Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы

Изобретение относится к области железнодорожных транспортных средств, в частности к тормозным колодкам, работающим в трибосопряжении с поверхностью качения колеса. Тормозная колодка включает металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент. Композит содержит дисперсные частицы низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик колодки путем повышения эффективности «колесосберегающего» воздействия колодки на поверхность катания колеса при трибосопряжении.

 

Заявляемое изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств и другого рельсового транспорта.

Аналогом заявляемого изобретения является композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в котором размещены волокнистые и дисперсные наполнители, в том числе частицы высококремнистого ферросилиция с содержанием кремния не менее 68%, размер частиц от 0,5 до 1,0 мм (см. патент РФ №172433, МПК В61Н 1/00, 2017 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, волокнистые и дисперсные наполнители, частицы высококремнистого ферросилиция» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является недостаточное легирующее воздействие на поверхность катания колеса, которая подвергается полирующему воздействию образующихся при трибосопряжении абразивных частиц, в том числе наноразмерных, карбида кремния и двуокиси кремния, а также недостаточно эффективное противодействие трещинообразованию на этой поверхности, что не позволяет в полное мере реализовать «колесосберегающий» эффект при эксплуатации колодки.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в котором размещены дисперсные и волокнистые наполнители, в том числе частицы низкокремнистого ферросилиция и частицы высококремнистого ферросилиция при следующем соотношении между частицами: А=0,4÷0,6В; где А - количество частиц низкокремнистого ферросилиция, В - количество частиц высококремнистого ферросилиция (см. патент РФ №172439, МПК В61Н 1/00, 2017 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, частицы высококремнистого ферросилиция, частицы низкокремнистого ферросилиция» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком наиболее близкого аналога также является недостаточное легирующее воздействие колодки на поверхность катания колеса при трибосопряжении, пониженное противодействие трещинообразованию на поверхности катания из-за недостаточной доли низкокремнистого ферросилиция, что не позволяет эффективно проявить «колесосберегающий» эффект при эксплуатации колодки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемоеизобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик колодки путем повышения эффективности «колесосберегающего» воздействия колодки на поверхность катания колеса при трибосопряжении.

Для достижения указанного технического результата в композиционной тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, образующей при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы, включающей металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в котором размещены дисперсные частицы низкокремнистого ферросилиция и высококремнистого ферросилиция, в полимерном композиционном фрикционном элементе дополнительно размещены дисперсные частицы силикомарганца при следующем соотношении между частицами низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца: A=1,4÷1,6B=1,4÷1,6С; где А - количество частиц низкокремнистого ферросилиция, В - количество частиц высококремнистого ферросилиция, С - количество частиц силикомарганца, при следующих соотношениях размеров частиц низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца: D=0,9÷1,1E=1,5÷1,7F; где D - размер частиц низкокремнистого ферросилиция, Е - размер частиц высококремнистого ферросилиция, F - размер частиц силикомарганца.

Существенные признаки заявляемого изобретения «в полимерном композиционном фрикционном элементе дополнительно размещены дисперсные частицы силикомарганца при следующем соотношении между частицами низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца: А=1,4÷1,6В=1,4÷1,6С; где А - количество частиц низкокремнистого ферросилиция, В - количество частиц высококремнистого ферросилиция, С - количество частиц силикомарганца, при следующих соотношениях размеров частиц низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца: D=0,9÷1,1E=1,5÷1,7F; где D - размер частиц низкокремнистого ферросилиция, Е - размер частиц высококремнистого ферросилиция - размер частиц силикомарганца» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.

Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы, включает металлический (стальной сетчато-проволочный, стальной штампованный или др.) каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, который выполнен из композита с матрицей, например из вулканизата каучука, резита фенолформальдегидной смола и т.п., и дисперсными и волокнистыми наполнителями. В полимерном композиционном фрикционном элементе размещены частицы низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца. Количество частиц низкокремнистого ферросилиция составляет от 1,4 до 1,6 от количества частиц высококремнистого ферросилиция и от 1,4 до 1,6 количества частиц силикомарганца. Размеры частиц (определяются размером ячейки сита, на котором остаются от 50% до 70% частиц при просеивании) низкокремнистого ферросилиция составляют от 0,9 до 1,1 размера частиц высококремнистого ферросилиция и от 1,5 до 1,7 размера частиц силикомарганца.

Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами, например формованием из предварительно изготовленной формовочной смеси.

Конкретным примером заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, фрикционный элемент которой изготовлен из композита с матрицей из вулканизата каучука СКД (≈26% масс.), в которой размещен дисперсный волокнистый наполнитель (асбест ≈15% масс.), а также размещены дисперсные частицы баритового концентрата (≈15% масс.), графита (≈10% масс.), электрокорунда (≈5% масс.), техуглерода (≈5% масс.), низкокремнистого ферросилиция (≈10% масс.), высококремнистого ферросилиция (≈7% масс.) и силикомарганца (≈7% масс.). Размер частиц низкокремнистого ферросилиция ≈0,6 мм, высококремнистого ферросилиция ≈0,6 мм и размер частиц силикомарганца ≈0,4 мм.

