UA75974C2

UA75974C2 - Brake pad

Info

Publication number: UA75974C2
Application number: UA20040503306A
Authority: UA
Inventors: Viktor Serhiiovych Lukonin; Tsev Oleh Averkiiovych Mal
Original assignee: Viktor Serhiiovych Lukonin
Priority date: 2004-05-05
Filing date: 2004-05-05
Publication date: 2006-06-15

Abstract

Brake pad for automatic brake system of railroad car of rail transport includes the shoe of standard shape, which is fastened to the brake shoe with a chock. For removal of heat into the areas of contact of the shoe and rolling surface of wheel the shoe is binary, namely, with the use of two materials of different thermal conductivity. The housing of the shoe is made from material with high thermal conductivity in the form of box with backwall and side walls and longitudinal walls inside, and the cavities between them are filled with composite material.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до конструкцій деталей ходових вузлів вагонів, а точніше до гальмівних колодок у 2 системах гальмівних важільних передач автоматичного гальма, призначеного для гальмування у процесі експлуатації вагонів залізничного транспорту.The invention relates to the construction of parts of running units of wagons, and more precisely to brake pads in 2 systems of brake lever gears of an automatic brake, intended for braking during the operation of rail transport wagons.

Гальмівні колодки є змінні робочі деталі, які належать до основних частин гальмівних важільних передач вагонів. Від якості гальмівних колодок залежать скорочення гальмівних шляхів, підвищення швидкостей та безпека руху. Гальмівні колодки повинні мати високий коефіцієнт тертя, мало залежний від швидкості, високу 70 стійкість проти спрацювання та стабільно працювати в різних кліматичних умовах.Brake pads are replaceable working parts that belong to the main parts of brake lever gears of cars. Shortening of braking distances, speed increase and traffic safety depend on the quality of brake pads. Brake pads must have a high coefficient of friction, little dependence on speed, high 70 resistance against activation and work stably in various climatic conditions.

Відомі колодки, які виготовляють з чавуну з високою твердістю, що забезпечує високу стійкість проти спрацювання та підвищений коефіцієнт тертя. Проте підвищення вимог експлуатації залізничного транспорту у вигляді підвищення швидкості руху, збільшення маси та довжини поїздів, а також експлуатація в екстремальних кліматичних та важких дорожніх умовах виявили ряд недоліків чавунних колодок, головною серед яких 79 визначається стійкість проти спрацювання. На крутих затяжних спусках зношення чавунних колодок за спуск досягає 7-Умм. Це пояснюється тим, що під час затяжного спуску локомотив і поїздів тривалий час необхідно підгальмовувати, щоб їх швидкість не перевищувала допущену |1). З метою різкого підвищення стійкості проти спрацювання колодок було запропоновано замість чавуна використовувати композиційні матеріали типу асбокаучукових та інших. Застосування композиційних колодок показало їх значні переваги порівняно з типовими 20 чавунними. Стійкість їх проти спрацювання виявилась у середньому у три рази вище, а на крутих спусках, де зношення чавунних колодок за один спуск досягало 7-9мм, композиційні колодки зношувалися на 1мм |2). Проте поряд з перевагами виникли і нові проблеми. Виявилось, що композиційні матеріали мають погану теплопровідність при підвищеній роботі сил тертя, і при інтенсивному гальмуванні поїзда, обладнаного композиційними гальмівними колодками, поверхні котіння коліс можуть нагріватися до 600 9С і вище, що с 25 викликає високі температурні навантаження, відпускання колісної сталі, виникнення термічних тріщин, а також Ге) поява напливу металу на поверхні котіння колеса, що одержав назву - навар |З). Окрім цього, в зимових умовах внаслідок малої теплопровідності композиційні колодки покриваються кригою, що знижує їх коефіцієнт тертя та ефективність гальмування. Таким чином, аналіз конструктивних технічних властивостей відомого рішення дозволяє зробити висновки, що мала теплопровідність композиційних гальмівних колодок не дає можливості т 30 одержати очікуваний технічний результат навіть при їх високій стійкості проти спрацювання, і причинами цієї - проблеми можуть бути не тільки використання для колодок матеріала з малою теплопровідністю, але й конструктивні особливості самих колодок, які не забезпечують відведення тепла, виділеного при тривалому Ф інтенсивному гальмуванні в зоні контакту колодки й поверхні котіння колеса. ююPads are known, which are made of cast iron with high hardness, which provides high resistance against triggering and an increased coefficient of friction. However, the increase in requirements for the operation of railway transport in the form of an increase in the speed of movement, an increase in the mass and length of trains, as well as operation in extreme climatic and difficult road conditions revealed a number of disadvantages of cast iron blocks, the main of which is 79 defined as resistance against tripping. On steep, protracted descents, the wear of cast iron blocks per descent reaches 7 mm. This is explained by the fact that during a prolonged descent, locomotives and trains must be braked for a long time so that their speed does not exceed the permitted |1). In order to dramatically increase the resistance against the tripping of pads, it was proposed to use composite materials such as asbo rubber and others instead of cast iron. The use of composite pads showed their significant advantages compared to typical 20 cast iron ones. Their resistance against tripping turned out to be three times higher on average, and on steep descents, where the wear of cast iron pads per descent reached 7-9 mm, the composite pads wore out by 1 mm |2). However, along with the advantages, new problems have arisen. It turned out that composite materials have poor thermal conductivity with increased frictional forces, and during intensive braking of a train equipped with composite brake pads, the rolling surfaces of the wheels can heat up to 600 9С and higher, which causes high temperature loads, loosening of wheel steel, and the appearance of thermal cracks, as well as Ge) the appearance of an influx of metal on the rolling surface of the wheel, which received the name - build-up |Z). In addition, in winter conditions, due to low thermal conductivity, composite pads are covered with ice, which reduces their friction coefficient and braking efficiency. Thus, the analysis of the constructive technical properties of the known solution allows us to draw conclusions that the low thermal conductivity of composite brake pads does not give the opportunity to obtain the expected technical result even with their high resistance to failure, and the causes of this problem can be not only the use of material with low thermal conductivity, but also the design features of the pads themselves, which do not ensure the removal of heat released during long-term intensive braking in the contact zone of the pad and the rolling surface of the wheel. i am

