Тормозная вагонная композиционная колодка



Тормозная вагонная композиционная колодка
Тормозная вагонная композиционная колодка
Тормозная вагонная композиционная колодка
Тормозная вагонная композиционная колодка

 


Владельцы патента RU 2502901:

Закрытое Акционерное Общество "Современные Тормозные Системы" (RU)

Изобретение относится к тормозному оборудованию железнодорожного транспорта. Тормозная вагонная композиционная колодка содержит стальной каркас, дугообразное тело, состоящее из основного и бокового участка тела колодки, контактирующего с поверхностью колеса. Дугообразное тело также состоит из отдельных элементов, закрепленных на стальном каркасе, причем элементы основного участка тела выполнены из фрикционного материала, а элементы бокового участка выполнены из антифрикционного материала. Фрикционный материал имеет коэффициент трения в 1,5-10 раз больше и в 1,5-3,5 большую абразивную стойкость, чем у антифрикционного материала. Фрикционные элементы основного участка тела колодки имеют различную высоту, причем элементы с большей высотой расположены на краях стального каркаса. Решение направлено на повышение безопасности движения железнодорожного транспорта. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тормозному оборудованию подвижного состава, а также может использоваться на других видах транспорта в тормозных системах.

Известна тормозная колодка по Авт.св. 1572889, В61Н 1/00, публ. 23.06.90, содержащая стальной каркас, чугунное дугообразное тело, состоящее из основного и профильного участков с выполненным в нем ручьем и снабженное вставками, заложенными рядами в тело колодки со стороны рабочей трущейся поверхности, причем гребневые вставки профильного участка выполнены в виде цилиндрических элементов с продольным вырезом и установлены в ручье колодки с возможностью схватывания и взаимодействия с гребнем бандажа колеса.

Однако в известном техническом решении вставки выполнены из специального чугуна, обладающего высокой твердостью, и вследствие этого вызывают интенсивный износ поверхности колес. Кроме того, выполнение вставок основного участка призматическими, с непрерывной поверхностью трения, ухудшает теплоотвод и способствует еще большему износу пар трения и снижению тормозного усилия из-за уменьшения коэффициента трения.

Известна тормозная колодка, содержащая стальной каркас, дугообразное тело, состоящее из основного участка тела колодки и профильного участка тела колодки с выполненным в нем ручьем. В тело колодки со стороны рабочей трущейся поверхности на профильном участке заложен один ряд гребневых вставок, выполненных в виде цилиндрических элементов с продольным вырезом, охватывающих гребень бандажа колеса. На основном участке заложены рядами по крайней мере две группы вставок цилиндрической формы. В каждой из групп центры трех ближайших вставок равноудалены друг от друга, а ряды этих вставок развернуты относительно продольной оси колодки. Вставки выполнены из пластичного металла, например из стали. Патент №2153994, МПК 7 В61Н 1/00, F16D 65/04, 69/00, Бюл. №22, 10.08.2000. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатком известной тормозной колодки является снижение тормозного эффекта при нагреве колодки, за счет перегрева вставок снижается коэффициент трения. Колодка создает шум при работе. Колодка не обладает смазывающим эффектом гребня колеса и рельса.

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения железнодорожных вагонов, улучшение экологической обстановки в районе торможения железнодорожного состава, снижение эксплуатационных затрат на обслуживание железнодорожных вагонов.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении уровня шума в процессе торможения, снижении износа гребня колеса и боковой поверхности рельса, увеличении межремонтного периода обслуживания колесных пар железнодорожных вагонов, уменьшении потребления тормозных колодок, повышении стабильности и надежности функционирования тормозных систем.

Технический результат достигается тормозной вагонной колодкой, содержащей стальной каркас, дугообразное тело, состоящее из основного участка тела колодки и бокового участка тела колодки, находящегося в контакте с гребневой поверхностью колеса и взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, при этом дугообразное тело колодки состоит из отдельных элементов, закрепленных на стальном каркасе, причем элементы, образующие основной участок тела колодки, выполнены из фрикционного материала, а элементы, образующие боковой участок тела колодки, выполнены из антифрикционного материала в виде профильных элементов, находящихся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, фрикционный материал имеет в 1,5-10 раз больше коэффициент трения и в 1,5-3,5 большую абразивную стойкость, чем у антифрикционного материала, фрикционные элементы, образующие основной участок тела колодки, имеют различную высоту, фрикционные элементы с большей высотой расположены на краях стального каркаса. Кроме этого фрикционные элементы, образующие основной и боковой участки тела колодки, закреплены сваркой на металлическом каркасе и между собой металлургическим способом, фрикционные элементы основного участка тела колодки выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 850°С, фрикционных элементов основного участка колодки как минимум два, фрикционных элементов бокового участка колодки как минимум два.

