ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств и различного рельсового транспорта.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку. Вставка выполнена из материала с меньшим коэффициентом трения, чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки, и износостойкостью при трении по стали, превышающей износостойкость при трении по стали материала композиционного фрикционного элемента.
«Опережающий» износ материала композици-онного фрикционного элемента по сравнению с материалом вставки усиливает давление на поверхность катания колеса именно в зоне вставки, что способствует усилению очищающей способности, вследствие чего повышается надежность и безопасность транспортного средства.

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств и различ-ного рельсового транспорта.
Аналогом изобретения является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку, выполненную из материала с меньшей износостойкостью и большим коэффициент трения, чем материал (композит) композиционного фрикционного элемента со стороны рабочей поверхности колодки [1]. Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, вставка» совпадают с существенными признаками заявленного изобретения.
Недостатком аналога является меньшая износостойкость и больший коэффициент трения материала вставки (по сравнению с материалом композиционного фрикционного элемента), что вызывает прежде-временный износ вставки (по сравнению с композиционным фрикционным элементом), в результате чего нарушается трибосопряжение между вставкой и поверхностью катания колеса (указанный в аналоге «опережающий» износ вставки), следствием чего является снижение возможности для очищения вставкой поверхности колеса от загрязнений, ука-занных в аналоге (включая лед и снег). Также из-за большего коэффициента трения увеличивается нагрев вставки при трибосопряжении, что способствует выгоранию контактирующих со вставкой поверхностей композиционного фрикционного элемента, в результате снижается термостойкость ко-лодки. Таким образом, следствием меньшей износостойкости и большего коэффициента трения является снижение надежности и безопасности транспортного средства.
Наиболее близким аналогом заявляемого изоб-ретения является тормозная колодка железнодорож-ного транспортного средства, содержащая металлический каркас, композиционный фрикционный эле-мент и вставку, выполненную из материала с меньшей износостойкостью и меньшим коэффициентом трения, чем материал композиционного фрикционного элемента со стороны рабочей поверхности колод-ки [2]. Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, вставка, выполненная из ма-териала с меньшим коэффициентом трения» совпа-дают с существенными признаками заявленного изобретения.
Недостатком наиболее близкого аналога также является «опережающий» износ вставки, нарушаю-щий трибосопряжение между вставкой и поверхно-стью катания колеса, что снижает способность вставки к очищению поверхности колеса, следствием чего также является снижение надежности и без-опасности транспортного средства.
Задачей, на решение которой направлено заяв-ленное изобретение, является повышение надежно-сти и безопасности путем исключения «опережаю-щего» износа вставки с одновременным усилением очищающей способности за счет обеспечения опти-мального соотношения износостойкости материала вставки и материала композиционного фрикционно-го элемента.
Для достижения указанного технического ре-зультата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, содержащей металличе-ский каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку, выполненную из материала с меньшим коэффициентом трения, чем композиционный фрик-ционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки, вставка выполнена из материала, износо-стойкость которого при трении по стали превышает износостойкость при трении по стали материала композиционного фрикционного элемента.
Существенные признаки заявляемого изобрете-ния «вставка выполнена из материала, износостой-кость которого при трении по стали превышает из-носостойкость материала композиционного фрикци-онного элемента при трении по стали» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Тормозная колодка железнодорожного транс-портного средства содержит металлический каркас, например, в виде соответствующим образом изогну-той металлической полосы, к которой зафиксирова-на (например, сваркой) металлическая вставка и приформован композиционный фрикционный эле-мент. Материал вставки имеет меньший коэффициент трения по стали, чем коэффициент трения полимер-ного композиционного материала по стали. Износо-стойкость материала вставки по стали больше изно-состойкости материала композиционного фрикцион-ного элемента по стали (то есть в равных условиях линейный износ материала вставки меньше линейно-го износа материала композиционного фрикционно-го элемента).
Конкретным примером заявляемой тормозной колодки железнодорожного транспортного средства является колодка со штампованным металлическим каркасом, в центральной части которого сваркой зафиксирована вставка из износостойкого чугуна. Композиционный фрикционный элемент выполнен из композита с полимерной матрицей, в которой раз-мещены дисперсные и волокнистые наполнители. Коэффициент трения материала вставки в паре со сталью марки 1 или 2 составляет 0,15-0,20. Линей-ный износ материала вставки в паре со сталью мар-ки 1 или 2 не более 0,05 мм. Коэффициент трения материала полимерного композиционного фрикци-онного элемента в паре со сталью марки 1 или 2 составляет 0,38-0,55. Линейный износ материала композиционного фрикционного элемента в паре со сталью марки 1 или 2 составляет не менее 0,06 мм.
Изготавливаться заявляемая колодка может из-вестными способами, например, приформовыванием в пресс-форме формовочной смеси к предварительно изготовленному каркасу со вставкой.
«Опережающий» износ материала композиционного фрикционного элемента по сравнению с материалом вставки усиливает давление на поверхность катания колеса именно в зоне вставки, что способствует усилению очищающей способности, вследствие чего повышается надежность и безопас-ность транспортного средства.

1. RU 83817 U1 (ОАО «ЗАВОД ФРИКЦИОННЫХ И ТЕРМОСТОЙКИХ МАТЕРИАЛОВ), 20.06.2009.
2. RU 88753 U1 (ОАО «ЗАВОД ФРИКЦИОН-НЫХ И ТЕРМОСТОЙКИХ МАТЕРИАЛОВ), 20.11.2009.
3. US 5794740 A (WESTINGHOUSE AIR BRAKE COMPANY) 18.08.1998.
4. US 6241058 B1 (WESTINGHOUSE AIR BRAKE COMPANY) 05.06.2001.
5. DE 2407321 A1 (NEWAG MASCHINEN AP-PARATE UNDGERATEBAU TECHNISCHE) 21.08.1975
6. CN 102134397 A (UNIV DALLAN JIATONG) 27.07.2011