Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству втулок рычажной тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена, эксплуатирующихся без использования смазки. Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта выполнена из композиционного полимерного антифрикционного материала, включающего полимерную основу и содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, при этом в качестве полимерной основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют термопласт, выбранный из группы полиамид 6,6 (РА-6,6 - полигексамителенадипамид) или полиамид 12 (РА-12 - полидодекаамид), или используют термоэластопласт, выбранный из группы сополимер полиамида 6 и полиэфира (РА6+РЕ) или сополимер полиамида 12 и полиэфира (РА12+РЕ), при следующем количественном содержании компонентов, мас.%: углеродное волокно 8,2-43,8; углеродные нанотрубки 0,02-2,0; термопласт или термоэластопласт остальное до 100%. Технический результат: повышение срока службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта за счет снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, сохранение заданного коэффициента трения и стабильности коэффициента трения при трении по материалу контр-тела стали 40Х, повышение разрушающего напряжения при растяжении и при сжатии, повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству втулок рычажной тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена, эксплуатирующихся без использования смазки.

Известна втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, выполненная из композиционного полимерного антифрикционного материала, включающего полимерную основу и содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, (см. патент РФ №2499921, МПК F16C 33/11, 27.11.2013 г.).

Однако известная втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта при своем использовании имеет следующие недостатки:

- недостаточный срок службы из-за высокого суммарного износа в паре трения,

- повышенную интенсивность линейного изнашивания внутреннего рабочего слоя скольжения при трении по стальной паре из стали 40Х (1×10-7-7×10-8 мкм/км),

- недостаточной ударной вязкостью по Шарпи на образцах без надреза (45-55,8 кДж/м2),

- недостаточным разрушающим напряжением при растяжении (174-201 МПа).

Задачей изобретения является разработка втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта.

Техническим результатом является повышение срока службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта за счет снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, сохранение заданного коэффициента трения и стабильности коэффициента трения при трении по материалу контр-тела стали 40Х, повышение разрушающего напряжения при растяжении и при сжатии, повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложена втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, выполненная из композиционного полимерного антифрикционного материала, включающего полимерную основу и содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, при этом в качестве полимерной основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют термопласт, выбранный из группы полиамид 6,6 (РА-6,6 - полигексамителенадипамид) или полиамид 12 (РА-12 - полидодекаамид), или используют термоэластопласт, выбранный из группы сополимер полиамида 6 и полиэфира (РА6+РЕ) или сополимер полиамида 12 и полиэфира (РА12+РЕ), при следующем количественном содержании компонентов, мас. %:

углеродное волокно 8,2-43,8,
углеродные нанотрубки 0,02-2,0,
термопласт или термоэластопласт остальное до 100%,

При этом в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционный полимерный антифрикционный материал содержит углеродное волокно, полученное из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна. При этом углеродное волокно композиционного полимерного антифрикционного материала используют в виде рубленой нити, или жгута или рубленого жгута, при этом длина рубленой нити и рубленого жгута углеродного волокна выбрана от 1 мм до 48 мм. При этом втулка предпочтительно выполнена с наружным диаметром 30-70 мм, с внутренним диаметром 20-60 мм и длиной 10-150 мм.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенную втулку рычажной тормозной системы рельсового транспорта, отличительными являются:

- использование в качестве полимерной основы композиционного полимерного антифрикционного материала термопласта, выбранного из группы полиамид 6,6 (РА-6,6 - полигексамителенадипамид) или полиамид 12 (РА-12 - полидодекаамид), или использование термоэластопласта, выбранного из группы сополимер полиамида 6 и полиэфира (РА6+РЕ) или сополимер полиамида 12 и полиэфира (РА12+РЕ),

- выбор следующего количественного содержания компонентов композиционного полимерного антифрикционного материала втулки, мас. %:

углеродное волокно 8,2-43,8,
углеродные нанотрубки 0,02-2,0,
термопласт или термоэластопласт остальное до 100%.

- предпочтительное выполнение втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта с наружным диаметром 30-70 мм, с внутренним диаметром 20 - 60 мм и длиной 10-150 мм.

Экспериментальные испытания в рычажной тормозной системе рельсового транспорта пар трения с использованием предложенной втулки и контр-тела из стали 40Х с твердость 32-38 HRC, а затем и натурные ходовые испытания штатного комплекта втулок рычажной тормозной системы, показали их высокую эффективность. Было установлено, что повышен срок службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта по сравнению с прототипом на 12-18%, при этом износ рабочего слоя скольжения предложенной втулки при трении по полированной стальной паре из стали 40Х составил 4×10-8-9×10-9 мкм/км. Достигнуто повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза до уровня 63,9-64,9 кДж/м2, сохранен предел прочности при сжатии на уровне 185-190 МПа при одновременном сохранении разрушающего напряжения при растяжении на уровне 213-219 МПа. Одновременно установлено, что предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта имеют коэффициент трения при трении по полированной поверхности контр-тела из стали 40Х с твердость 32-38 HRC в пределах 0,09-0,12 при сохранении стабильности коэффициента трения на уровне 0,88 - 0,94.

