RU95620U1 - WEAR-RESISTANT BRAKE SHOES WITH INCREASED FRICTION FACTOR FOR SPEED MOVEMENT (OPTIONS) - Google Patents

Abstract

1. Износоустойчивая тормозная колодка с повышенным коэффициентом трения для скоростного движения локомотива представляет собой конструкцию, состоящую из сплошной рабочей поверхности и сплошного гребневого фигурного паза, отличающаяся тем, что на рабочей поверхности колодки произведены N прорезей на расстоянии L друг от друга глубиной Hпр под углом α, позволяющих снизить трудоемкость определения остаточного ресурса колодки и обеспечить своевременную ее замену, предназначенных для уменьшения интенсивности износа тормозных колодок за счет удаления продуктов износа из зоны трения и улучшающих температурный режим работы (теплоотвод) колодки и колеса. ! 2. Износоустойчивая тормозная колодка с повышенным коэффициентом трения для скоростного движения локомотива по п.1, отличающаяся тем, что сплошной фигурный паз заменен тремя зацепами, которые позволяют снизить силовое воздействие на рабочую поверхность гребня колеса и образования термических трещин. ! 3. Износоустойчивая тормозная колодка с повышенным коэффициентом трения для скоростного движения вагона представляет собой конструкцию, состоящую из сплошной рабочей поверхности, отличающаяся тем, что на рабочей поверхности колодки произведены N прорезей на расстоянии L друг от друга глубиной Hпр под углом α, позволяющих снизить трудоемкость определения остаточного ресурса колодки и обеспечить своевременную ее замену, предназначенных для уменьшения интенсивности износа тормозных колодок за счет удаления продуктов износа из зоны трения и улучшающих температурный режим работы (теплоотвод) колодки и колеса. 1. Wear-resistant brake shoe with a high coefficient of friction for high-speed movement of a locomotive is a structure consisting of a continuous working surface and a solid ridge shaped groove, characterized in that N cuts are made on the working surface of the shoe at a distance L from each other with depth Hpr at an angle α to reduce the complexity of determining the residual life of the pads and ensure timely replacement, designed to reduce the intensity of wear of the brake pads per second even removal of wear products from the friction zone and improving the temperature regime (heat removal) of the pads and wheels. ! 2. Wear-resistant brake shoe with a high coefficient of friction for high-speed movement of a locomotive according to claim 1, characterized in that the continuous figured groove is replaced by three hooks, which reduce the force effect on the working surface of the wheel flange and the formation of thermal cracks. ! 3. A wear-resistant brake shoe with a high coefficient of friction for high-speed movement of a car is a structure consisting of a continuous working surface, characterized in that N slots are made on the working surface of the shoe at a distance L from each other with a depth of Hpr at an angle α, which reduces the complexity of determining the residual life of the pads and to ensure its timely replacement, designed to reduce the wear rate of brake pads by removing wear products from the tren zone ia and improving the temperature regime of work (heat sink) pads and wheels.

Description

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к локомотивам и вагонам относится, к части исполнительного (фрикционного) механизма тормозной рычажной передачи.The invention relates to rail vehicles, in particular to locomotives and wagons, relates to part of the Executive (friction) mechanism of the brake linkage.

Тормозные колодки (накладки) являются важнейшим элементом механической части тормоза, обеспечивающими необходимое трение при их прижатии к колесу для образования тормозного момента на колесной паре. От них зависит эффективность торможения, и, следовательно, безопасность движения - это вызывает ряд требований к их качеству и характеристикам:Brake pads (lining) are the most important element of the mechanical part of the brake, providing the necessary friction when they are pressed against the wheel for the formation of braking torque on the wheelset. The effectiveness of braking depends on them, and, consequently, traffic safety - this causes a number of requirements for their quality and characteristics:

- наличие стабильного и высокого коэффициента трения в широком диапазоне скоростей и сил нажатий;- the presence of a stable and high coefficient of friction in a wide range of speeds and pressing forces;

