ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, 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 углубление. Тормозная колодка выполнена с сжимаемостью в радиальном направлении при эксплуатационных усилиях прижатия колодки к колесу, выбранной из соотношения: С=0,1÷0,2 П, где С - сжимаемость колодки, П - допустимый износ по прокату колеса. Достигается обеспечение необходимых эксплуатационных характеристик колодки не только при установке на колесо без проката, но и на колеса, прокат которых близок к максимально допустимому значению.

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным колодкам грузовых железнодорожных транспортных средств, образующим фрикционную пару с поверхностью катания железнодорожного колеса (вагонов грузовых поездов).
Аналогом заявляемого изобретения является колодка железнодорожного транспортного средства, включающая полимерный композиционный фрикционный элемент с выполненным в его центре со стороны рабочей поверхности колодки углублением и металлический каркас (см. патент RU 67947, МПК B61H 7/02, 2017 г.). Существенные признаки аналога: «полимерный композиционный фрикционный элемент с углублением, выполненным в его центре со стороны рабочей поверхности колодки, металлический каркас» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога является снижение эксплуатационных характеристик колодки в случае ее установки на колесо, имеющее выработку по кругу катания (прокат), особенно при величине проката, близкой к максимально допустимой.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая полимерный композиционный фрикционный элемент, в центре которого со стороны рабочей поверхности колодки выполнено углубление, по периметру которого дополнительно введен полимерный фрикционный элемент, и металлический каркас (см. патент RU 2329909, МПК B61H 7/02, 2008 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога: «полимерный композиционный фрикционный элемент, в центре которого со стороны рабочей поверхности колодки выполнено углубление, металлический каркас» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком наиболее близкого аналога также является снижение эксплуатационных характеристик колодки в случае ее установки на колесо, имеющее выработку по кругу катания (прокат), особенно при величине проката, близкой к максимально допустимой, вследствие недостаточной сжимаемости колодки под действием эксплуатационного усилия прижатия к колесу, что не позволяет обеспечить соответствие кривизны рабочей поверхности колодки поверхности катания колеса (колодка контактирует с колесом, имеющим прокат, только в центральной части полимерного композиционного фрикционного элемента).
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение необходимых эксплуатационных характеристик колодки не только при установке на колеса без проката, но и на колеса, прокат которых близок к максимально допустимому значению, посредством изготовления колодки, обладающей сжимаемостью в радиальном к центру колеса направлении при эксплуатационных усилиях прижатия колодки к колесу, обеспечивающей соответствие рабочей поверхности колодки поверхности катания колеса с прокатом, близким к максимально допустимому.
Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, включающей металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в центре которого со стороны рабочей поверхности колодки выполнено углубление, колодка выполнена с возможностью сжатия в радиальном направлении при эксплуатационных усилиях прижатия колодки к колесу, причем величина сжимаемости выбрана из соотношения:

С = 0,1÷0,2П,

где С — сжимаемость колодки; П — допустимый износ по прокату колеса.

Существенные признаки заявляемого изобретения: «колодка выполнена с сжимаемостью в радиальном направлении при эксплуатационных усилиях прижатия колодки к колесу, выбранной из соотношения: С = 0,1÷0,2П, где С — сжимаемость колодки, П — допустимый износ по прокату колеса» являются отличительными по сравнению с признаками наиболее близкого аналога.
Колодка железнодорожного транспортного средства включает полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из композита с полимерной матрицей, например из вулканизата каучука. Композит содержит дисперсные и волокнистые наполнители. Со стороны рабочей поверхности колодки в полимерном композиционном фрикционном элементе выполнена выемка (углубление), например П-образной формы, расположенная поперек колодки. При прижатии в процессе эксплуатации рабочей поверхности колодки к поверхности катания колеса колодка сжимается, что проявляется в уменьшении ее толщины и изменении конфигурации углубления (в плоскости, соответствующей кругу катания колеса). Сжимаемость колодки определяется в первую очередь свойствами композиционного материала, из которого изготовлен полимерный композиционный фрикционный элемент. Например, увеличение содержания полимерной матрицы (вулканизата) в композите увеличивает его сжимаемость. Сжимаемость колодки С выбрана из соотношения:

С = 0,1÷0,2П,

где П — максимально допустимый прокат колеса.

Для колес грузовых вагонов допускается 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 изобретения является композиционная тормозная колодка с сетчато-проволочным каркасом для грузовых железнодорожных вагонов, выполненная из композита, обеспечивающего сжимаемость колодки около 1,35 мм при эксплуатационном сжатии.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например формованием в пресс-форме.
Предложенная сжимаемость колодки при эксплуатационных нагрузках обеспечивает контакт практически всей рабочей поверхности колодки с поверхностью катания колеса, имеющего прокат, близкий к максимально допустимому (например, 8 мм).