Разрушение поверхности катания колеса происходит как в результате контакта в системе «тормозная колодка - колесо», так и системе в «колесо - рельс», т.е. колесо подвергается износу со стороны тормозной колодки и со стороны рельса. Авторами предлагаемого технического решения были проведены исследования поверхности катания железнодорожного колеса вагона, находящегося в контакте с тормозными колодками, изготовленными из чугуна. Изучен механизм образования микротрещин на различных участках контактной поверхности колеса. Фрагменты различных этапов разрушения показаны на фиг.1.

На фото №1-4 приведены дефекты в виде трещин и выщерблин с максимальной глубиной проникновения до 1,5 мм. На фото №4 показаны зоны зародившихся трещин на некотором удалении от поверхности. Появление таких дефектов обусловлено высоким контактным давлением. При дальнейшем развитии внутренних трещин происходит их выход на поверхность с последующим отслаиванием (отрывом) частицы. Такие частицы в дальнейшем работают как абразивные частицы, приводящие к интенсивному износу поверхности колеса. Образование микротрещин происходит постепенно и имеет несколько стадий. Трещины начинают развиваться задолго до разрушения при усталостном, пластическом и даже хрупком виде разрушения. Длительность процесса накопления дефектов материала, до появления и дальнейшего развития трещины, занимает значительную часть, доходя до 90% времени процесса разрушения.

Чтобы не доводить до появления на контактной поверхности (поверхность катания) колеса микротрещин, данная поверхность должна постоянно подвергаться очистке от загрязнения и удалению поверхностного слоя. Такое удаление возможно проводить в процессе торможения при условии, что тормозная колодка имеет более высокую абразивную стойкость по сравнению с материалом обода колеса вагона и имеет высокий коэффициент трения. Предлагаемая тормозная колодка имеет стальной каркас, на котором закреплены фрикционные элементы, причем элементы, образующие основной участок тела колодки, выполнены из фрикционного материала, а элементы, образующие боковой участок тела колодки, выполнены из антифрикционного материала, фрикционный материал имеет в 1,5-10 раз больше коэффициент трения и в 1,5-3,5 большую абразивную стойкость, чем у антифрикционного материала. Такое исполнение колодки позволяет производить очистку поверхности катания колеса и осуществлять смазывание гребня колеса и боковой поверхности головки рельса. Регулярное очищение поверхности катания колеса от загрязнений и отслоившихся участков в процессе торможения, смазывание гребня колеса приводит к увеличению межремонтного периода обслуживания колесных пар, связанного с заменой изношенных колес, также уменьшается потребление тормозных колодок, так как абразивная стойкость композиционных сплавов в 2-4 раза выше чугуна и стали. Поскольку контактная поверхность системы «тормозная колодка - колесо» выполнена из композиционного состава, вследствие этого уменьшится шумовое загрязнение в процессе торможения.

Фрикционные элементы, которые образуют основной участок тела, имеют различную высоту, элементы с большей высотой расположены на краях стального каркаса. Такое исполнение, при прогибе тела колодки в средней части при давлении на колодку в процессе торможения, приводит к плотному прилеганию всей поверхности основного участка колодки, к более быстрому притиранию колодок и повышению надежности тормозной системы.

Второй поверхностью колеса, подверженной интенсивному износу, является поверхность гребня. Особенно сильно износ данной поверхности происходит при движении по криволинейным участкам дорог. Чтобы уменьшить износ поверхности гребня, предлагается на его поверхность наносить слой антифрикционного материала, наносить этот слой должна тормозная колодка в процессе торможения. Для того чтобы происходил такой процесс, в предлагаемом техническом решении антифрикционные элементы, образующие боковой участок тела колодки, выполнены из антифрикционного материала, имеющего меньшую абразивную стойкость и в 1,5-2,5 меньший коэффициент трения, чем у материала фрикционных элементов, образующих основной участок тела колодки. В процессе торможения каждый раз будет происходить контакт боковых антифрикционных элементов с поверхностью гребня колеса. Поскольку абразивная стойкость боковых антифрикционных элементов ниже абразивной стойкости материала колеса рельса, то будет происходить перенос материала антифрикционных элементов на поверхность гребня колеса, а в последующем и на рельсы, и при движении в кривых будет снижен износ гребня колеса и боковой поверхности рельса.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.2 представлен общий вид колодки, вид сверху, на фиг.3 показан общий вид колодки, вид сбоку, на фиг.4 - сечение по разрезу А-А фиг.3.