- минимальный износ на единицу тормозного пути для снижения объема работ по замене колодок на подвижном составе;- minimal wear per unit of braking distance to reduce the amount of work on replacing pads on rolling stock;

- возможность длительных торможений без утраты фрикционных свойств;- the possibility of prolonged braking without loss of frictional properties;

- отсутствие недопустимых тепловых и других воздействий на колесную пару или диск, повреждающих их поверхность;- the absence of unacceptable thermal and other influences on the wheelset or wheel damaging their surface;

- неизменность фрикционных характеристик при попадании влаги на колодки;- the invariability of frictional characteristics when moisture enters the pads;

- простота установки при замене из-за износа или смены типа тормозных колодок;- ease of installation when replacing due to wear or changing the type of brake pads;

- исключение возникновения на поверхности колеса токонепроводящих включений (третьего тела), а также снижающих коэффициент его сцепления с рельсами;- elimination of occurrence of non-conductive inclusions on the wheel surface (third body), as well as reducing its coefficient of adhesion to rails;

- отсутствие вредных для человека продуктов износа и возможности самовозгорания колодок [1].- the absence of wear products harmful to humans and the possibility of spontaneous combustion of pads [1].

От качества и конструкции тормозных колодок зависит сокращение тормозных путей, повышение скоростей и безопасность движения. Тормозные колодки должны иметь высокий коэффициент трения, малозависящий от скорости, высокую износостойкость и стабильно работать в разных климатических условиях [2].Reducing braking distances, increasing speeds and driving safety depends on the quality and design of brake pads. Brake pads should have a high coefficient of friction, which does not depend on speed, high wear resistance and work stably in different climatic conditions [2].

По форме исполнения на подвижном составе наибольшее распространение получили безгребневые 1 (фиг.1) и гребневые 2 (фиг.2) чугунные стандартные тормозные колодки.In the form of execution on a rolling stock, the most widespread are ridge 1 (Fig. 1) and ridge 2 (Fig. 2) cast-iron standard brake pads.

Безгребневые колодки применяются на грузовых и пассажирских вагонах. На локомотивах в основном применяются гребневые колодки, т.к. из-за тягового оборудования невозможно соединить их попарно триангелями или тормозными балками, исключающими смещение колодок с поверхности катания колес, как это выполнено на вагонах. Поскольку поверхность катания колес имеет конусообразный вид и при нажатии на колодку, кроме нормальной силы, возникает еще и боковая сила, гребневая колодка удерживается на колесе от сползания с помощью специального фигурного паза 3 (фиг.2), который ложиться на гребень колеса, и не предназначен для создания дополнительного тормозного эффекта [1].Combless pads are used on freight and passenger cars. On locomotives, crest pads are mainly used, as because of the traction equipment, it is impossible to connect them in pairs with triangles or brake beams, eliminating the displacement of the pads from the surface of the wheels, as is done on cars. Since the surface of the wheels has a conical shape and when you press the block, in addition to normal force, there is also lateral force, the ridge block is kept on the wheel from slipping with the help of a special figured groove 3 (figure 2), which rests on the wheel flange, and does not intended to create an additional inhibitory effect [1].

В процессе торможения поезда происходит преобразование его кинетической энергии в другие виды: тепловую, электрическую и т.д. При фрикционном торможении выделяющееся тепло нагревает трущиеся детали и рассеивается в окружающей среде. Опыт эксплуатации тормозных систем, особенно с увеличением скорости движения, показывает, что тепловая напряженность процессов торможения влияет на долговечность и повреждаемость фрикционных узлов.In the process of braking the train, its kinetic energy is converted into other types: thermal, electric, etc. During frictional braking, the heat generated heats the rubbing parts and dissipates in the environment. The operational experience of brake systems, especially with an increase in the speed of movement, shows that the thermal stress of the braking processes affects the durability and damage of friction units.

