря (кисню та азоту), забезпечує міцність та правильну форму зварного шва, дає можливість досягти стійкості дуги, зменшує розбризкування зварюваного металу тощо.At the same time, the welded joint is made by the method of electric arc welding using electrodes for cast iron in an environment with the presence of inert gas argon and/or carbon dioxide. The electric arc welding method is characterized by ease of regulation and high productivity of the process, requires the use of relatively cheap consumables (welding electrodes), which, in turn, reduces the labor intensity and cost of brake pad manufacturing. And the use of protective gases such as argon and carbon dioxide isolates the molten metal from air gases (oxygen and nitrogen), ensures the strength and correct shape of the weld, makes it possible to achieve arc stability, reduces spattering of the welded metal, etc.

Можливість здійснення корисної моделі, що характеризується наведеною вище сукупністю ознак, а також можливість реалізації її призначення може бути підтверджена описом конструкції, виконаної відповідно до даного технічного рішення.The possibility of implementing a useful model, characterized by the above set of features, as well as the possibility of realizing its purpose, can be confirmed by the description of the design made in accordance with this technical solution.

Приклад виконання гальмівної колодки відповідно до корисної моделі проілюстровано графічними матеріалами, на яких зображено наступне: фіг. 1 - вигляд металевого каркаса з фіксацією металевої вставки за допомогою зварного з'єднання в повздовжньому перерізі, фіг. 2 - вигляд зверху металевого каркаса колодки з фіксацією металевої вставки за допомогою зварного з'єднання, фіг. З - поперечний переріз з'єднання металевої вставки з каркасом за допомогою зварного шва, фіг. 4 - поздовжній переріз з'єднання металевої вставки з каркасом за допомогою зварного шва.An example of a brake pad according to a utility model is illustrated with graphic materials that show the following: fig. 1 - a view of a metal frame with fixation of a metal insert using a welded joint in a longitudinal section, fig. 2 - a top view of the metal frame of the block with the fixation of the metal insert by means of a welded connection, fig. C - cross-section of the connection of the metal insert with the frame by means of a weld, fig. 4 - longitudinal section of the connection of the metal insert with the frame by means of a weld.

Гальмівна колодка залізничного транспортного засобу містить композиційний фрикційний елемент 1, який закріплений на каркасі 2. Металевий каркас 2 виконаний у вигляді вигнутої полоси, на поверхні якої розташовано центральну бобишку З з отвором для розміщення чеки, та бічні бобишки 4, які служать напрямними чеки. До металевого каркаса 2 в центральній його частині з внутрішньої сторони за допомогою зварювання приєднана підсилювальна пластина 5.The brake pad of a railway vehicle contains a composite friction element 1, which is fixed on a frame 2. The metal frame 2 is made in the form of a curved strip, on the surface of which there is a central boss Z with a hole for placing the check, and side bosses 4, which serve as guides for the checks. A reinforcing plate 5 is attached to the metal frame 2 in its central part from the inside by means of welding.

Зо До металевого каркаса 2 з внутрішньої його сторони прикріплені металеві вставки 6, виконані переважно з чавуну. Кріплення металевих вставок б здійснюється за допомогою зварного з'єднання 7.From its inner side, metal inserts 6, made mainly of cast iron, are attached to the metal frame 2. Fastening of metal inserts b is carried out with the help of welded connection 7.

Оскільки, для забезпечення надійності роботи залізничної гальмівної колодки, важливим фактором є спосіб кріплення металевої вставки до металевого каркаса, суттєвою ознакою корисної моделі, що заявляється, є те, що щонайменше одна металева вставка 6 прикріплена до металевого каркаса 2 шовним зварним з'єднанням 7, в місцях прилягання кромки вставки 6 до металевого каркаса 2 щонайменше на двох протилежних ребрах кожної вставки 6, причому сумарна довжина шва 7 на одній кромці становить не менше 50 95 довжини ребра вставки 6, а товщина шва 7 складає не менше 2 мм.Since, in order to ensure the reliability of the operation of the railway brake pad, an important factor is the method of fastening the metal insert to the metal frame, an essential feature of the claimed utility model is that at least one metal insert 6 is attached to the metal frame 2 by a seam welded connection 7, in places where the edge of the insert 6 adjoins the metal frame 2 on at least two opposite edges of each insert 6, and the total length of the seam 7 on one edge is not less than 50 95 of the length of the edge of the insert 6, and the thickness of the seam 7 is not less than 2 mm.

При цьому зварне з'єднання 7 виконане в середовищі з наявністю інертного газу аргону та/або діоксиду вуглецю за п. 2 формули.At the same time, the welded joint 7 is made in an environment with the presence of inert gas argon and/or carbon dioxide according to clause 2 of the formula.