В основу винаходу поставлено задачу запропонувати гальмівну колодку, яка внаслідок своїх конструктивних 35 особливостей зможе при тій же стійкості проти спрацювання відводити залишки тепла з зони контакту колодки й - поверхні котіння колеса, й таким чином, забезпечити виключення небажаних ефектів, виникаючих при використанні композиційних гальмівних колодок, й створення ефективних умов роботи гальмових систем вагонів при збереженні високої стійкості проти спрацювання використаних в них гальмівних колодок. «The invention is based on the task of offering a brake pad which, due to its structural features, will be able to remove residual heat from the contact zone of the pad and the rolling surface of the wheel with the same resistance against activation, and thus ensure the elimination of undesirable effects arising when using composite brake pads , and the creation of effective conditions for the operation of brake systems of wagons while maintaining high resistance against the operation of the brake pads used in them. "

Поставлена задача вирішується тим, що заявлений винахід ліквідує недоліки відомого рішення та пропонує З7З 70 вільш ефективне технічне рішення з новим технічним результатом. Запропонована гальмівна колодка для с автоматичної колодкової гальмової системи вагона виконана бінарною, а саме, з використанням двох різних по "з теплопровідності матеріалів, причому корпус колодки виконано з матеріалу з високою теплопровідністю, наприклад, з чавуну у вигляді коробки з задньою та боковими стінками й поздовжніми перегородками усередені, а порожнини між ними заповнені композиційним матеріалом. Окрім цього, на зовнішніх поверхнях бокових стінок корпусу виконані поперечні тепловідвідні ребра системи охолодження, а поряд з задньою стінкою ї перпендикулярно боковим стінкам та перегородкам виконано кріпильні отвори, які заповнено композиційним 1 матеріалом.The task is solved by the fact that the claimed invention eliminates the shortcomings of the known solution and offers Z7Z 70 a more effective technical solution with a new technical result. The proposed brake pad for the automatic pad brake system of the car is made binary, namely, using two materials with different thermal conductivity, and the pad body is made of a material with high thermal conductivity, for example, cast iron in the form of a box with rear and side walls and longitudinal partitions are centered, and the cavities between them are filled with composite material. In addition, transverse heat-dissipating ribs of the cooling system are made on the outer surfaces of the side walls of the case, and fastening holes are made near the back wall and perpendicular to the side walls and partitions, which are filled with composite 1 material.

Аналіз причинно-наслідкового зв'язку дозволяє зробити висновок, що наведені ознаки заявленого винаходу ї-о належать до суттєвих, тому що вони забезпечують досягнення нового технічного результату, відрізняючи -І 250 заявлений винахід від відомого технічного рішення - прототипу.The analysis of the cause-and-effect relationship allows us to conclude that the given features of the claimed invention belong to the essential ones, because they ensure the achievement of a new technical result, distinguishing the claimed invention from a known technical solution - a prototype.

