RU2616113C1 - Sleeve of the rail transport brake lever system - Google Patents
Sleeve of the rail transport brake lever system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616113C1 RU2616113C1 RU2016113524A RU2016113524A RU2616113C1 RU 2616113 C1 RU2616113 C1 RU 2616113C1 RU 2016113524 A RU2016113524 A RU 2016113524A RU 2016113524 A RU2016113524 A RU 2016113524A RU 2616113 C1 RU2616113 C1 RU 2616113C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyphenylene sulfide
- carbon fiber
- sleeve
- composite polymer
- carbon nanotubes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
- B61H13/00—Actuating rail vehicle brakes
- B61H13/34—Details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Description
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.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to the production of bushings for the lever brake system of a rail passenger or freight transport, including subway cars operated without the use of lubricant.
Известна втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, выполненная из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевой термопластичной матрицы, содержащего в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно, а также хаотично расположенные углеродные нанотрубки в виде однослойных, многослойных или вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей (см. патент РФ №2499921, МПК F16C 33/04, 27.11.2013 г.).A sleeve of the lever brake system of a rail transport is made of a composite polymer antifriction material based on a thermoplastic injection matrix containing carbon fiber as a fibrous filler, as well as randomly arranged carbon nanotubes in the form of single-layer, multilayer, or graphite planes rolled into a tube ( see RF patent No. 2499921, IPC F16C 33/04, 11/27/2013).
Однако известная втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта при своем использовании имеет следующие недостатки:However, the known sleeve of the lever brake system of the rail transport in its use has the following disadvantages:
- недостаточный срок службы из-за суммарного износа в паре трения,- insufficient service life due to total wear in the friction pair,
- повышенную интенсивность линейного изнашивания внутреннего рабочего слоя скольжения при трении по стальной паре из стали 40Х (1×10-7-7×10-8 мкм/км),- increased intensity of linear wear of the inner working layer of sliding during friction on a steel pair of steel 40X (1 × 10 -7 -7 × 10 -8 μm / km),
- недостаточный комплекс эксплуатационных механических свойств, сочетающих ударную вязкость, предел прочности при сжатии и разрушающее напряжение при растяжении.- insufficient set of operational mechanical properties combining impact strength, compressive strength and tensile stress.
Задачей изобретения является разработка втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта.The objective of the invention is to develop a sleeve lever brake system of a rail vehicle.
Техническим результатом является повышение срока службы втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта за счет значительного снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, снижение коэффициента трения, сохранение уровня стабильности коэффициента трения при трении по материалу контртела стали 40Х, сохранение на заданном уровне разрушающего напряжения при растяжении, сохранение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза при одновременном сохранении заданного предела прочности при сжатии.The technical result is to increase the service life of the sleeve of the lever brake system of the rail transport due to a significant reduction in the intensity of the linear wear of the sliding layer during friction on polished steel pair made of 40X steel, reducing the friction coefficient, maintaining the level of stability of the coefficient of friction during friction on the material of the 40X steel counterbody, preserving at a given level of tensile breaking stress, preservation of Charpy impact strength on specimens without notching while wounding predetermined limit compressive strength.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложена втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта, характеризующаяся тем, что выполнена из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевого термопластичного полифениленсульфида, 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 с количеством слоев от 2 до 70, внешний диаметр углеродных нанотрубок выбран от 0,5 до 100 нм, а их длина от 0,5 до 77 мкм, при этом в качестве литьевого термопластичного полифениленсульфида основы композиционного полимерного антифрикционного материала используют полифениленсульфид Fortron или Tecatron, при следующем количественном содержании компонентов, мас. %:The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that a sleeve of a lever brake system of a rail transport is proposed, characterized in that it is made of a composite polymer antifriction material based on injection molded thermoplastic polyphenylene sulfide containing carbon fiber as a fibrous filler, as well as randomly arranged carbon nanotubes in the form of single-layer or multilayer with the number of layers from 2 to 70, or nested into each other, rolled into a graphite tube planes with the number of layers from 2 to 70, the outer diameter of carbon nanotubes is selected from 0.5 to 100 nm, and their length is from 0.5 to 77 μm, while Fortron polyphenylene sulfide is used as the injection molding thermoplastic polyphenylene sulfide base of the composite polymer antifriction material Tecatron, in the following quantitative content of components, wt. %:
