Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта



Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта
Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта

 


Владельцы патента RU 2616113:

Моторин Сергей Васильевич (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству втулок рычажной тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена, эксплуатирующихся без использования смазки. Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта выполнена из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевого термопластичного полифениленсульфида, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70, или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70. Внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,5 до 100 нм, а их длина от 0,5 до 77 мкм. В качестве литьевого термопластичного полифениленсульфида основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют полифениленсульфид Fortron или Tecatron, при следующем количественном содержании компонентов, мас. %: углеродное волокно - 9,2-42,8; углеродные нанотрубки - 0,02-0,74; полифениленсульфид - остальное до 100%. Технический результат: повышение срока службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта за счет значительного снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, снижение коэффициента трения, сохранение уровня стабильности коэффициента трения при трении по материалу контртела стали 40Х, сохранение на заданном уровне разрушающего напряжения при растяжении, сохранение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза при одновременном сохранении заданного предела прочности при сжатии. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству втулок рычажной тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена, эксплуатирующихся без использования смазки.

Известна втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, выполненная из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевой термопластичной матрицы, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, многослойных или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей (см. патент РФ №2499921, МПК F16C 33/04, 27.11.2013 г.).

Однако известная втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта при своем использовании имеет следующие недостатки:

- недостаточный срок службы из-за суммарного износа в паре трения,

- повышенную интенсивность линейного изнашивания внутреннего рабочего слоя скольжения при трении по стальной паре из стали 40Х (1×10-7-7×10-8 мкм/км),

- недостаточный комплекс эксплуатационных механических свойств, сочетающих ударную вязкость, предел прочности при сжатии и разрушающее напряжение при растяжении.

Задачей изобретения является разработка втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта.

Техническим результатом является повышение срока службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта за счет значительного снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, снижение коэффициента трения, сохранение уровня стабильности коэффициента трения при трении по материалу контртела стали 40Х, сохранение на заданном уровне разрушающего напряжения при растяжении, сохранение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза при одновременном сохранении заданного предела прочности при сжатии.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложена втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, характеризующаяся тем, что выполнена из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевого термопластичного полифениленсульфида, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70, или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,5 до 100 нм, а их длина от 0,5 до 77 мкм, при этом в качестве литьевого термопластичного полифениленсульфида основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют полифениленсульфид Fortron или Tecatron, при следующем количественном содержании компонентов, мас. %:

углеродное волокно 9,2-42,8
углеродные нанотрубки 0,02-0,74
полифениленсульфид остальное до 100%

При этом в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционный полимерный антифрикционный материал содержит углеродное волокно, полученное из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна. При этом углеродное волокно композиционного полимерного антифрикционного материала используют в виде жгута, или рубленого жгута, или рубленой ленты, при этом длина рубленых жгута или ленты углеродного волокна выбрана от 1 до 48 мм. При этом втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта предпочтительно выполнена с наружным диаметром 30-50 мм, с внутренним диаметром 20-40 мм и длиной 12-150 мм.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенную втулку рычажной тормозной системы рельсового транспорта, отличительными являются:

- выполнение втулки рычажной тормозной системы из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевого термопластичного полифениленсульфида,

- использование в композиционном полимерном антифрикционном материале хаотично расположенных углеродных нанотрубок в виде вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с внешним диаметром углеродных нанотрубок от 0,5 до 100 нм и их длиной от 0,5 до 77 мкм,

- использование в качестве литьевого термопластичного полифениленсульфида основы композиционного полимерного антифрикционного материала полифениленсульфидов Fortron или Tecatron,

- выбор следующего количественного содержания компонентов композиционного полимерного антифрикционного материала втулки, мас. %:

углеродное волокно 9,2-42,8
углеродные нанотрубки 0,02-0,74
полифениленсульфид остальное до 100%

Экспериментальные испытания в рычажной тормозной системе рельсового транспорта пар трения с использованием предложенной втулки и контртела из стали 40Х с твердость 32-38 HRC, а затем и натурные ходовые испытания штатного комплекта втулок рычажной тормозной системы показали их высокую эффективность. Было установлено, что повышен срок службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта на 14-17%, при этом износ рабочего слоя скольжения предложенной втулки при трении по полированной стальной паре из стали 40Х составил 6×10-8-9×10-9 мкм/км. Достигнуто повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза до уровня 52,3-63,0 кДж/м2, сохранен предел прочности при сжатии на уровне 165-184 МПа при одновременном сохранении разрушающего напряжения при растяжении на уровне 178-212 МПа. Одновременно установлено, что предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта имеют коэффициент трения при трении по полированной поверхности контртела из стали 40Х с твердость 32-38 HRC в пределах 0,09-0,14 при сохранении стабильности коэффициента трения на уровне 0,88-0,94.