Технічний результат забезпечується таким чином. Найважливішим досягненням, забезпечуючим ї» отримування технічного результату від застосування винаходу, є створення системи відводу тепла та охолодження гальмівної колодки у вигляді бокових та задньої стінок і внутрішніх поздовжніх перегородок з матеріалу з високою теплопровідністю, наприклад, з чавуна, призначених для інтенсивного відводу тепла з зони 59 контакту композиційної частини колодки з поверхнею котіння колеса, а також виконання поперечнихThe technical result is provided in this way. The most important achievement, ensuring the technical result from the application of the invention, is the creation of a system of heat removal and cooling of the brake pad in the form of side and rear walls and internal longitudinal partitions made of material with high thermal conductivity, for example, cast iron, designed for intensive heat removal from the zone 59 contact of the composite part of the pad with the rolling surface of the wheel, as well as the execution of transverse

ГФ) тепловідвідних ребер системи охолодження на зовнішніх поверхнях бокових стінок корпусу при збереженні юю стійкості проти спрацювання колодки практично на тому ж рівні, характерному для композиційних колодок. А примусовий відвід таким чином інтенсивного тепла, виникаючого при інтенсивному гальмуванні в зоні контакту колодки та поверхні котіння колеса, дозволить знизити температурні напруги, відпускання колісної сталі, 60 виникнення термічних тріщин, а також зменшити умови появи напливу металу на поверхні котіння колеса, що має назву - навар.GF) of the heat-dissipating fins of the cooling system on the outer surfaces of the side walls of the case while maintaining the resistance against the tripping of the pad at almost the same level characteristic of composite pads. And the forced removal of intense heat in this way, which occurs during intensive braking in the contact zone of the pad and the rolling surface of the wheel, will allow to reduce temperature stresses, release of wheel steel, 60 the occurrence of thermal cracks, as well as reduce the conditions for the appearance of an influx of metal on the rolling surface of the wheel, which is called - stew

Сукупність нових ознак з відомими забезпечує виявлення нових технічних особливостей, внаслідок яких і виникає досягнення технічного результату.The combination of new features with known ones ensures the discovery of new technical features, as a result of which the achievement of a technical result occurs.

Заявлений винахід є новим, має певний винахідницький рівень, придатний для промислового виготування в бо умовах металургійного виробництва, в зв'язку з чим винаходу може бути надано правовому охорону.The claimed invention is new, has a certain inventive level, suitable for industrial production under the conditions of metallurgical production, in connection with which the invention can be granted legal protection.

На Фіг.1 зображена гальмівна колодка для автоматичної колодкової гальмової системи вагона у відповідності з заявляємим винаходом;Fig. 1 shows a brake pad for an automatic pad brake system of a car in accordance with the claimed invention;

На Фіг.2 - розріз по А-А на Фіг.1.Fig. 2 is a section along A-A in Fig. 1.

Гальмівна колодка складається, наприклад, з чавунного корпусу 1 у вигляді коробки зі стінками - боковими 2 і задньою 3.The brake pad consists, for example, of a cast-iron body 1 in the form of a box with side walls 2 and rear 3.

Усередині корпусу 1 виконані поздовжні перегородки 4, а розташовані між ними порожнини заповнені композиційним матеріалом 5. На зовнішніх поверхнях бокових стінок 2 виконані поперечні тепловідвідні ребра 6 системи охолодження, а поряд з задньою стінкою З перпендикулярно боковим стінкам 2 та перегородкам 4 7/0 Виконані кріпильні отвори 7, які також заповнені композиційним матеріалом 5. На корпусі 1 передбачено отвір 8 для кріплення гальмівної колодки на гальмівному башмаку. Колодка виконана з поперечним уклоном 1:20 та загальноприйнятим радіусом контактної поверхні.Longitudinal partitions 4 are made inside the body 1, and the cavities located between them are filled with composite material 5. Transverse heat-dissipating ribs 6 of the cooling system are made on the outer surfaces of the side walls 2, and next to the back wall Z perpendicular to the side walls 2 and partitions 4 7/0 Made fasteners holes 7, which are also filled with composite material 5. On the body 1, a hole 8 is provided for fastening the brake pad on the brake shoe. The pad is made with a transverse slope of 1:20 and a generally accepted radius of the contact surface.

Робота або використання гальмівної колодки здійснюється таким чином.The operation or use of the brake pad is carried out as follows.