Предложенные втулки рычажной тормозной системы в паре трения работоспособны с начала натурных ходовых испытаний и не требует своей замены до настоящего времени.

В таблице 1 представлены экспериментальные составы композиционного полимерного антифрикционного материала, использованного для изготовления предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта, а в таблице 2 показаны штатные характеристики втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта.

Предложенные втулки рычажной тормозной системы в паре трения работоспособны с начала натурных ходовых испытаний и не требует своей замены до настоящего времени.

Исследования ударной вязкости проводилось на маятниковом копре по методу Шарпи на образцах типа 2 без надреза по ГОСТ 4647-80. Исследование характеристик трения (характеристики трибологии) предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта проводились на машине трения УМТ 2168.

Технология изготовления предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта различного назначения в форме сплошной втулки или разрезной втулки в виде сегментов с рабочими поверхностями скольжения не требует для своего изготовления использования специфического технологического оборудования и включает в себя литье под давлением в литьевой машине изделий заданных геометрических форм из композиционного полимерного антифрикционного материала.

Предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта просты в понимании и не требуют для своей иллюстрации предоставления чертежей.

Сокращения: - мас. %. - массовые проценты,

- РА6+РЕ - сополимер полиамида 6 и полиэфира

- РА12+РЕ - сополимер полиамида 12 и полиэфира (РА12+РЕ)

- УВ(ВГЦ) - углеродное волокно из высокомолекулярной гидратцеллюлозного волокна,

- УВ(ПАН) - углеродное волокно из полиакрилонитрильного волокна,

- УНТ - углеродные нанотрубки.

1. Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, выполненная из композиционного полимерного антифрикционного материала, включающего полимерную основу и содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, отличающаяся тем, что в качестве полимерной основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют термопласт, выбранный из группы полиамид 6,6 (РА-6,6 - полигексамителенадипамид) или полиамид 12 (РА-12 - полидодекаамид), или используют термоэластопласт, выбранный из группы сополимер полиамида 6 и полиэфира (РА6+РЕ) или сополимер полиамида 12 и полиэфира (РА12+РЕ), при следующем количественном содержании компонентов, мас.%:

углеродное волокно 8,2-43,8
углеродные нанотрубки 0,02-2,0
термопласт или термоэластопласт остальное до 100%.

2. Втулка по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве углеродного волокна волокнистого наполнителя композиционный полимерный антифрикционный материал содержит углеродное волокно, полученное из высокомолекулярного гидратцеллюлозного волокна или из полиакрилонитрильного волокна.

3. Втулка по п. 1, характеризующаяся тем, что углеродное волокно композиционного полимерного антифрикционного материала используют в виде рубленой нити, или жгута, или рубленого жгута, при этом длина рубленой нити и рубленого жгута углеродного волокна выбрана от 1 до 48 мм.

4. Втулка по п. 1, характеризующаяся тем, что предпочтительно выполнена с наружным диаметром 30-70 мм, с внутренним диаметром 20-60 мм и длиной 10-150 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ячеистых гидравлических гидростатических подшипников, предназначенных для поддержания вращающихся валов, в частности, турбонасосов для ракетного двигателя, предназначенных для создания давления текучей среды.

Изобретение относится к элементу скольжения и способу его производства, элемент скольжения может быть использован на участках скольжения двигателей внутреннего сгорания, которые работают в высокотемпературной среде.

Изобретение относится к элементу скольжения и способу его производства, элемент скольжения может быть использован на участках скольжения двигателей внутреннего сгорания, которые работают в высокотемпературной среде.

Изобретение относится к области авиационного моторостроения и может быть использовано в подшипниках скольжения межроторных опор газотурбинных двигателей. Подшипник скольжения межроторной опоры включает наружное и внутреннее кольца.

Настоящее изобретение относится к гидродинамическим подшипникам, рентгеновским трубкам, рентгеновским системам и способу изготовления гидродинамического подшипника для рентгеновской трубки.

Изобретение относится к сплавам на основе олова для подшипников скольжения. Сплав на основе олова для нанесения покрытия на несущую конструкцию подшипника скольжения литьем содержит, вес.%: олово от 25 до 98, цинк от 2 до 30, сурьма до 25, медь до 20, по меньшей мере один легирующий элемент, выбранный из одной или нескольких групп I-VI.