Тормозная вагонная композиционная колодка содержит стальной каркас 1, дугообразное тело 2, состоящее из основного участка тела колодки 2.1 и бокового участка тела колодки 2.2. Дугообразное тело колодки 2 состоит их отдельных фрикционных элементов 3, которые закреплены на стальном каркасе 1. Фрикционные элементы 3, образующие основной участок тела колодки 2.1, выполнены из фрикционного материала, имеющего в 1,5-10 раз большую абразивную стойкость и в 1,5-2,5 больше коэффициент трения, чем у материала антифрикционных элементов 4, образующих боковой участок тела колодки 2.2. Фрикционные элементы 3, которые образуют основной участок тела 2.1, имеют различную высоту. Элементы с большей высотой 3.1 расположены на краях стального каркаса. Фрикционные элементы 3, образующие основной участок тела колодки 2.1, закреплены сваркой (на чертеже не показана) на металлическом каркасе 1. Фрикционные элементы 3 основного участка тела колодки 2.1 выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 850°С.

Работа тормозной колодки происходит следующим образом. При прижатии рабочей поверхности колодки к рабочей поверхности колеса железнодорожного вагона происходит торможение и намазывание (натирание) гребневой поверхности колеса. В дальнейшем при движении происходит контакт между гребневой поверхностью колеса и боковой поверхностью рельса. Поскольку на гребневой поверхности колеса имеются частицы антифрикционного материала колодки, происходит смазывание боковой поверхности рельса и уменьшается ее износ.

Возможность изготовления колодок с использованием различных материалов и технологий фрикционных и антифрикционных элементов позволяет улучшить их качество и получать технические показатели колодок с учетом конкретных требований в зависимости условий работы железнодорожных вагонов.

1. Тормозная вагонная композиционная колодка, содержащая стальной каркас, дугообразное тело, состоящее из основного участка тела колодки и бокового участка тела колодки, находящейся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, отличающаяся тем, что дугообразное тело колодки состоит из отдельных элементов, закрепленных на стальном каркасе, причем элементы, образующие основной участок тела колодки, выполнены из фрикционного материала, а элементы, образующие боковой участок тела колодки, выполнены из антифрикционного материала в виде профильных элементов, находящихся в контакте с гребневой поверхностью колеса, взаимодействующего с боковой поверхностью рельса, фрикционный материал имеет в 1,5-10 раз больше коэффициент трения и в 1,5-3,5 большую абразивную стойкость, чем у антифрикционного материала, фрикционные элементы, образующие основной участок тела колодки, имеют различную высоту, фрикционные элементы с большей высотой расположены на краях стального каркаса.

2. Тормозная вагонная композиционная колодка по п.1, отличающаяся тем, что фрикционные элементы, образующие основной и боковой участки тела колодки, закреплены сваркой на металлическом каркасе и между собой металлургическим способом.

3. Тормозная композиционная колодка по п.1, отличающаяся тем, что фрикционные элементы основного участка тела колодки выполнены из композиционного фрикционного материала, работающего при температуре до 850°С.

4. Тормозная композиционная колодка по п.1, отличающаяся тем, что фрикционных элементов основного участка колодки как минимум два.

5. Тормозная композиционная колодка по п.1, отличающаяся тем, что фрикционных элементов бокового участка колодки как минимум два.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам тормозного оборудования тягового подвижного состава. Тормозная колодка содержит стальной каркас и дугообразное тело, состоящее из основного участка тела колодки и профильного участка тела колодки с выполненным в нем ручьем.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Тормозная колодка содержит композиционный фрикционный элемент, стальной проволочный каркас, твердую чугунную вставку, покрытую электрохимическим способом бронзовым сплавом, расположенную в центральной части колодки и запрессованную в композиционный фрикционный элемент.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам тормозного оборудования тягового подвижного состава. Тормозная колодка содержит стальной каркас, чугунное дугообразное тело.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозному оборудованию подвижного железнодорожного состава. .