Установлена звичайним способом в гальмівну важільну систему вагона і закріплена чекою в отвір 8 гальмівна /5 Колодка у процесі експлуатації притискується до поверхні котіння колеса своєю радіусною контактною поверхнею з уклоном 1:20, щоб шляхом тертя створити необхідне гальмівне зусилля на колесі. У процесі інтенсивного тертя приймають участь як чавунні бокові стінки 2 та внутрішні перегородки 4 корпуса 1, так і займаючий більшу частину площі контакту колодки з колесом композиційний матеріал 5, заповнюючий порожнини між стінками та перегородками. При цьому основна маса тепла, утвореного тертям композиційного го матеріала 5 об поверхню котіння колеса, відводиться з зони контакту чавунними боковими стінками 2 та перегородками 4 на задню стінку З й зовнішні поверхні бокових стінок 2, на яких виконані поперечні тепловідвідні ребра 6, що інтенсивно обдуваються повітрям під час руху залізничного транспорту.Installed in the usual way in the brake lever system of the car and fixed with a check in the hole 8 brake /5. During operation, the pad is pressed against the rolling surface of the wheel with its radial contact surface with a slope of 1:20 to create the necessary braking force on the wheel by friction. In the process of intense friction, both the cast iron side walls 2 and internal partitions 4 of the body 1, and the composite material 5 occupying most of the contact area of the pad with the wheel, filling the cavities between the walls and partitions, take part. At the same time, the bulk of the heat generated by the friction of the composite material 5 against the rolling surface of the wheel is diverted from the contact zone by the cast iron side walls 2 and partitions 4 to the rear wall C and the outer surfaces of the side walls 2, which are equipped with transverse heat-dissipating ribs 6, which are intensively blown by air during the movement of railway transport.

Частина композиційного матеріалу, залитого в кріпильні отвори 7 запобігає випадінню основного композиційного матеріалу 5 з корпусу колодки у випадку відшаровування його від стінок та перегородок. сPart of the composite material poured into the fastening holes 7 prevents the main composite material 5 from falling out of the pad body in case of peeling it from the walls and partitions. with

Таким чином запропонована гальмівна колодка внаслідок своїх технічних властивостей практично повністю о відповідає вимогам, що виставляють до композиційних матеріалів по стійкості проти спрацювання, з усуненням проблеми з тепловідводом залишків тепла, яке звичайно виникає в зоні контакту колодки та колеса у випадку інтенсивного затяжного гальмування, що веде до утворення навару, термічних тріщин та відпуску колісної сталі, що в остаточному підсумку веде до підвищення безпеки, надійності та довговічності автоматичних гальмівних «гThus, the proposed brake pad, due to its technical properties, almost fully meets the requirements set for composite materials in terms of resistance to activation, with the elimination of the problem with the heat dissipation of residual heat, which usually occurs in the contact zone of the pad and the wheel in the case of intensive prolonged braking, which leads to the formation of build-up, thermal cracks and tempering of wheel steel, which ultimately leads to increased safety, reliability and durability of automatic brake "g

Зо систем вагонів і підвищення ефективності експлуатації залізниць у цілому.From wagon systems and improving the efficiency of railway operation in general.

Бібліографічні дані джерел інформації. - 1. В.И. Крьілов, В.В. Крьілов "Автоматические тормоза подвижного состава", изд. "Траспорт", Москва, 197 7г., Ге! стр.209-211. 2. В.И. Крьілов, В.В. Крьїлов "Автоматические тормоза подвижного состава", изд. "Траспорт", Москва, 197 7г., Щео, стр.7, 211. ї- 3. Техническая зксплуатация железньїх дорог", под редакцией И.Г. Павловского "Транспорт", Москва, 1975г., стр.250-251.Bibliographic data of sources of information. - 1. V.I. Kryilov, V.V. Kryilov "Automatic brakes of rolling stock", ed. "Transport", Moscow, 1977, Hey! pp. 209-211. 2. V.I. Kryilov, V.V. Kryilov "Automatic brakes of rolling stock", ed. "Transport", Moscow, 1977, Shcheo, pp. 7, 211. i- 3. Technical exploitation of railways", edited by I.G. Pavlovsky, "Transport", Moscow, 1975, pp. 250-251.

Claims

The formula of the invention h -

c 1. A brake pad for the automatic braking system of a railway transport car, which includes a "z" standard-shaped pad with a check attachment to the brake shoe, which is distinguished by the fact that it is binary, namely, using two materials with different thermal conductivity, and the body pads are made of material with high thermal conductivity, for example, cast iron, in the form of a box with rear and side walls and longitudinal partitions inside, and the cavities between them are filled with composite material.

2. The block according to claim 1, which differs in that on the outer surfaces of the side walls of the case, transverse heat-dissipating ribs of the cooling system are made, and along with the back wall, perpendicular to the side walls and partitions, fastening holes are made, which are filled with composite material. - 50 s» F) ime) 60 b5