Предложенные втулки рычажной тормозной системы в паре трения работоспособны с начала натурных ходовых испытаний и не требуют своей замены до настоящего времени.

В таблице 1 представлены экспериментальные составы композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полифениленсульфида, использованного для изготовления предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта, а в таблице 2 показаны штатные характеристики втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта.

Исследования ударной вязкости проводилось на маятниковом копре по методу Шарпи на образцах типа 2 без надреза по ГОСТ 4647-80. Исследование характеристик трения (характеристики трибологии) предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта проводились на машине трения УМТ 2168.

Технология изготовления предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта различного назначения в форме сплошной втулки или разрезной втулки в виде сегментов с рабочими поверхностями скольжения не требует для своего изготовления использования специфического технологического оборудования и включает в себя литье под давлением в литьевой машине изделий заданных геометрических форм из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полифениленсульфида.

Предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта просты в понимании и не требуют для своей иллюстрации предоставления чертежей.

Предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта имеют по сравнению с втулкой-прототипом увеличенный эксплуатационный ресурс за счет значительного снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, обладают ударной вязкостью по Шарпи на образцах без надреза на уровне 52,3-63,0 кДж/м2, пределом прочности при сжатии на уровне 165-184 МПа при одновременном сохранении разрушающего напряжения при растяжении на уровне 178-212 МПа. Кроме того, предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта характеризуются снижением коэффициента трения до уровня 0,09-0,14 при сохранении высокой стабильности коэффициента трения при трении по материалу контртела стали 40Х и снижением линейного износа.

1. Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, характеризующаяся тем, что выполнена из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевого термопластичного полифениленсульфида, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, или многослойных с количеством слоев от 2 до 70, или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с количеством слоев от 2 до 70, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,5 до 100 нм, а их длина от 0,5 до 77 мкм, при этом в качестве литьевого термопластичного полифениленсульфида основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют полифениленсульфид Fortron или Tecatron, при следующем количественном содержании компонентов, мас. %:

углеродное волокно 9,2-42,8
углеродные нанотрубки 0,02-0,74
полифениленсульфид остальное до 100%

2. Втулка по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционный полимерный антифрикционный материал содержит углеродное волокно, полученное из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна.

3. Втулка по п. 1, характеризующаяся тем, что углеродное волокно композиционного полимерного антифрикционного материала используют в виде жгута, или рубленого жгута, или рубленой ленты, при этом длина рубленого жгута или рубленой ленты углеродного волокна выбрана от 1 до 48 мм.

4. Втулка по п. 1, характеризующаяся тем, что предпочтительно выполнена с наружным диаметром 30-50 мм, с внутренним диаметром 20-40 мм и длиной 12-150 мм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к подшипнику со слоем скольжения и способу его получения. Подшипник со слоем скольжения состоит из формообразующего корпуса, с нанесенным антифрикционным подшипниковым сплавом на основе меди или алюминия и гальваническим слоем скольжения, который включает в себя матрицу из твердого раствора олова и сурьмы в количестве 0,5…4,5 вес.%, содержащую включения медно-оловянных частиц соединения Cu6Sn5 при общем содержании меди в сплаве 2…25 вес.%.

Изобретение относится к способу восстановления размеров корпуса моторно-осевого подшипника электровоза при помощи электродуговой металлизации. Способ восстановления размеров корпуса моторно-осевого подшипника электровоза электродуговой металлизацией.

Изобретение может быть использовано при изготовлении детали подшипника, например в виде сварного кольца или сегмента кольца, которая подвергается переменным механическим напряжениям, в частности, при качении или качении и скольжении.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлургической, строительной, горнорудной промышленностях для обеспечения надежной и долговечной работы оборудования при значительных снижениях затрат на изготовление и эксплуатацию машин.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в энергетике, судостроении, металлургии, для обеспечения долговечной, надежной работы оборудования (турбины, компрессоры, двигательные установки, центрифуги и т.д.).
Изобретение относится к износостойким и антифрикционным покрытиям на рабочих поверхностях узлов трения. Предварительно получают стержень путем прессования и спекания состава, содержащего порошок меди, порошок политетрафторэтилена и хлорид аммония.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости смазываемых поверхностей трения различных деталей механизмов и машин.