При цьому зварне з'єднання 7 виконане методом електродугового зварювання з використанням електродів для чавуну за п. З формули.At the same time, the welded joint 7 is made by the method of electric arc welding using electrodes for cast iron according to item C of the formula.

В результаті проведеного моделювання, пов'язаного з впливом способів кріплення вставки до металевого каркаса за рахунок виконання зварного шва різної довжини на загальну зносостійкість, винахідниками встановлено, що важливим є виконання зварного шва такої довжини, яка б забезпечила надійність кріплення вставки до металевого каркаса та унеможливила деформування бічної поверхні металевої вставки та пошкодження шару фрикційного матеріалу в широкому діапазоні режимів гальмування.As a result of the conducted simulations related to the influence of the methods of attaching the insert to the metal frame by making a weld of different lengths on the overall wear resistance, the inventors found that it is important to make a weld of such a length that would ensure the reliability of attaching the insert to the metal frame and make it impossible deformation of the side surface of the metal insert and damage to the friction material layer in a wide range of braking modes.

В процесі моделювань здійснювалось регулювання сумарної довжини зварного шва на щонайменше двох протилежних ребрах кожної вставки таким чином, що сумарна довжина шва на одній кромці становила 25, 30, 40, 50 та 60 95 довжини ребра вставки. При цьому товщина шва залишалась сталою і складала 2 мм.During the simulations, the total length of the weld on at least two opposite edges of each insert was adjusted in such a way that the total length of the weld on one edge was 25, 30, 40, 50, and 60 95 of the length of the insert edge. At the same time, the thickness of the seam remained constant and was 2 mm.

Проведені моделювання впливу довжини зварного шва на загальну зносостійкість колодки показали, що серед різноманіття розглянутих варіантів довжини зварного шва винахідниками встановлена необхідність виконання зварного шва на щонайменше двох протилежних ребрах кожної вставки і з сумарною довжиною на одній кромці не менше 50 95 довжини ребра.The conducted simulations of the effect of the length of the weld on the overall wear resistance of the pad showed that among the variety of considered options for the length of the weld, the inventors established the need to perform a weld on at least two opposite edges of each insert and with a total length on one edge of at least 50 95 of the length of the edge.

Проведені винахідниками експерименти підтверджують те, що кріплення металевої вставки, здійснені зазначеним вище способом, дозволяють достатньою мірою забезпечити ефективне 60 фіксування вставки до металевого каркаса, зменшуючи тим самим можливість від'єднанняThe experiments carried out by the inventors confirm that the fastening of the metal insert, carried out in the above-mentioned way, allows to sufficiently ensure the effective fixing of the insert to the metal frame, thereby reducing the possibility of disconnection

(відривання) вставки від каркаса в процесі тривалої експлуатації або в умовах екстреного гальмування, забезпечуючи також стабільність фрикційних характеристик робочої поверхні колодки.(detachment) of the insert from the frame during long-term operation or under emergency braking conditions, also ensuring the stability of the frictional characteristics of the pad's working surface.

Крім того, використання зварного з'єднання зменшує трудомісткість та рівень шуму процесу виготовлення колодки, знижує масу самої конструкції, а також забезпечує герметичність сполучення металевої вставки до каркаса.In addition, the use of a welded joint reduces the labor-intensiveness and noise level of the block manufacturing process, reduces the weight of the structure itself, and also ensures the tightness of the connection of the metal insert to the frame.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. The brake pad of a railway vehicle, which consists of a composite 10 friction element fixed on a metal frame in the form of a curved strip, on the surface of which there is a central boss with a hole for placing a check, side bosses, means for mechanical fastening of the composite friction element, a reinforcing plate and metal inserts in a composite friction element, which is characterized by the fact that at least one metal insert is attached to the metal frame by a seam welded connection 15, in the places where the edge of the insert adjoins the metal frame on at least two opposite edges of each insert, and the total length of the seam on one the edge is at least 50 95 of the length of the edge of the insert, and the thickness of the seam is at least 2 mm.

2. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the welded joint is made in an environment with the presence of inert argon gas and/or carbon dioxide 20.

3. The brake pad of a railway vehicle according to claim 1, which is characterized by the fact that the welded joint is made by the method of electric arc welding using electrodes for cast iron. 3 Y -V-- a KU i VO i i M i i AVK 0 OK di Km PE ke IN 0 KV sha ke i SHY o IN veni KN oyu Fo i shiy M i N i yu MT, and 5 ate she ? VU- EE them / with

Fig. With 2 4 and ; y y y y N N MORE and N N ! Z EE DIR Em Ya ; t i - shk PI N kan SHE Mr. SHE i: x A Ba / Ye en i perry WEB ! grain and rub NN it - this en s she! There is a dk about the owner

Fig. 2