ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 1997 года по МПК B61H7/02 

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава, работающего на электрической тяге.

Известна железнодорожная тормозная металлическая (чугунная) колодка (Ширяев Б.А. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М. Химия, 1982, с. 8).

Недостатком известной колодки является низкий коэффициент трения, недостаточная износостойкость, высокая масса, значительные усилия нажатия при торможении, значительный шум и рывки при торможении.

Известна также железнодорожная тормозная колодка, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из материала, являющегося диэлектриком (Ширяев Б.А. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М. Химия, 1982, с. 14-18).

Недостатком этой колодки является низкая теплопроводность фрикционного элемента, вызывающая перегревы поверхности трения и дефекты поверхности качения колеса.

Наиболее близкой к предложенной является железнодорожная тормозная колодка, включающая металлический каркас и полимерный композиционный элемент, выполненный из электропроводящего материала (Ширяев Б.А. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М. Химия, 1982, с. 16-18).

Недостатком этой колодки является снижение эксплуатационных характеристик и преждевременный выход колодки из строя в результате деструкции полимерного композиционного фрикционного элемента (преимущественно полимерного связующего) под действием электрического тока, протекающего по колодке при ее эксплуатации в тормозных узлах подвижного состава на электрической тяге (электровозах, моторных вагонах электропоездов и др.).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик колодки и увеличение срока ее службы за счет исключения деструкции полимерного композиционного фрикционного элемента под действием электрического тока.

Для достижения указанного технического результата в тормозной железнодорожной колодке, включающей металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен не менее чем из двух продольных слоев, из которых по крайней мере один выполнен из материала, являющегося диэлектриком, и по крайней мере один из материала, проводящего электричество.

На чертеже представлена колодка, вид сбоку.

Колодка содержит металлический каркас 1 и полимерный фрикционный композиционный элемент 2. Полимерный фрикционный элемент содержит не менее чем два слоя, например три слоя (слои 3, 4 и 5). Возможно и большее количество слоев. Металлический каркас впрессован во фрикционный элемент и может быть выполнен из металлического листа (штамповкой), в виде проволочной рамки, перфорированного металлического тыльника, их сочетания и др. типов. Размеры металлического каркаса могут соответствовать размерам тыльной части колодки или отличаться от них. Слои 3 и 4 выполнены из полимерного композиционного фрикционного материала, производящего электричество. В качестве таких материалов могут использоваться фрикционные композиты, включающие связующее, дисперсные и волокнистые наполнители, содержащие в качестве одного из наполнителей металлы, графит и др. электропроводящие материалы. Слой 5 выполнен из полимерного фрикционного композита, не проводящего электричества, например из композита, не содержащего электропроводящих материалов. Тормозная колодка может не содержать слоя 5, в этом случае из диэлектрика выполняют слой 3 или слой 4. Из проводящего материала может также быть выполнен слой 4, а слой 3 и 5 из диэлектрика. Слои могут располагаться эквидистантно металлическому каркасу, параллельно рабочей поверхности колодки и другим образом, однако при этом слой диэлектрического материала должен изолировать металлический каркас колодки от металлической поверхности колеса.

Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например формованием в пресс-форме с последующей механической обработкой.

Изготовление полимерного композиционного фрикционного элемента с использованием металлических и графитовых наполнителей позволяет иметь достаточно низкий температурный градиент в теле колодки при торможении за счет высокой теплопроводности элемента, избежать перегревов поверхности трения, снизить обмерзание колодки, металлического каркаса и тормозного башмака. Наличие слоя, не проводящего электричество материала (диэлектрика), позволяет избежать протекания через колодку токов, которые могут возникнуть как в результате эксплуатации колодки на электросиловых единицах подвижного состава, так и в результате возникновения вихревых токов (токов Фуко), величина которых может быть значительной. В результате снижается деструкция полимерного связующего, а также некоторых наполнителей, что увеличивает срок службы колодки и улучшает ее эксплуатационные характеристики.

Использование: относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава. Сущность изобретения: тормозная колодка железнодорожного подвижного состава включает металлический каркас 1 и полимерный композиционный фрикционный элемент 2, причем композиционный фрикционный элемент 2 выполнен не менее чем из двух продольных слоев 3, 4, 5, один из которых выполнен из материала, являющегося диэлектриком, и по крайней мере один - из материала, проводящего электричество. 1 ил.

Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, отличающаяся тем, что полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен по меньшей мере из двух продольных слоев, из которых по меньшей мере один выполнен из материала, являющегося диэлектриком, и по меньшей мере один из материала, проводящего электричество.