Изобретение относится к деревообработке, в частности к получению подшипников скольжения из древесины. Подшипник скольжения выполнен из прессованной древесины с радиальным расположением волокон и равномерной плотностью по всему сечению и содержит смазку в количестве 7-8% от массы древесины и металлическое включение.

Изобретение относится к применению CuFe2P в подшипнике скольжения или в качестве материала подшипника скольжения, причем CuFe2P представляет собой медный сплав, содержащий 2,1-2,6 мас.% Fe, 0,05-0,2 мас.% Zn, 0,015-0,15 мас.% Р, до 0,03 мас.% Pb и до 0,2 мас.% других добавок.

Группа изобретений относится к деталям скольжения двигателя внутреннего сгорания. Деталь содержит основу и нанесенное на нее термическим напылением покрытие с открытой контактной поверхностью, включающее, по меньшей мере, две фазы материала покрытия с различной прочностью, причем одна из, по меньшей мере, двух фаз материала покрытия, имеющая наименьшую прочность, углублена относительно другой или других фаз покрытия.

Изобретение относится к технической области сочленений кольцевого, поворотного или скользящего типа с приспособлениями, пригодными для выполнения функции резервуара для смазки с целью увеличения промежутков времени, в которые необходимо выполнять смазывание.

Изобретение направлено на дальнейшее совершенствование в области подшипников жидкостного трения, а более конкретно, на подшипники, используемые для поддержания с возможностью вращения шейки прокатного валка прокатного стана.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в опорных узлах валов и осей механизмов и машин. Подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе (1) вала (2), установленной в опорном корпусе (3), антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали, из нити (4) круглого сечения, витки которой прилегают друг к другу и плотно уложены на поверхности цапфы (1), а концы спирали зафиксированы на торцах этой цапфы (1).

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в опорных узлах валов и осей механизмов и машин. Подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе (1) вала (2), установленной в опорном корпусе (3), антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали из нити (4) круглого сечения, плотно уложенной на поверхности цапфы (1) и зафиксированной своими концами на торцах этой цапфы (1).

Изобретение относится к машиностроению, например к гидротурбиностроению, судостроению, в частности к узлам трения гидромашин, гребных валов, работающих при высоких нагрузках: больших удельных давлениях, скоростях скольжения без смазки и в водной среде.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию вкладышей подшипников скольжения.

Изобретение предназначено для опор гребных валов судовых валопроводов. Подшипник скольжения содержит корпус (1), имеющий разъем и состоящий из двух половин - верхней и нижней, и вкладыш, выполненный составным из силовых слоистых и твердосмазочных сегментов (2, 3), обработанных по внутреннему диаметру в один размер.

Изобретение относится к отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции для формирования самосмазывающейся прокладки. Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция для самосмазывающейся прокладки включает: (мет)акрилатное соединение, имеющее цикл изоциануровой кислоты, описываемое формулой (1): в которой «X» представляет группу, которая содержит акрилоильную группу и состоит только из С, Н и О, а «Y» и «Z» представляют группы, каждая из которых состоит только из С, Н и О, и политетрафторэтиленовую смолу в качестве твердого смазочного материала, причем (мет)акрилатное соединение, имеющее цикл изоциануровой кислоты, содержится в количестве от 20% по весу до 90% по весу, и политетрафторэтиленовая смола содержится в количестве от 10% по весу до 50% по весу относительно общего количества отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции.

Изобретение относится к подшипникам скольжения и может быть использовано в ракетно-космической, авиационной, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, в железнодорожном, автомобильном транспорте и других областях промышленности.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания поверхностей трения, в частности подшипников скольжения и качения. Описано антифрикционное покрытие, содержащее углеводородный смазочный слой и легированную вольфрамом наноструктурированную монокристаллическую углеродную пленку толщиной 10-7-10-9 м, адсорбционные центры которой регулярно расположены как на поверхности пленки, так и в ее объеме.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройствам, предназначенным для предохранения валика подвески тормозного башмака тележки вагона от выпадения.
Наверх