тормозная колодка железнодорожного подвижного состава
Классы МПК: | B61H1/00 Применение или устройство тормозов, в которых тормозной элемент взаимодействует с внешней поверхностью обода колеса, барабана и тп F16D69/02 структура накладок (химический состав см в соответствующих классах) F16D65/04 ленты, колодки или накладки; оси или закрепляющие элементы для них |
Автор(ы): | Левит Михаил Захарович (RU), Котляр Семен Менашевич (RU), Крайнова Наталия Александровна (RU), Сафонов Валерий Григорьевич (RU), Изюмова Вера Ивановна (RU), Франтова Елена Юрьевна (RU), Мишура Галина Михайловна (RU), Пивень Евгений Григорьевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2006-08-02 публикация патента:
27.02.2008 |
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств. Тормозная колодка включает металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент с дисперсными абразивными частицами. В состав композиционного элемента дополнительно введены абразивные пористые частицы, размеры пор в которых соизмеримы с размерами дисперсных абразивных частиц. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик колодки за счет усиления удерживания микроабразивных частиц в теле колодки в процессе эксплуатации путем их дополнительной фиксации.
Формула изобретения
Железнодорожная тормозная колодка, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент с дисперсными абразивными частицами, отличающаяся тем, что в состав композиционного элемента дополнительно введены абразивные пористые частицы, размеры пор в которых соизмеримы с размерами дисперсных абразивных частиц.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава, например колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, метрополитена и т.д.
Аналогом заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, включающая металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент и абразивную (чугунную) вставку в полимерный композиционный фрикционный элемент (см. патент US №6241058, МПК 7 F16D 65/04, 2001). Существенные признаки аналога «полимерный композиционный фрикционный элемент, металлический каркас» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога является сложность конструкции изделия, обусловленная наличием абразивной вставки и необходимостью ее фиксации на металлическом каркасе, неоднородность теплофизических и механических свойств по телу колодки из-за наличия вставки (теплопроводность, тепловое расширение, теплоемкость, твердость и т.д.), в результате чего возможно выгорание полимерного материала около вставки, трещинообразование и разрушение колодки.
Прототипом изобретения является железнодорожная тормозная колодка, включающая полимерный композиционный фрикционный элемент, в состав которого введены дисперсные абразивные частицы (микропорошок корунда) и металлический каркас (см. Б.А.Ширяев. Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов. - М., Химия, 1982, с.16). Существенные признаки прототипа «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, в состав которого введены дисперсные абразивные частицы» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком прототипа является недостаточное удерживание полимерной матрицей композита абразивных частиц, особенно частиц абразивных микропорошков, которые при выходе на поверхность трения в процессе износа изделия при эксплуатации немедленно удаляются с продуктами износа. В результате не удается достичь стабильного повышения коэффициентов трения и сцепления колеса с рельсом, что ухудшает эксплуатационные характеристики колодки.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение эксплуатационных характеристик железнодорожной тормозной колодки за счет усиления удерживания микроабразивных частиц в теле колодки в процессе эксплуатации путем их дополнительной фиксации.
Для достижения указанного технического результата в железнодорожной тормозной колодке, включающей металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, в состав которого введены дисперсные абразивные частицы, в состав композиционного элемента дополнительно введены пористые абразивные частицы, размеры пор в которых соизмеримы с размерами дисперсных абразивных частиц (непористых).
Существенные признаки изобретения «в состав композиционного элемента дополнительно введены пористые абразивные частицы, размеры пор в которых соизмеримы с размерами дисперсных абразивных частиц» являются отличительными от признаков прототипа.
Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава включает металлический каркас (выполненный штампованным из металла или из проволочных рамок и перфорированной металлической полосы, или другого типа) и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из полимерного композита на основе полимерного связующего с различными наполнителями, включая волокнистые и дисперсные. В качестве одного из дисперсных наполнителей композит содержит абразивный микропорошок, например корунд. Другим дисперсным наполнителем являются пористые абразивные частицы, например частицы пемзы. Дисперсность наполнителей подобрана таким образом, чтобы размеры пор в пористом наполнителе были соизмеримы с частицами другого абразивного наполнителя и позволяли фиксировать эти частицы. Размеры пористых абразивных частиц, как правило, больше размеров непористых абразивных частиц. При этом оба абразивных наполнителя совмещаются друг с другом и фиксируются полимером в процессе изготовления изделия, например, при смешении формовочной смеси в резиносмесителе и последующем формовании в пресс-форме.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами, например формованием из полимерной композиции.
Конкретным примером изобретения является железнодорожная тормозная колодка, содержащая металлический сетчато-проволочный каркас и фрикционный элемент из полимерного композита ТИИР-302. Композит содержит матрицу из вулканизата каучука, порошкообразные наполнители и волокнистый наполнитель. Композит также содержит микропорошок электрокорунда и шлаковую пемзу в равнодолевом соотношении.
Наличие во фрикционном элементе пористых абразивных частиц, совмещенных с микроабразивными частицами, обеспечивает достаточное удержание полимерной матрицей пористых абразивных частиц на поверхности трения колодки за счет проникновения полимера в поры и повышения за счет этого силы сцепления. Одновременно лучше удерживаются и зафиксированные полимером в порах микроабразивные частицы, которые без такой фиксации обычно сразу удаляются с продуктами износа. В заявляемой же колодке они удерживаются на поверхности трения значительно дольше, в результате чего стабильно увеличиваются коэффициент трения и сцепление колеса с рельсом. В результате улучшаются эксплуатационные характеристики колодки.
Класс B61H1/00 Применение или устройство тормозов, в которых тормозной элемент взаимодействует с внешней поверхностью обода колеса, барабана и тп
Класс F16D69/02 структура накладок (химический состав см в соответствующих классах)
фрикционный диск - патент 2526021 (20.08.2014) | |
фрикционный диск - патент 2526020 (20.08.2014) | |
колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа - патент 2525609 (20.08.2014) | |
фрикционный диск - патент 2525247 (10.08.2014) | |
колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа - патент 2524763 (10.08.2014) | |
способ изготовления тормозной колодки с противошумной защитой - патент 2523347 (20.07.2014) | |
фрикционное изделие - патент 2513882 (20.04.2014) | |
фрикционное изделие - патент 2513353 (20.04.2014) | |
фрикционное изделие - патент 2513351 (20.04.2014) | |
способ изготовления тормозной накладки и тормозная накладка - патент 2504703 (20.01.2014) |
Класс F16D65/04 ленты, колодки или накладки; оси или закрепляющие элементы для них