Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава

 

Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава применяется на подвижном составе, работающем на электрической тяге. Колодка имеет металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух продольных слоев, имеющих различную электропроводность, при этом слой, в котором размещен каркас колодки, имеет меньшую электропроводность. Технический результат применения изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик колодки и увеличение срока ее службы за счет снижения возможности деструкции полимерного композиционного фрикционного элемента под действием электрического тока с одновременным сохранением теплопроводности фрикционного элемента. 1 ил.

Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава, работающего на электрической тяге.

Аналогом предлагаемого изобретения является железнодорожная тормозная металлическая (чугунная) колодка [1, с. 8]. Аналог не имеет существенных признаков, совпадающих с существенными признаками предлагаемого изобретения.

Недостатком аналога является низкий коэффициент трения, недостаточная износостойкость, высокая масса, значительные усилия нажатия при торможении, значительный шум и рывки при торможении.

Другим аналогом предлагаемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из материала, являющегося диэлектриком [1, с. 14 - 16]. Существенные признаки аналога: металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент совпадают с существенными признаками предлагаемого изобретения.

Недостатком этого аналога является низкая теплопроводность фрикционного элемента, вызывающая перегревы поверхности трения и дефекты поверхности качения колеса.

Прототипом предлагаемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, включающая металлический каркас и полимерный композиционный элемент, выполненный из электропроводящего материала [1, с. 16 - 18]. Существенные признаки прототипа: металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент совпадают с существенными признаками предлагаемого изобретения.

Недостатком прототипа является снижение эксплуатационных характеристик и преждевременный выход колодки из строя в результате деструкции полимерного композиционного фрикционного элемента (преимущественно полимерного связующего) под действием электрического тока, протекающего по колодке при ее эксплуатации в тормозных узлах подвижного состава на электрической тяге (электровозах, моторных вагонах электропоездов и др.).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик колодки и увеличение срока ее службы за счет снижения возможности деструкции полимерного композиционного фрикционного элемента под действием электрического тока с одновременным сохранением теплопроводности фрикционного элемента.

Для достижения указанного технического результата в тормозной железнодорожной колодке, включающей металлический каркас и полимерный композиционный элемент, полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен из двух продольных слоев, имеющих различную электропроводность, при этом слой, в котором размещен каркас колодки, имеет меньшую электропроводность.

Полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен из двух продольных слоев, имеющих различную электропроводность, при этом слой, в котором размещен каркас колодки, имеет меньшую электропроводность. Эти признаки являются отличительными от признаков прототипа.

На чертеже представлена колодка, вид сбоку.

Колодка содержит металлический каркас 1 и полимерный фрикционный композиционный элемент 2. Полимерный фрикционный элемент содержит два слоя 3 и 4. Металлический каркас 1 впрессован во фрикционный элемент 2 и может быть выполнен из металлического листа (штамповкой) в виде проволочной рамки, перфорированного металлического тыльника, их сочетания и др. типов. Размеры металлического каркаса могут соответствовать размерам тыльной стороны колодки или отличаться от них. Слои 3 и 4 выполнены из полимерного композиционного фрикционного материала, проводящего электричество. В качестве таких материалов могут использоваться фрикционные компоненты, включающие связующее, дисперсные и волокнистые наполнители, содержащие в качестве одного из наполнителей металлы, графит, технический углерод и другие электропроводящие материалы. При этом электропроводность слоя 3 меньше электропроводности слоя 4. Это может быть обеспечено за счет того, что слой 3 содержит менее электропроводящие наполнители, чем слой 4, или слой 3 содержит меньшее количество электропроводящих наполнителей, или оба фактора сразу. Например, слой 3 содержит в качестве наполнителя технический углерод, а слой 4 - графит. Слои могут располагаться эквидистантно металлическому каркасу, параллельно рабочей поверхности колодки и другим образом, однако при этом менее электропроводный слой должен изолировать металлический каркас от металлической поверхности колеса.

Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например, формованием в пресс-форме с последующей механической обработкой.

Изготовление полимерного композиционного фрикционного элемента с использованием металлических и графитовых наполнителей позволяет иметь достаточно низкий температурный градиент в теле колодки при торможении за счет высокой теплопроводности элемента, избежать перегревов поверхности трения, снизить обмерзание колодки, металлического каркаса и тормозного башмака. Наличие слоя, менее проводящего электричество, позволяет снизить протекание через колодку токов, которые могут возникнуть как в результате эксплуатации колодки на электросиловых единицах подвижного состава, так и в результате возникновения вихревых токов (токов Фуко), величина которых может быть значительной. В результате снижается деструкция полимерного связующего, а также некоторых наполнителей, что увеличивает срок службы колодки и эксплуатационные характеристики.

Формула изобретения

Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, отличающаяся тем, что полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен из двух продольных слоев, имеющих различную электропроводность, при этом слой, в котором размещен каркас колодки, имеет меньшую электропроводность.

РИСУНКИ

Рисунок 1