RU2681899C1 - Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы - Google Patents
Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681899C1 RU2681899C1 RU2018113643A RU2018113643A RU2681899C1 RU 2681899 C1 RU2681899 C1 RU 2681899C1 RU 2018113643 A RU2018113643 A RU 2018113643A RU 2018113643 A RU2018113643 A RU 2018113643A RU 2681899 C1 RU2681899 C1 RU 2681899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tribocontact
- railway vehicle
- particles
- wheel
- friction element
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 2
- PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N manganese silicon Chemical compound [Si].[Mn] PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
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
- B61H1/00—Applications or arrangements of brakes with a braking member or members co-operating with the periphery of the wheel rim, a drum, or the like
-
- 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
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/04—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor
-
- 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
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, работающим в трибоконтакте с поверхностью качения колеса. Колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, в состав которого вводятся частицы силикомарганца. При трибоконтакте колодки и колеса из-за высоких температур поверхностных слоев колодки и высоких давлений и нагрузок образуются наноразмерные частицы карбида кремния и двуокиси кремния. Достигается снижение количества микротрещин рабочей поверхности колеса, его износа, а также повышение эксплуатационных характеристик.
Description
Изобретение относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, например, колодкам пассажирских и грузовых вагонов, электропоездов, локомотивов и другого рельсового транспорта.
Аналогом заявляемого изобретения является композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент и вставку или несколько вставок, выполненных из металла (см. патент РФ №88753, МПК В61Н 1/00, 2009 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатком аналога является снижение фрикционных характеристик колодки при ее нагреве в процессе эксплуатации из-за снижения при нагревании коэффициента трения пары трения (полимерный фрикционный композит-поверхность качения колеса) железнодорожного транспортного средства.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, содержащая металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент и вставку или несколько вставок из кремнистого чугуна с содержанием кремния от 5,0 до 7,5% (см. патент РФ №2563526, МПК В61Н 1/00, 2015 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, одно или двухслойный композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.
Недостатками наиболее близкого аналога являются сложность конструкции колодки из-за наличия в ней одной или несколько вставок; большой временной период, необходимый для приработки колодки к поверхности колеса, если это колесо уже изношено при эксплуатации (так называемые сменные колодки, устанавливаемые при обслуживании вагонов на станциях); неравномерность тепловых деформаций колодки из-за разницы в теплопроводности и тепловом расширении чугуна и полимерного материала; отсутствие в колодке элемента (центральной выемки), обеспечивающей гибкость колодки; возможность разрушения колодки при монтаже и эксплуатации колодок (особенно в условиях низких температур) из-за хрупкости чугуна.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение характеристик колодки, обеспечение колесосберегающего эффекта, обеспечение равномерного прогрева колодки при торможениях, сохранение высокого коэффициента трения при нагревах колодки и повышение ее механической прочности путем исключения из колодки хрупких элементов из чугуна с сохранением способности образовывать при трибоконтакте наноразмерные абразивные частицы и оказывать колесосберегающее воздействие на поверхность качения колеса.
Для достижения указанного технического результата в композиционной тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, образующей в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, включающей металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, в композиционном фрикционном элементе размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы композиционного фрикционного элемента, размер частиц силикомарганца 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в силикомарганце 10÷26%.
Существенные признаки заявляемого изобретения «в композиционном фрикционном элементе размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы композиционного фрикционного элемента, размер частиц 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в силикомарганце 10÷26%» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, включает стальной сетчато-проволочный или штампованный каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент из полимерного композита с матрицей из вулканизата каучука, в которой размещены дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители. В полимерном композиционном фрикционном элементе дополнительно равномерно размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы элемента. Размер частиц 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в частицах 10÷26%.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами, например формованием из предварительно изготовленной формовочной смеси.
Конкретным примером заявляемого изобретения является железнодорожная тормозная колодка, полимерный композиционный фрикционный элемент которой содержит ≈26% матрицы из вулканизата каучука СКД, ≈15% дисперсных волокнистых частиц асбеста, ≈15% частиц баритового концентрата, ≈10% частиц графита, ≈5% частиц электрокорунда, ≈5% частиц техуглерода, ≈24% частиц силикомарганца МнС22 с размером частиц 1,5÷2,0 мм.
При трибоконтакте колодки и колеса из-за высоких температур поверхностных слоев колодки, а также высоких давлений и нагрузок, кремний, содержащийся в силикомарганце, вступает в реакцию с углеродом и кислородом, образуя наноразмерные частицы карбида кремния и двуокиси кремния. Это оказывает полирующее действие на поверхность колеса, а марганец оказывает на сталь легирующее действие. В результате снижаются микротрещины рабочей поверхности колеса, его износ и повышаются эксплуатационные характеристики. Тормозная колодка получается монолитной (без хрупких чугунных вставок), обладает высокой теплопроводностью и гибкостью, быстро прирабатывается к поверхности колес, бывших в эксплуатации.
Claims (1)
- Колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы, включающая металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, отличающаяся тем, что в композиционном фрикционном элементе размещены частицы силикомарганца в количестве 10÷20% от массы композиционного фрикционного элемента, размер частиц 0,5÷2,5 мм, содержание кремния в частицах силикомарганца 10÷26%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113643A RU2681899C1 (ru) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113643A RU2681899C1 (ru) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2681899C1 true RU2681899C1 (ru) | 2019-03-13 |
Family
ID=65805981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018113643A RU2681899C1 (ru) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2681899C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020038743A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-04-04 | Sumitomo (Sei) Brake Systems, Inc. | Pad for disk brake |
US20040003973A1 (en) * | 2000-08-23 | 2004-01-08 | Wofgang Hoffrichter | Brake shoe with grooved friction lining |
RU2498125C1 (ru) * | 2012-03-20 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Фрикционное изделие |
RU2563526C2 (ru) * | 2014-01-27 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы |
RU172433U1 (ru) * | 2016-11-08 | 2017-07-07 | Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР") | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы |
RU172439U1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-07-07 | Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР") | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы |
-
2018
- 2018-04-03 RU RU2018113643A patent/RU2681899C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020038743A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-04-04 | Sumitomo (Sei) Brake Systems, Inc. | Pad for disk brake |
US20040003973A1 (en) * | 2000-08-23 | 2004-01-08 | Wofgang Hoffrichter | Brake shoe with grooved friction lining |
RU2498125C1 (ru) * | 2012-03-20 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Фрикционное изделие |
RU2563526C2 (ru) * | 2014-01-27 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Волжский завод асбестовых технических изделий" | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы |
RU172439U1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-07-07 | Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР") | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы |
RU172433U1 (ru) * | 2016-11-08 | 2017-07-07 | Акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (АО "ТИИР") | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU88753U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
RU2681899C1 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта наночастицы | |
RU2563526C2 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая в процессе трибоконтакта абразивные наночастицы | |
RU172433U1 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы | |
RU172439U1 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы | |
RU2498125C1 (ru) | Фрикционное изделие | |
RU83817U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
CN109737157B (zh) | 一种欧洲货车用超低摩合成闸瓦 | |
RU2387559C1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
RU2553138C1 (ru) | Композиционный сплав на основе железа для тормозной колодки железнодорожного вагона | |
US5234082A (en) | Railroad brake shoe | |
RU177074U1 (ru) | Башмак тормозной колодки | |
RU2653222C2 (ru) | Композиционная тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, образующая при трибосопряжении наночастицы | |
RU118380U1 (ru) | Фрикционное изделие | |
WO2019083399A1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
RU219311U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
RU2652480C1 (ru) | Тормозная колодка тягового подвижного состава | |
US20020079174A1 (en) | Wheel tread conditioning brake shoe | |
RU219309U1 (ru) | Тормозная колодка для железнодорожного транспортного средства | |
RU220348U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава | |
RU51579U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, преимущественно безасбестовая | |
RU203780U1 (ru) | Накладка тормозная дискового тормоза железнодорожного транспортного средства | |
RU180632U1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства | |
RU2132982C1 (ru) | Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава | |
JP2001065609A (ja) | ブレーキシュー |