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 жгута, или рубленого жгута, или рубленой ленты, при этом длина рубленых жгута или ленты углеродного волокна выбрана от 1 до 48 мм. При этом втулка рычажной тормозной системы рельсового транспорта предпочтительно выполнена с наружным диаметром 30-50 мм, с внутренним диаметром 20-40 мм и длиной 12-150 мм.Moreover, as the carbon fiber of the fibrous filler, the composite polymer antifriction material contains carbon fiber obtained from high molecular weight hydrated cellulose fiber or from polyacrylonitrile fiber. In this case, the carbon fiber of the composite polymer antifriction material is used in the form of a tow, or a chopped tow, or a chopped tape, while the length of the chopped tow or carbon fiber tape is selected from 1 to 48 mm. Moreover, the sleeve of the lever brake system of the rail transport is preferably made with an outer diameter of 30-50 mm, with an inner diameter of 20-40 mm and a length of 12-150 mm.
Среди существенных признаков, характеризующих предложенную втулку рычажной тормозной системы рельсового транспорта, отличительными являются:Among the essential features characterizing the proposed sleeve of the lever brake system of the rail transport, the following are distinctive:
- выполнение втулки рычажной тормозной системы из композиционного полимерного антифрикционного материала на основе литьевого термопластичного полифениленсульфида,- the implementation of the sleeve lever brake system of a composite polymer antifriction material based on injection molded thermoplastic polyphenylene sulfide,
- использование в композиционном полимерном антифрикционном материале хаотично расположенных углеродных нанотрубок в виде вложенных друг в друга свернутых в трубку графитовых плоскостей с внешним диаметром углеродных нанотрубок от 0,5 до 100 нм и их длиной от 0,5 до 77 мкм,- the use of randomly arranged carbon nanotubes in a composite polymer antifriction material in the form of graphite planes embedded in each other rolled into a tube with an outer diameter of carbon nanotubes from 0.5 to 100 nm and their length from 0.5 to 77 μm,
- использование в качестве литьевого термопластичного полифениленсульфида основы композиционного полимерного антифрикционного материала полифениленсульфидов Fortron или Tecatron,- use as a molding thermoplastic polyphenylene sulfide the basis of a composite polymer antifriction material of Fortron or Tecatron polyphenylene sulfides,
- выбор следующего количественного содержания компонентов композиционного полимерного антифрикционного материала втулки, мас. %:- the choice of the following quantitative content of the components of the composite polymer antifriction material of the sleeve, wt. %:
Экспериментальные испытания в рычажной тормозной системе рельсового транспорта пар трения с использованием предложенной втулки и контртела 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 на 14-17%, при этом износ рабочего слоя скольжения предложенной втулки при трении по полированной стальной паре из стали 40Х составил 6×10-8-9×10-9 мкм/км. Достигнуто повышение ударной вязкости по Шарпи на образцах без надреза до уровня 52,3-63,0 кДж/м2, сохранен предел прочности при сжатии на уровне 165-184 МПа при одновременном сохранении разрушающего напряжения при растяжении на уровне 178-212 МПа. Одновременно установлено, что предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта имеют коэффициент трения при трении по полированной поверхности контртела из стали 40Х с твердость 32-38 HRC в пределах 0,09-0,14 при сохранении стабильности коэффициента трения на уровне 0,88-0,94.Experimental tests in the lever brake system of the rail transport of friction pairs using the proposed sleeve and counterbody made of 40X steel with a hardness of 32-38 HRC, and then full-scale running tests of the standard set of bushings of the lever brake system showed their high efficiency. It was found that the service life of the sleeve of the lever brake system of the rail transport was increased by 14-17%, while the wear of the sliding layer of the proposed sleeve during friction on polished steel pair made of 40X steel was 6 × 10 -8 -9 × 10 -9 μm / km An increase in Charpy impact strength was achieved on specimens without a notch to the level of 52.3-63.0 kJ / m 2 , the compressive strength at the level of 165-184 MPa was maintained while maintaining the ultimate tensile stress at 178-212 MPa. At the same time, it was found that the proposed bushings of the lever brake system of the rail transport have a friction coefficient during friction on the polished surface of a counterbody made of steel 40X with a hardness of 32-38 HRC in the range 0.09-0.14 while maintaining the stability of the coefficient of friction at the level of 0.88-0 , 94.
Предложенные втулки рычажной тормозной системы в паре трения работоспособны с начала натурных ходовых испытаний и не требуют своей замены до настоящего времени.The proposed bushings of the lever brake system in a pair of friction are functional from the beginning of full-scale sea trials and do not require their replacement to date.
В таблице 1 представлены экспериментальные составы композиционного полимерного антифрикционного материала на основе полифениленсульфида, использованного для изготовления предложенных втулок рычажной тормозной системы рельсового транспорта, а в таблице 2 показаны штатные характеристики втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта.Table 1 shows the experimental compositions of the composite polymeric antifriction material based on polyphenylene sulfide used to manufacture the proposed bushings of the lever brake system of the rail transport, and Table 2 shows the standard characteristics of the sleeve of the lever brake system of the rail transport.
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.Impact strength studies were carried out on a pendulum head according to the Charpy method on type 2 samples without a notch according to GOST 4647-80. The study of the friction characteristics (tribology characteristics) of the proposed bushings of the linkage brake system of the rail transport was carried out on a friction machine UMT 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 на основе полифениленсульфида.The manufacturing technology of the proposed bushings of the lever brake system of rail vehicles for various purposes in the form of a continuous sleeve or a split sleeve in the form of segments with sliding surfaces does not require specific technological equipment for its manufacture and includes injection molding of specified geometric shapes from composite into the injection molding machine polyphenylene sulfide-based polymeric antifriction material.
Предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта просты в понимании и не требуют для своей иллюстрации предоставления чертежей.The proposed bushings of the lever brake system of the rail transport are simple to understand and do not require the provision of drawings for their illustration.
Предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта имеют по сравнению с втулкой-прототипом увеличенный эксплуатационный ресурс за счет значительного снижения интенсивности линейного изнашивания рабочего слоя скольжения при трении по полированной стальной паре из стали 40Х, обладают ударной вязкостью по Шарпи на образцах без надреза на уровне 52,3-63,0 кДж/м2, пределом прочности при сжатии на уровне 165-184 МПа при одновременном сохранении разрушающего напряжения при растяжении на уровне 178-212 МПа. Кроме того, предложенные втулки рычажной тормозной системы рельсового транспорта характеризуются снижением коэффициента трения до уровня 0,09-0,14 при сохранении высокой стабильности коэффициента трения при трении по материалу контртела стали 40Х и снижением линейного износа.The proposed bushings of the lever brake system of the rail transport have an increased service life compared to the prototype sleeve due to a significant decrease in the intensity of the linear wear of the sliding layer during friction on polished steel pair made of 40X steel, have Charpy impact strength on specimens without a notch at level 52, 3-63.0 kJ / m 2 , the compressive strength at the level of 165-184 MPa while maintaining the ultimate tensile stress at the level of 178-212 MPa. In addition, the proposed bushings of the lever brake system of the rail transport are characterized by a decrease in the coefficient of friction to the level of 0.09-0.14 while maintaining high stability of the coefficient of friction during friction on the material of the 40X steel counterbody and a decrease in linear wear.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016113524A RU2616113C1 (en) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | Sleeve of the rail transport brake lever system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016113524A RU2616113C1 (en) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | Sleeve of the rail transport brake lever system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2616113C1 true RU2616113C1 (en) | 2017-04-12 |
Family
ID=58642388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016113524A RU2616113C1 (en) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | Sleeve of the rail transport brake lever system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616113C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711046C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
RU2711044C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
RU2711045C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993013174A1 (en) * | 1991-12-24 | 1993-07-08 | T&N Technology Limited | Bearing material |
RU100986U1 (en) * | 2010-09-14 | 2011-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Управляющая Компания "Профит Центр Плюс" | RAIL TRAILER LEVER BUSHING |
RU2441787C1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Управляющая Компания "Профит Центр Плюс" | Bush for lever brake system of rail transport |
RU2499921C1 (en) * | 2012-07-23 | 2013-11-27 | Сергей Васильевич Моторин | Sleeve of braking leverage system of rail transport |
RU2516930C2 (en) * | 2009-08-28 | 2014-05-20 | Сэнт-Гобен Перформанс Пластикс Пампус Гмбх | Bush (versions) |
-
2016
- 2016-04-08 RU RU2016113524A patent/RU2616113C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993013174A1 (en) * | 1991-12-24 | 1993-07-08 | T&N Technology Limited | Bearing material |
RU2516930C2 (en) * | 2009-08-28 | 2014-05-20 | Сэнт-Гобен Перформанс Пластикс Пампус Гмбх | Bush (versions) |
RU2441787C1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Управляющая Компания "Профит Центр Плюс" | Bush for lever brake system of rail transport |
RU100986U1 (en) * | 2010-09-14 | 2011-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Управляющая Компания "Профит Центр Плюс" | RAIL TRAILER LEVER BUSHING |
RU2499921C1 (en) * | 2012-07-23 | 2013-11-27 | Сергей Васильевич Моторин | Sleeve of braking leverage system of rail transport |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711046C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
RU2711044C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
RU2711045C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-01-14 | Сергей Васильевич Моторин | Rail lever braking system bushing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2499921C1 (en) | Sleeve of braking leverage system of rail transport | |
RU2616113C1 (en) | Sleeve of the rail transport brake lever system | |
EP1705211A3 (en) | Carbon nanofibre composite material | |
RU2441787C1 (en) | Bush for lever brake system of rail transport | |
RU2711046C1 (en) | Rail lever braking system bushing | |
RU2522106C1 (en) | Polyamide-based composite polymer antifriction material | |
RU2767386C1 (en) | Absorber support ring | |
RU2559454C1 (en) | Composite polymer antifriction polyamide-based material | |
RU2616028C1 (en) | Polyphenylene sulfide-based composite polymer antifriction material | |
RU2711045C1 (en) | Rail lever braking system bushing | |
CN104231352A (en) | Rubber and thermoplastic material blend rubber material and preparation method thereof | |
RU2711044C1 (en) | Rail lever braking system bushing | |
KR102439050B1 (en) | Fibers for tribological applications | |
JP5251341B2 (en) | Heat-resistant sliding member | |
GB2230795A (en) | Wear resistant article of resin impregnated fabric | |
RU2581889C1 (en) | Support ring of absorbing device of railway and metro car automatic coupler made of composite polymer antifriction material based on polyamide | |
RU2595135C1 (en) | Friction insert of absorbing apparatus of railway and metro car automatic coupler made of composite polymer antifriction material | |
RU2771634C1 (en) | Gasket for thrust bearing seat of over-spring beam of trolley of freight and passenger car and subway car, made of composite polymer antifriction material based on polyamide | |
RU136777U1 (en) | BRAKE SUSPENSION BUSH FOR RAIL TRANSPORT | |
RU2298707C1 (en) | Bushing for lever braking system of rail transport | |
Chen et al. | Synergism of poly (p-phenylene benzobisoxazole) microfibers and carbon nanofibers on improving the wear resistance of polyimide–matrix composites in sea water | |
RU2669802C1 (en) | Solid antifriction element for lubrication of locomotive wheels | |
Eremin et al. | Evaluation of tensile fatigue behavior of carbon fiber reinforced polymer modified by single‐wall carbon nanotubes | |
RU2270845C9 (en) | Composite polymeric fibrous material with antifriction properties (options) | |
RU2298601C1 (en) | Transportation cylinder of apparatus for liquid treatment of movable textile material |