Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, локомотивов и другого рельсового транспорта. Тормозная колодка содержит полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, выполненном в виде металлической полосы с усилительной пластиной. Массы металлической полосы, усилительной пластины и полимерного композиционного фрикционного элемента выбраны из соотношения: $$\frac{M_1}{M_2+M_3}=\mathrm{0,29}÷\mathrm{0,45}$$ , где M₁ - масса металлической полосы, M₂ - масса полимерного композиционного фрикционного элемента, M₃ - масса усилительной пластины. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик тормозной колодки за счет снижения неравномерности тепловых нагрузок путем сбалансирования масс элементов металлического каркаса и полимерного композиционного фрикционного элемента. 1 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного транспортного средства, а именно к тормозным колодкам пассажирских и грузовых вагонов, а также другой техники.

Аналогом заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, содержащая полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы (см. Б.А. Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. М., «Химия», 1982 г., с.12÷13). Существенные признаки аналога «полимерный композиционный фрикционный элемент, металлический каркас в виде тыльника из металлической полосы» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком аналога является неравномерность тепловых нагрузок, обусловленная неодинаковой теплопроводностью, теплоемкостью и теплоотдачей каркаса и полимерного композиционного фрикционного элемента в процессе эксплуатации колодки, что может привести к деформации и растрескиванию как металлического каркаса, так и полимерного композиционного элемента.

Прототипом заявляемого изобретения является тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, содержащая полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы и снабженном усилительной пластиной, при этом массы металлического каркаса и полимерного композиционного фрикционного элемента выбраны из соотношения: $$\frac{M_1}{M_2}=\mathrm{0,43}÷\mathrm{0,49}$$ , где M₁ - масса металлического каркаса, M₂ - масса полимерного композиционного фрикционного элемента (см. патент РФ №2232093, МПК B61H 7/02, 2002 г.). Существенные признаки прототипа «полимерный композиционный фрикционный элемент, металлический каркас, металлическая полоса, усилительная пластина» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является ухудшение эксплуатационных характеристик тормозной колодки за счет сохранения значительной неравномерности тепловых нагрузок, обусловленной наличием на металлическом каркасе части, расположенной в зоне усилительной пластины и, при этом, не контактирующей с полимерным композиционным фрикционным элементом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик тормозной колодки за счет снижения неравномерности тепловых нагрузок путем сбалансирования масс элементов металлического каркаса и полимерного композиционного фрикционного элемента.

Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного подвижного состава, содержащей полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, выполненном в виде тыльника из металлической полосы и снабженном усилительной пластиной, массы металлической полосы, усилительной пластины и полимерного композиционного фрикционного элемента выбраны из соотношения: $$\frac{M_1}{M_2+M_3}=\mathrm{0,29}÷\mathrm{0,45}$$ , где M₁ - масса металлической полосы, M₂ - масса полимерного композиционного фрикционного элемента, M₃ - масса усилительной пластины.

Существенные признаки заявляемого изобретения «массы металлической полосы, усилительной пластины и полимерного композиционного фрикционного элемента выбраны из соотношения: $$\frac{M_1}{M_2+M_3}=\mathrm{0,29}÷\mathrm{0,45}$$ , где M₁ - масса металлической полосы, M₂ - масса полимерного композиционного фрикционного элемента, M₃ - масса усилительной пластины» являются отличительными от признаков прототипа. На фигуре представлена тормозная колодка, общий вид.

Железнодорожная тормозная колодка содержит полимерный композиционный фрикционный элемент 1 и металлический каркас, выполненный из металлической полосы 2 и усилительной пластины 3. Масса металлической полосы (M₁) составляет 0,29÷0,45 от суммы масс полимерного композиционного фрикционного элемента (М₂) и усилительной пластины (М₃). Металлический каркас изготавливается из стали. Полимерный композиционный фрикционный элемент выполнен из композита, включающего полимерную матрицу и различные дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители.

Конкретным примером заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, включающая полимерный композиционный фрикционный элемент из полимерного композита с матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены различные наполнители (например, композит ТИИР-303), и металлический каркас, при этом масса металлической полосы (990 г) составляет 0,39 от суммы масс полимерного композиционного фрикционного элемента (2194 г) и усилительной пластины (337 г).

Изготавливаться заявляемая тормозная колодка может известными способами, например формованием из формовочной смеси.

Использование указанного соотношения масс элементов тормозной колодки позволяет оптимизировать тепловые напряжения в тормозной колодке в процессе эксплуатации как при высоких нагревах, так и при глубоких охлаждениях, что характерно для резкоконтинентального климата.

Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, выполненном в виде металлической полосы с усилительной пластиной, отличающаяся тем, что массы металлической полосы, усилительной пластины и полимерного композиционного фрикционного элемента выбраны из соотношения: , где M₁ - масса металлической полосы, M₂ - масса полимерного композиционного фрикционного элемента, M₃ - масса усилительной пластины.