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в узлах трения, работающих в условиях сухого трения и химически агрессивных средах. Металлополимерный подшипник скольжения состоит из металлической втулки, на которую нанесен слой антифрикционного полимерного нанокомпозиционного материала.

Изобретение относится к конструктивному элементу подшипника с внутренней опорной поверхностью, которая имеет алмазное покрытие. Конструктивный элемент подшипника включает в себя основное тело (2) и образованное в основном теле (2) отверстие (3), в котором выполнена внутренняя опорная поверхность.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в энергетике, металлургии, строительстве для обеспечения надежной работы роторных машин, имеющих в своем составе упорный подшипник жидкостного трения (турбины, компрессоры, насосы, центрифуги и т.д.).
Изобретение относится к подшипнику со слоем скольжения и способу его получения. Подшипник со слоем скольжения состоит из формообразующего корпуса, с нанесенным антифрикционным подшипниковым сплавом на основе меди или алюминия и гальваническим слоем скольжения, выполненным из материала, содержащего олово, сурьму и медь.

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин и может быть использовано как при изготовлении новых деталей, так и при восстановлении изношенных деталей, в частности подшипников скольжения.

Изобретение относится к технологии изготовления подшипников скольжения из древесно-металлических композиционных материалов, в том числе полученных на основе переработки древесины.

Изобретение может найти применение при изготовлении многослойной конструкции подшипников скольжения, в частности, состоящих из стального основания и плакирующего слоя из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, например оловянно-свинцовой бронзы.

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к двигателестроению, и может применяться в процессе получения регулярного макрорельефа вкладыша подшипника скольжения.

Изобретение относится к опорному элементу для размещения стабилизатора на автомобиле и к способу расположения опорного элемента на штанге стабилизатора. Опорный элемент содержит первое эластомерное тело и второе эластомерное тело, которые выполнены в виде получаши и расположены друг на друге, образуя посадочный проход для размещения штанги стабилизатора.

Изобретение относится к машиностроению, судостроению и судоремонту и может быть применено для изготовления и восстановления подшипников скольжения. Способ получения антифрикционного покрытия на стальных тонкостенных вкладышах опор скольжения с помощью высокоскоростного газопламенного напыления заключается в том, что напыление проводят в защитной атмосфере предварительно механически активированным порошком cBN-Co-Mo, при следующем соотношении компонентов, мас.%: cBN 70-80; Со 10-15; Мо 10-15, с толщиной покрытия 0,8-1,2 мм, с последующим ультразвуковым воздействием на расплавленный порошок в зоне напыления с частотой ультразвуковых колебаний 35-40 кГц и механической обработкой.

Изобретение может быть использовано для присоединения поршня к коленчатому валу в двигателе. Шатун (100) с покрытием содержит первую головку (102) с первым проемом (108), вторую головку (104) со вторым проемом (110) и корпус (106).

Изобретение относится к машиностроению, например к гидротурбиностроению, судостроению, в частности к узлам трения гидромашин, гребных валов, работающих при высоких нагрузках: больших удельных давлениях, скоростях скольжения без смазки и в водной среде.

Изобретение относится к упорным вкладышам и зажимам для погружных роликовых узлов, используемых в непрерывном процессе нанесения покрытия путем погружения в горячий расплав.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в опорных узлах валов механизмов и машин. Подшипник скольжения содержит укрепленный на цапфе (1) вала антифрикционный вкладыш в виде винтовой спирали из нити (4), витки которой плотно прилегают друг к другу по всей длине цапфы (1) и зафиксированной своими концами на торцах цапфы (1).

Группа изобретений относится к области рельсового транспорта. Рельсовое транспортное средство содержит электрический привод с силовыми полупроводниковыми приборами и работающую на сжатом воздухе тормозную систему.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к производству втулок рычажной тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, в том числе вагонов метрополитена, эксплуатирующихся без использования смазки. Втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта выполнена из композиционного полимерного антифрикционного материала, включающего полимерную основу и содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных или многослойных с количеством слоев от 2 до 70 или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,1 до 100 нм, а их длина от 1 до 70 мкм, при этом в качестве полимерной основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют термопласт, выбранный из группы полиамид 6,6 или полиамид 12, или используют термоэластопласт, выбранный из группы сополимер полиамида 6 и полиэфира или сополимер полиамида 12 и полиэфира, при следующем количественном содержании компонентов, мас.: углеродное волокно 8,2-43,8; углеродные нанотрубки 0,02-2,0; термопласт или термоэластопласт остальное до 100. Технический результат: повышение срока службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта за счет снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, сохранение заданного коэффициента трения и стабильности коэффициента трения при трении по материалу контр-тела стали 40Х, повышение разрушающего напряжения при растяжении и при сжатии, повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх