ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам грузовых железнодорожных транспортных средств, образующим фрикционную пару с поверхностью катания железнодорожного колеса. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в центре которого со стороны рабочей поверхности колодки выполнено поперечное углубление со скругленными краями. Диаметры скруглений краев углубления в плоскости круга катания колеса вы-браны из соотношения: D=0,45÷1,8П, где D - диаметры скруглений, П - допустимый износ по прокату колеса. Достигается обеспечение необходимого ресурса колодки не только при установке на колесо без проката, но и на колеса, прокат которых близок к максимально допустимому значению.

Заявляемое изобретение относится к железно-дорожному транспорту, а именно, к тормозным ко-лодкам грузовых железнодорожных транспортных средств, образующим фрикционную пару с поверхно-стью катания железнодорожного колеса (вагонов грузовых поездов).
Аналогом заявляемого изобретения является колодка железнодорожного транспортного средства, включающая полимерный композиционный фрикци-онный элемент с выполненным в его центре со сторо-ны рабочей поверхности колодки поперечным углуб-лением, ширина которого снижается по глубине углубления, и металлический каркас (см. патент RU 67947, МПК В61Н 7/02, 2017 г.). Существенные при-знаки аналога «полимерный композиционный фрик-ционный элемент с углублением, выполненным в его центре со стороны рабочей поверхности колодки, металлический каркас» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога является возможность не симметричного («косого») радиального износа колод-ки в случае ее установки на колесо, имеющее выра-ботку по кругу его катания (прокат), особенно в слу-чае износа колеса по прокату, близкому к максималь-но допустимому, в результате чего требуется прежде-временная замена колодки.
Наиболее близким аналогом заявляемого изоб-ретения является тормозная колодка железнодорож-ного транспортного средства, включающая полимер-ный композиционный фрикционный элемент, в центре которого со стороны рабочей поверхности колодки выполнено поперечное колодке углубление со скруг-ленными краями, по периметру которого дополни-тельно введен полимерный фрикционный элемент, и металлический каркас (см. патент RU 2329909, МПК В61Н 7/02, 2008 г.). Существенные признаки наибо-лее близкого аналога «полимерный композиционный фрикционный элемент, в центре которого со стороны рабочей поверхности колодки выполнено поперечное углубление со скругленными краями, металлический каркас» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком наиболее близкого аналога также является возможность не симметричного износа ко-лодки (колодка становится разнотолщинной) в случае ее установки на колесо, имеющее выработку по кругу его катания (прокат), особенно в случае величины проката, близкой к максимально допустимой, из-за возможности не симметричного (одной стороной) прижатия колодки к поверхности катания колеса в начальные торможения после установки колодки. В результате одна из сторон колодки изнашивается больше, чем другая, и требуется преждевременная замена колодки (снижается ее ресурс).
Задачей, на решение которой направлено за-являемое изобретение, является обеспечение необхо-димого ресурса колодки не только при установке на колеса без проката, но и на колеса, прокат которых близок к максимально допустимому значению, по-средством изготовления колодки с углублением, поз-воляющим симметричную «самоустановку» колодки на поверхности катания колеса при первых торможе-ниях после установки колодки на колесо с прокатом, близким к максимально допустимому.
Для достижения указанного технического ре-зультата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, включающей металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в центре которого со стороны рабочей по-верхности колодки выполнено поперечное углубле-ние со скругленными краями, диаметры скруглений краев углубления в плоскости круга катания колеса выбраны из соотношения: D=0,45÷1,8П; где D - диа-метры скруглений, П - допустимый износ по прокату колеса.
Существенные признаки заявляемого изобре-тения «диаметры скруглений краев углубления в плоскости круга катания колеса выбраны из соотно-шения: D=0,45÷1,8П; где D - диаметры скруглений, П - допустимый износ по прокату колеса» являются от-личительными от признаков наиболее близкого ана-лога.
Колодка железнодорожного транспортного средства включает полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из композита с полимерной матрицей, например с матрицей из вул-канизата каучука. Композит содержит дисперсные и волокнистые наполнители. Со стороны рабочей по-верхности колодки в полимерном композиционном фрикционном элементе выполнена выемка (углубле-ние), например П-образной формы, размещенная по-перечно колодке. Сопряжения двух боковых поверх-ностей выемки с рабочей поверхностью фрикционно-го элемента колодки выполнены в виде скруглений, диаметр которых (в сечении плоскостью, где распо-ложен круг катания колеса) составляет от 0,45 до 1,8 допустимого износа по прокату (проката) колеса. То есть, диаметр D каждого скругления выбран из соот-ношения: D=0,45÷1,8П; где П - максимально допусти-мый прокат колеса. Для колес грузовых вагонов до-пускается износ по прокату до 9 мм. Величина износа колес определяется размером выработки по кругу катания (этот износ и называют «прокатом»), а также уменьшением толщины гребня колеса.
Конкретным примером заявляемого изобрете-ния является колодка тормозная композиционная с сетчато-проволочным каркасом для грузовых желез-нодорожных вагонов, выполненная из композита, диаметры скруглений сопряжения поверхностей вы-емки и рабочей поверхности колодки составляют ≈10 мм.
Изготавливаться заявляемая колодка может из-вестными способами, например формованием в пресс-форме.
При прижатии в процессе эксплуатации рабо-чей поверхности колодки к поверхности катания ко-леса в случае, если колесо имеет прокат (радиус колеса меньше радиуса рабочей поверхности колодки в плоскости, соответствующей кругу катания колеса), рабочая поверхность колодки прижимается к поверхности катания колеса первоначально скруг-ленными краями поперечного углубления (выемки), что ориентирует колодку в симметричную относи-тельно колеса позицию. Из-за крайне незначительно-го значения в этот момент коэффициента взаимного перекрытия пары трения колодка-колесо происходит очень быстрый износ полимерного композиционного фрикционного элемента колодки в этой зоне, и колод-ка прирабатывается к колесу симметрично, без пере-коса.