При трибосопряжении рабочей поверхности колодки и поверхности катания колеса кремний, содержащийся в ферросплавах и силикомарганце вступает в реакцию с углеродом и кислородом, образуя наноразмерные частицы карбида кремния и двуокиси кремния (абразивные наночастицы, полирующие поверхность катания колеса). Марганец оказывает легирующее действие на сталь поверхности колеса, а свободное железо из частиц низкокремнистого ферросилиция оказывает «заваривающее» действие на микротрещины поверхности катания колеса. Заявляемые соотношения количеств и размеров частиц позволяют достичь оптимального соотношения воздействий на поверхность катания колеса, что улучшает «колесосберегающее» воздействие колодки на колесо.

Колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наноразмерные абразивные частицы, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в котором размещены дисперсные частицы низкокремнистого ферросилиция и высококремнистого ферросилиция, отличающаяся тем, что в полимерном композиционном фрикционном элементе дополнительно размещены дисперсные частицы силикомарганца при следующем соотношении между частицами низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца: A=1,4÷1,6В=1,4÷1,6С, где А - количество частиц низкокремнистого ферросилиция, В - количество частиц высококремнистого ферросилиция, С - количество частиц силикомарганца, при следующих соотношениях размеров частиц низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца: D=0,9÷1,1E=1,5÷1,7F, где D - размер частиц низкокремнистого ферросилиция, Е - размер частиц высококремнистого ферросилиция, F - размер частиц силикомарганца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к колодкам дисковых тормозов. Колодка дискового тормоза содержит металлический каркас и зафиксированный на нем фрикционный элемент.

Изобретение относится к совместимому со смазочным материалом медному сплаву, используемому для производства компонентов зубчатой передачи, в частности колец синхронизатора.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к колодкам дисковых тормозов. Колодка дискового тормоза содержит металлический каркас и зафиксированный на нем фрикционный элемент.

Фрикционный материал муфты (10) включает в себя основной материал (20), промежуточный слой (30) и наружный поверхностный слой (40). Основной материал (20) содержит каучуковый материал и термоотверждающуюся смолу.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Направляемый вручную рабочий инструмент с рабочим органом имеет тормозное устройство для рабочего органа, которое содержит тормозную ленту, охватывающую тормозной барабан.

Изобретение относится к области рельсового транспорта, в частности к композиционным тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Композиционная тормозная колодка включает металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух слоев, где один из слоев является рабочим, а второй - размещен в тыльной части колодки.
Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, работающим в трибосопряжении с поверхностью качения колеса. Колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас и теплопроводный композиционный фрикционный элемент с полимерной матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам тягового подвижного состава. Тормозная колодка содержит стальной каркас с двумя гребнями и фрикционный элемент.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам тягового подвижного состава. Тормозная колодка содержит стальной каркас с двумя гребнями и фрикционный элемент.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам тягового подвижного состава. Тормозная колодка содержит стальной каркас с двумя гребнями и фрикционный элемент.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Осевой фланец расположен на оси колеса автомобиля, в частности грузового автомобиля, с несколькими сквозными отверстиями для соединения со щитом тормозного механизма.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Направляемый вручную рабочий инструмент с рабочим органом имеет тормозное устройство для рабочего органа, которое содержит тормозную ленту, охватывающую тормозной барабан.

Изобретение относится к области рельсового транспорта, в частности к композиционным тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Композиционная тормозная колодка включает металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух слоев, где один из слоев является рабочим, а второй - размещен в тыльной части колодки.

Группа изобретений относится к фрикционным материалам для тормозных устройств. Порошковый фрикционный материал для тормозной колодки содержит порошки графита, железа, легированную медь, оксида алюминия, сульфида железа, карбида бора, карбида кремния и асбеста прокаленного.
Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, а именно к тормозным колодкам рельсовых транспортных средств. Гребневая тормозная колодка включает металлический каркас, выполненный с двумя гребнями, и три полимерных композиционных фрикционных элемента.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровой лебедки. Ленточно-колодочный тормоз с равнонагруженными лентами буровой лебедки содержит тормозной шкив на валу и равнонагруженные тормозные ленты с серийными фрикционными накладками и привод управления тормозом.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Тормозная колодка содержит композиционный фрикционный элемент, в тыльную часть которого впрессован проволочный каркас, выполненный из двух соединенных рамок Х-образной формы.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к колодкам тормозным композиционным, предназначенным для железнодорожного подвижного состава.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, локомотивов и другого рельсового транспорта.

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.

Группа изобретений относится к области рельсового транспорта. Корректирующее устройство предназначено для коррекции неравномерного износа тормозной колодки в тормозном механизме железнодорожного транспортного средства, содержащем тормозную балку, имеющую балку растяжения, соединенную с балкой сжатия, тормозную головку с тормозными колодками, расположенную на каждом конце тормозных балок, и компенсатор износа.

Изобретение относится к области железнодорожных транспортных средств, в частности к тормозным колодкам, работающим в трибосопряжении с поверхностью качения колеса. Тормозная колодка включает металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент. Композит содержит дисперсные частицы низкокремнистого ферросилиция, высококремнистого ферросилиция и силикомарганца. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик колодки путем повышения эффективности «колесосберегающего» воздействия колодки на поверхность катания колеса при трибосопряжении.

Наверх