Изобретение относится к области фрикционных изделий, эксплуатирующихся в железнодорожном транспорте. .
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозным колодкам и фрикционным изделиям для различных машин и оборудования. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам и фрикционным изделиям железнодорожных транспортных средств. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к фрикционным изделиям, эксплуатирующимся во фрикционных узлах автотракторной техники, различных машин и оборудования.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. .

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к барабанным тормозам и колодкам барабанного тормоза. Колодка барабанного тормоза содержит первое ребро, второе ребро, основание накладки, расположенное по окружности на наружных участках первого и второго ребер, и крепление пружины возврата. Крепление пружины возврата обеспечивается первым ребром, с которым возвратная пружина тормозной колодки соединяется таким образом, что центральная линия пружины возврата смещена от осевой центральной линии основания накладки и расположена в осевом направлении между наружным краем центральной секции первого ребра и наружным краем второй концевой секции первого ребра. Барабанный тормоз содержит колодку барабанного тормоза. Достигается уменьшение боковой нагрузки на колодки при работе барабанного тормоза и устранение раскачивания или наклона колодки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретения относятся к области железнодорожного транспорта, а именно к опорам тормозных башмаков для железнодорожных вагонов. Опорный узел выполнен с возможностью отслеживания поперечного перемещения колеса на осевой тележке. Реборда колеса выполнена с возможностью нажатия на одну сторону опорного узла тормозного башмака, проталкивая ее вдоль оси и сжимая упругую смещающую структуру. При возвращении колеса в центральное или нейтральное положение сжатая упругая смещающая структура расширяется возвращая опорный узел тормозного башмака в первоначальное или нейтральное положение. Упругая смещающая структура также минимизирует поперечное перемещение опорного узла тормозного башмака по направлению конусности колеса при нормальных тормозных нагрузках, тем самым предотвращая соскакивание башмака. Упругая смещающая структура может быть заключена в корпус, выполненный с возможностью предотвращения проникновения загрязнений. Тормозная система железнодорожного вагона содержит тормозной привод железнодорожного вагона и опорный узел тормозного башмака. Способ сборки опорного узла тормозного башмака заключается в обеспечении установочного кронштейна, шарнирного соединения подвесного корпуса с установочным кронштейном посредством первой поворотной оси, шарнирного соединения держателя тормозного башмака с противоположными сторонами посредством второй поворотной оси и установки упругой смещающей структуры на второй поворотной оси. Достигается обеспечение некоторой степени поперечного перемещения тормозного башмака для отслеживания поперечного перемещения колеса на раме тележки железнодорожного вагона. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тормозным колодкам подвижного состава. Колодка содержит стальной каркас и дугообразное тело, состоящее их отдельных фрикционных элементов, закрепленных на стальном каркасе. Элементы выполнены из фрикционного материала. Стальной каркас имеет скобу и направляющие, приваренные к наружной поверхности, Направляющие и стальной каркас имеют прижимные пластины, которые удерживают фрикционные элементы на стальном каркасе. Фрикционный элемент колодки выполнен в форме призматоида, основания которого имеют форму трапеции. В основаниях имеются впадины, куда входят прижимные пластины стального каркаса. Вставленные в стальной каркас фрикционные элементы закреплены путем обжима боковых прижимных пластин каркаса, два крайних дополнительно прижаты прижимными пластинами направляющих каркаса. Фрикционные элементы колодки выполнены из материала на основе железа. Достигается повышение безопасности движения железнодорожных вагонов за счет устранения дефектного слоя, образующегося на поверхности катания вагонного колеса, улучшения теплоотвода из зоны контакта колодки и колеса, повышения износостойкости тормозной колодки, повышения технологичности изготовления колодки и снижения периода приработки в системе «колесо - тормозная колодка». 