ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2004 года по МПК B61H7/02 

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава.

Аналогом заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, содержащая композиционный полимерный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде рамки и снабженном отверстиями тыльника (см. а.с. СССР №518403, МПК⁷ В 61 Н 7/02, 1976). Существенные признаки аналога “композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является снижение эксплуатационных характеристик из-за недостаточной теплоотдачи колодки в окружающую среду и, в особенности, в тормозной башмак, в котором закреплена колодка, что способствует перегреву колодки и преждевременному выходу из строя фрикционной пары.

Прототипом заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, содержащая полимерный композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы (см. Б.А.Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М.: Химия, 1982, с.12-13). Существенные признаки прототипа “полимерный композиционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы” совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является неравномерность тепловых нагрузок, обусловленная неодинаковой теплопроводностью, теплоемкостью и теплоотдачей каркаса и полимерного элемента, что обуславливает существенный градиент времени и температуры нагрева и охлаждения каркаса и фрикционного элемента в процессе эксплуатации, в результате чего возможны деформация и растрескивание как металлического каркаса, так и фрикционного элемента.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик колодки и увеличение срока ее службы за счет снижения неравномерности тепловых нагрузок колодки в процессе эксплуатации путем сбалансирования соотношения масс металлического каркаса и фрикционною элемента.

Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного подвижного состава, содержащей полимерный композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы, массы металлического каркаса и фрикционного элемента выбраны из соотношения

где M₁ - масса металлического каркаса;

М₂ - масса фрикционного элемента.

Существенные признаки заявляемого изобретения “массы металлического каркаса и фрикционного элемента выбраны из соотношения

где M₁ - масса металлического каркаса;

М₂ - масса фрикционною элемента”

являются отличительными от признаков прототипа.

Изобретение поясняется чертежами конкретного примера

На нем представлена колодка, общий вид

Колодка содержит полимерный фрикционный композиционный элемент 1 и металлический каркас 2, представляющий собой тыльник, то есть тыльную (противоположную рабочей) часть колодки. Масса каркаса (M₁) составляет 0,43-0,49 от массы фрикционного элемента (М₂). Металлический каркас изготавливается, как правило, из стали. Полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен из композита, включаюющего полимерную матрицу и различные наполнители, включая волокнистые и дисперсные.

Конкретным примером заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, включающая полимерный композиционный фрикционный элемент из полимерного композита с матрицей из вулканизата каучука и наполнителей, например композита ТИИР-300, и металлический тыльник, снабженный усилительной пластиной 3. Масса тыльника составляет 0,46 от массы фрикционного элемента.

Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например формованием из формовочной смеси.

Использование указанного соотношения масс металлического каркаса и фрикционного элемента позволяет оптимизировать тепловые напряжения в колодке в процессе эксплуатации в условиях как высоких нагревов, так и глубоких охлаждений колодки, что особенно характерно для резкоконтинентального климата. Если соотношение масс будет меньше, чем 0,43, то снижается несущая способность каркаса и возрастает возможность его перегрева и охлаждения, что повышает напряжения в зоне контакта каркаса и фрикционного элемента и, соответственно, возможность деформации и разрушения каркаса. Соотношение масс больше, чем 0,49, неоправданно утяжеляет каркас и увеличивает возможность оледенения и обмерзания колодки не только в зоне каркаса, что негативно влияет на безопасность движения и технологичность демонтажа колодок при замене их в процессе обслуживания.

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава имеет металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент. Масса металлического каркаса составляет 0,43-0,49 от массы фрикционного элемента. Технический результат – улучшение эксплуатационных характеристик и увеличение срока службы тормозной колодки. 1 ил.

Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, содержащая полимерный композиционный фрикционный элемент, закрепленный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы, отличающаяся тем, что массы металлического каркаса и фрикционного элемента выбраны из соотношения

где M₁ - масса металлического каркаса;

М₂ - масса фрикционного элемента.