Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, работающим в трибоконтакте с поверхностью качения колеса. Колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, в состав которого вводятся частицы силикомарганца. При трибоконтакте колодки и колеса из-за высоких температур поверхностных слоев колодки и высоких давлений и нагрузок образуются наноразмерные частицы карбида кремния и двуокиси кремния. Достигается снижение количества микротрещин рабочей поверхности колеса, его износа, а также повышение эксплуатационных характеристик.

 

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, например, колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, локомотивов и другого рельсового транспорта.

Аналогом заявляемого изобретения является композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент и вставку или несколько вставок, выполненных из металла (см. патент РФ №88753, МПК В61Н 1/00, 2009 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является снижение фрикционных характеристик колодки при ее нагреве в процессе эксплуатации из-за снижения при нагревании коэффициента трения пары трения (полимерный фрикционный композит-поверхность качения колеса) железнодорожного транспортного средства.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, содержащая металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент и вставку или несколько вставок из кремнистого чугуна с содержанием кремния от 5,0 до 7,5% (см. патент РФ №2563526, МПК В61Н 1/00, 2015 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатками наиболее близкого аналога являются сложность конструкции колодки из-за наличия в ней одной или несколько вставок; большой временной период, необходимый для приработки колодки к поверхности колеса, если это колесо уже изношено при эксплуатации (так называемые сменные колодки, устанавливаемые при обслуживании вагонов на станциях); неравномерность тепловых деформаций колодки из-за разницы в теплопроводности и тепловом расширении чугуна и полимерного материала; отсутствие в колодке элемента (центральной выемки), обеспечивающей гибкость колодки; возможность разрушения колодки при монтаже и эксплуатации колодок (особенно в условиях низких температур) из-за хрупкости чугуна.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение характеристик колодки, обеспечение колесосберегающего эффекта, обеспечение равномерного прогрева колодки при торможениях, сохранение высокого коэффициента трения при нагревах колодки и повышение ее механической прочности путем исключения из колодки хрупких элементов из чугуна с сохранением способности образовывать при трибоконтакте наноразмерные абразивные частицы и оказывать колесосберегающее воздействие на поверхность качения колеса.

Для достижения указанного технического результата в композиционной тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, образующей в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, включающей металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, в композиционном фрикционном элементе размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы композиционного фрикционного элемента, размер частиц силикомарганца 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в силикомарганце 10÷26%.

Существенные признаки заявляемого изобретения «в композиционном фрикционном элементе размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы композиционного фрикционного элемента, размер частиц 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в силикомарганце 10÷26%» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.

Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, включает стальной сетчато-проволочный или штампованный каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент из полимерного композита с матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители. В полимерном композиционном фрикционном элементе дополнительно равномерно размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы элемента. Размер частиц 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в частицах 10÷26%.

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

Конкретным примером заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, полимерный композиционный фрикционный элемент которой содержит ≈26% матрицы из вулканизата каучука СКД, ≈15% дисперсных волокнистых частиц асбеста, ≈15% частиц баритового концентрата, ≈10% частиц графита, ≈5% частиц электрокорунда, ≈5% частиц техуглерода, ≈24% частиц силикомарганца МнС22 с размером частиц 1,5÷2,0 мм.

При трибоконтакте колодки и колеса из-за высоких температур поверхностных слоев колодки, а также высоких давлений и нагрузок, кремний, содержащийся в силикомарганце, вступает в реакцию с углеродом и кислородом, образуя наноразмерные частицы карбида кремния и двуокиси кремния. Это оказывает полирующее действие на поверхность колеса, а марганец оказывает на сталь легирующее действие. В результате снижаются микротрещины рабочей поверхности колеса, его износ и повышаются эксплуатационные характеристики. Тормозная колодка получается монолитной (без хрупких чугунных вставок), обладает высокой теплопроводностью и гибкостью, быстро прирабатывается к поверхности колес, бывших в эксплуатации.

Колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, включающая металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, отличающаяся тем, что в композиционном фрикционном элементе размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы композиционного фрикционного элемента, размер частиц 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в частицах силикомарганца 10÷26%.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к фрикционным изделиям, содержащим композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. Тормозная колодка имеет опорную пластину, выполненную с возможностью сопряжения с тормозной головкой рельсового транспортного средства, крепежную скобу, соединенную с опорной пластиной и выполненную с возможностью крепления тормозной колодки на тормозной головке, композиционный фрикционный материал, расположенный на опорной пластине для образования тормозной поверхности тормозной колодки, и кондиционирующую обод вставку.
Изобретение относится к области железнодорожных транспортных средств, в частности к тормозным колодкам, работающим в трибосопряжении с поверхностью качения колеса.

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 области машиностроения, в частности к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения, в частности к колодкам дисковых тормозов транспортных средств. Колодка содержит опорную пластину и поддерживаемую этой пластиной фрикционную накладку, имеющую фрикционную поверхность, частично ограниченную наружной кромкой, и внешнюю боковую стенку, проходящую между наружной кромкой и опорной пластиной.
Изобретение относится к области железнодорожных транспортных средств, в частности к тормозным колодкам, работающим в трибосопряжении с поверхностью качения колеса.

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 рельсовых транспортных средств. Тормозная колодка имеет опорную пластину, выполненную с возможностью сопряжения с тормозной головкой рельсового транспортного средства, крепежную скобу, соединенную с опорной пластиной и выполненную с возможностью крепления тормозной колодки на тормозной головке, композиционный фрикционный материал, расположенный на опорной пластине для образования тормозной поверхности тормозной колодки, и кондиционирующую обод вставку.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, работающим в трибоконтакте с поверхностью качения колеса. Колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, в состав которого вводятся частицы силикомарганца. При трибоконтакте колодки и колеса из-за высоких температур поверхностных слоев колодки и высоких давлений и нагрузок образуются наноразмерные частицы карбида кремния и двуокиси кремния. Достигается снижение количества микротрещин рабочей поверхности колеса, его износа, а также повышение эксплуатационных характеристик.

Наверх