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тормозным колодкам подвижного состава. Колодка содержит стальной каркас, имеющий скобу и направляющие, приваренные к наружной поверхности, и дугообразное тело, состоящее их отдельных фрикционных элементов, закрепленных на стальном каркасе. Элементы выполнены из фрикционного материала. Направляющие и стальной каркас имеют прижимные пластины, которые удерживают фрикционные элементы на стальном каркасе. Фрикционный элемент колодки выполнен в форме призматоида, основания которого имеют форму трапеции, в основаниях имеются впадины с буртом, куда входят прижимные пластины стального каркаса. На одной из боковых поверхностей фрикционного элемента имеется выступ, а на другой - впадина. Вставленные в стальной каркас фрикционные элементы закреплены путем обжима боковых прижимных пластин каркаса, два крайних дополнительно прижаты прижимными пластинами направляющих каркаса. Фрикционные элементы колодки выполнены из материала на основе железа. Достигается повышение безопасности движения железнодорожных вагонов за счет устранения дефектного слоя, образующегося на поверхности катания вагонного колеса, улучшения теплоотвода из зоны контакта колодки и колеса, повышения износостойкости тормозной колодки, повышения технологичности изготовления колодки и снижения периода приработки в системе колесо - тормозная колодка. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Тормозная колодка содержит композиционный фрикционный элемент, металлический каркас и чугунную вставку. Масса рабочей части вставки составляет от 20% до 55% массы вставки. Достигается повышение стойкости колодки к ударным термическим нагрузкам при эксплуатации путем обеспечения оптимального соотношения масс рабочей и нерабочей частей вставки в колодке.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит композиционный фрикционный элемент, металлический каркас и вставку из чугуна. Вставка выполнена из кремнистого чугуна. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик колодки в результате использования вставки из другого материала, более соответствующего условиям эксплуатации железнодорожных тормозных колодок.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Тормозная колодка содержит композиционный фрикционный элемент, проволочный каркас из сваренных между собой широкой и узкой рамок, твердую вставку с выступами, вставленную в узкую рамку проволочного каркаса, и металлическую сетку или перфорированную металлическую полосу. В широкой рамке проволочного каркаса боковые части рамки, размещенные по боковым поверхностям тыльной части колодки, выполнены вогнутыми к центральной части поверхности тыльной части колодки. Вогнутость боковых частей широкой рамки составляет 0,1÷5,0 мм. Достигается повышение стойкости колодки к ударным термическим и механическим нагрузкам при эксплуатации путем обеспечения более равномерного распределения термических и механических нагрузок по тыльной части колодки за счет уменьшения расстояния между более широкой рамкой и твердой вставкой, а также снижение в производстве количества колодок, забракованных по показателю «выход проволоки рамки на боковую поверхность колодки» - оголение проволочного каркаса. 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам тягового подвижного состава, работающим в трибоконтакте не только с поверхностью катания колеса, но и с поверхностью гребня колеса. Тормозная колодка содержит стальной каркас и фрикционный элемент, включающий основную часть и профильную часть с ручьем. Основная и профильная части выполнены из полимерного композиционного фрикционного материал. Основная часть выполнена с двумя чугунными вставками из немагнитного чугуна. Вставки размещены радиально к рабочей поверхности основной части вне центральной и концевых частей колодки таким образом, что при эксплуатации колодки вставки контактируют с поверхностью катания колеса и не контактируют с гребнем колеса. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик колодки за счет повышения ее фрикционных характеристик, а также снижения перегрева колодки за счет применения парамагнитных материалов. 4 ил.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, локомотивов и другого рельсового транспорта. Тормозная колодка, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, содержит металлический каркас, одно- или двухслойный композиционный фрикционный элемент и вставку или несколько вставок из металла. Вставка или вставки выполнены из кремнистого чугуна с содержанием кремния от 5,0 до 7,5%. Достигается повышение стабильности фрикционных характеристик колодки в процессе эксплуатации путем обеспечения, в момент существенного нагрева изделия, образования в зоне трибоконтакта рабочей поверхности колодки и поверхности катания колеса наноразмерных абразивных частиц, повышающих коэффициент трения.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к колодкам тормозным композиционным, предназначенным для железнодорожного подвижного состава. Колодка тормозная выполнена однослойной и содержит по крайней мере одну твердую вставку, проволочный каркас и металлическую спинку в виде двух консолей с каждой стороны по длине твердой вставки. Твердая вставка защемлена в проволочном каркасе. Толщина металла, из которого изготовлены консоли, составляет от 0,7 до 1,3 диаметра проволоки, из которой изготовлен проволочный каркас, ширина консолей составляет от 0,7 до 0,8 ширины проволочного каркаса, а длина консоли составляет от 0,4 до 0,6 длины скобы. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик колодки путем снижения возможности растрескивания при эксплуатации полимерных участков спинки колодки за счет обеспечения соответствия размеров консолей и проволочного каркаса.
Наверх