ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2007 года по МПК B61H1/00 B61H7/02 F16D65/04 

Изобретение относится к тормозным устройствам, а именно к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава.

Известны чугунные тормозные железнодорожные колодки, в том числе с металлическим каркасом, выпускаемые по ГОСТ 1205-73. Указанные колодки оказывают положительное воздействие на поверхность качения колеса, однако они не обеспечивают высокий коэффициент трения, имеют недостаточную износостойкость, имеют большой (до 16 кг) вес, требуют больших усилий нажатия рычажной передачи при торможении, не обеспечивают бесшумного и плавного торможения поезда и недостаточно надежно работают в условиях обледенения.

Аналогом заявляемой колодки является также тормозная колодка, содержащая пару твердых вставок на фрикционной части, симметрично расположенных относительно горизонтальной оси колодки и перекрывающих ее фрикционную часть по всей ширине (А.с. СССР 159186, МПК В 61 h, 1963 г.).

Материал вставок увеличивает эффективность взаимодействия колодок с ободом колеса при попадании воды в зону трения (дождь, снег). Известны недостатки: вставки удерживаются в композиционном фрикционном материале за счет сил трения и сцепления между контактирующими между собой поверхностями вставок и фрикционного материала и изготавливаются путем приформовывания композиционного фрикционного материала при повышенной температуре и давлении к твердым вставкам в специальных пресс-формах. Конструкция указанных колодок не обеспечивает требуемой надежности при эксплуатации, так как при длительных и экстренных торможениях происходит интенсивная передача тепла из зоны трения на поверхность твердых вставок и происходит выгорание и расплавление композиционного материала, окружающего вставку, в связи с чем крепление указанных вставок ослабевает и они перестают выполнять свое назначение вплоть до выпадения твердых вставок из колодки.

Наиболее близким аналогом является тормозная колодка, содержащая металлический каркас-спинку на нерабочей поверхности, а фрикционная часть колодки имеет закрепленные на каркасе вставки из чугуна, расположенные по длине колодки и перекрывающие всю площадь поперечного сечения изнашиваемого слоя колодки (пат.RU №2040361 C1, 6 B22D 19/02, F16D 65/04, от 1992.06.05).

Недостатком указанной колодки также является наличие области стыка между вставками из разного металла в рабочей части колодки. При использовании металла при торможении в условиях обледенения возможно появление условий для недостаточной тормозной эффективности.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая тормозная колодка, является повышение тормозной эффективности колодок при попадании воды или льда в зону трения, повышение надежности конструкции колодок при эксплуатации в условиях холодного климата и при использовании частых циклов торможений. Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного подвижного состава, включающей металлический каркас-спинку с отверстием под чеку в центральном выступе колодки, каркас-спинка выполнена в плане в виде прямоугольника с боковыми стенками по всей длине колодки и с, по крайне мере, двумя перемычками, соединяющими боковые стенки, расположенными симметрично по обе стороны от центрального выступа колодки, и содержащей фиксирующие выборки под композиционный фрикционный элемент, расположенный внутри каркаса-спинки.

Кроме того, каркас-спинка колодки может быть с перемычкой в форме отличной от прямоугольной, например, в виде трапеции с короткой стороной вблизи спинки, а ее высота не превышает величины максимально допустимого износа.

Кроме того, колодка может иметь перемычки с фиксирующими выборками, выполненными в виде отверстий и/или выступов, расположенных в шахматном порядке.

Существенные признаки заявляемого изобретения "каркас-спинка, преимущественно из металла, выполненная в плане в виде прямоугольника с боковыми стенками по всей длине колодки и с, по крайне мере, двумя перемычками с каждой стороны от центрального выступа колодки, содержащими фиксирующие выборки под композиционный фрикционный элемент, расположенный внутри вставки" являются отличительными от признаков прототипа. Изготавливаться колодка может известными методами.

На чертеже показана колодка, общий вид. Тормозная колодка выполнена в виде дугообразного прямоугольного бруса 1 и с центральным выступом или приливом 2 в средней части, отверстием 3 для крепления чекой, а вся боковая поверхность является твердой вставкой 4, которая выполнена с перемычками 5. На перемычках в соответствующих местах расположены отверстия 6 и/или выступы 7.

Перемычки могут быть и иной, чем приведенная прямоугольная, формы, например, трапецеидальной, а также периодического профиля по длине. Композиционная фрикционная часть или вставка 8 находится внутри области, ограниченной твердой вставкой 4.

Колодка работает следующим образом.

При прижатии трущейся поверхности колодки к колесу поверхность обода катания соприкасается в процессе трения со вставками. Твердые вставки перекрывают большую часть трущейся поверхности поперек колодки, поэтому вероятность улавливания задира на вставке по ширине колодки увеличивается. Это приводит к меньшему износу основы колодки, увеличивает срок службы в процессе эксплуатации. При наличии воды или льда твердая вставка при торможении сдирает и расплавляет лед вначале торможения, а затем основную нагрузку при этом несет композиционная часть, а металлическая служит для увеличения теплопередачи от композиционной в окружающую среду.

Конкретным примером изготовления является железнодорожная тормозная колодка из металла, содержащая перемычки, полученная, например, методом литья. Полученный каркас подвергается в дальнейшем процессу формования колодки в пресс-форме с композитным полимерным материалом. Композит изготавливается смешением связующего, наполнителей, (например, в резиносмесителе), формованием изделия, например, в пресс-форме, и далее термической и механической обработкой.

Использование полимерного композита с каркасом-спинкой позволяет повысить теплоотдачу при нагреве колодки в процессе фрикционного контакта при торможениях и последующих резких охлаждениях под воздействием внешних условий.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава. Тормозная колодка содержит металлический каркас-спинку с отверстием под чеку в центральном выступе колодки. Каркас-спинка выполнен в плане в виде прямоугольника с боковыми стенками по всей длине колодки и с, по крайне мере, двумя перемычками. Перемычки соединяют боковые стенки и расположены симметрично по обе стороны от центрального выступа колодки. Перемычки содержат фиксирующие выборки под композиционный фрикционный элемент, расположенный внутри каркаса-спинки. Достигается повышение тормозной эффективности колодок при попадании воды или льда в зону трения, повышение надежности конструкции колодок при эксплуатации в условиях холодного климата и при использовании частых циклов торможений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, включающая металлический каркас-спинку с отверстием под чеку в центральном выступе колодки, отличающаяся тем, что каркас-спинка выполнен в плане в виде прямоугольника с боковыми стенками по всей длине колодки и с, по крайне мере, двумя перемычками, соединяющими боковые стенки и расположенными симметрично по обе стороны от центрального выступа колодки, содержащими фиксирующие выборки под композиционный фрикционный элемент, расположенный внутри каркаса-спинки.2. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что каркас-спинка может быть с перемычкой в форме, отличной от прямоугольной, например в виде трапеции с короткой стороной вблизи спинки, а ее высота не превышает величину максимально допустимого износа.3. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава по п.1, отличающаяся тем, что она имеет перемычки с фиксирующими выборками, выполненными в виде отверстий и/или выступов, расположенных в шахматном порядке.