При торможении процесс трения тормозной колодки и колеса происходит в точках их фактического контакта. Суммарная площадь этих контактов составляет лишь незначительную величину геометрической площади, перекрываемой тормозной колодкой. Выделение тепла происходит лишь в точках фактического контакта, плотности тепловых потоков и температурные вспышки в них могут достигать больших величин, что при плохом теплоотводе вызывает свечение поверхности трения и переход металла в этих точках в пластическое состояние. При этом происходит деформация металла либо его быстрый износ, и место температурной вспышки перемещается в соответствии с изменением контактных удельных давлений. Вследствие малой площади фактического контакта, недостаточного теплоотвода из зоны трения и температурных вспышек происходит возникновение на поверхности трения колодок более высоких средних температур, чем на колесе, при которых дополнительно снижается прочность материала колодки, и металл подвергается интенсивным пластическим деформациям [6]. В таких условиях трения происходит быстрый тепловой износ поверхностей колеса и колодки. При этом скорость износа определяется возникновением и развитием высокой температуры в зоне трения.When braking, the friction process of the brake pads and wheels occurs at the points of their actual contact. The total area of these contacts is only an insignificant amount of the geometric area covered by the brake shoe. Heat is released only at the points of actual contact, the density of heat fluxes and temperature flashes in them can reach large values, which, with poor heat removal, causes the friction surface to glow and the metal to transition to a plastic state at these points. In this case, the metal is deformed or rapidly deteriorates, and the place of the temperature flash moves in accordance with the change in contact specific pressures. Due to the small area of actual contact, insufficient heat removal from the friction zone and temperature flashes, higher average temperatures occur on the friction surface of the blocks than on the wheel, at which the strength of the block material is further reduced, and the metal is subjected to intense plastic deformations [6]. In such conditions of friction, rapid thermal wear of the surfaces of the wheel and pads occurs. Moreover, the wear rate is determined by the occurrence and development of high temperature in the friction zone.

В связи с этим основная проблема состоит в том, что чугунные колодки быстро изнашиваются, это снижает безопасность движения поезда по перегону (спуску) и увеличивает затраты на их обслуживание в эксплуатации при их замене и изготовлении. Образующиеся в процессе износа чугунные микрочастицы в зоне трения колодки и колеса являются относительно крупными, что оказывает дополнительный эффект увеличения интенсивности износа в тормозном узле «Колодка-Колесо», а их перемещение в зоне трения колодки и колеса в процессе движения снижает коэффициент трения колодки о поверхность катания колеса. Это влияет на уменьшение эффективности механического торможения и увеличения тормозного пути. Например, на крутых затяжных спусках, износ чугунных колодок за спуск составляет 7-9 мм [2]. Наличие фигурного паза на гребневой колодке дополнительно способствует увеличению интенсивности износа рабочей поверхности гребня колеса и образования на поверхности гребня термических трещин, возникающих в результате резкого торможения с большим нажатием колодки на гребень колеса [4, 5]. Все это происходит в результате некачественной регулировки тормозной рычажной передачи и не выдерживания технологии производства новых колодок.In this regard, the main problem is that cast-iron blocks wear out quickly, this reduces the safety of the train moving along the run (descent) and increases the cost of their maintenance in operation when replacing and manufacturing them. Cast iron microparticles formed during the wear process in the friction zone of the block and wheel are relatively large, which has the additional effect of increasing the wear rate in the brake block "Wheel-Wheel", and their movement in the friction zone of the block and wheel during movement reduces the coefficient of friction of the block on the surface skating wheels. This affects the decrease in the effectiveness of mechanical braking and increase the braking distance. For example, on steep, long descents, the wear of cast-iron blocks per run is 7–9 mm [2]. The presence of a curly groove on the ridge block additionally contributes to an increase in the wear rate of the working surface of the wheel ridge and the formation of thermal cracks on the ridge surface resulting from sudden braking with a large pressing of the block on the wheel ridge [4, 5]. All this happens as a result of poor-quality adjustment of the brake linkage and not maintaining the technology for the production of new pads.

Износ колодок в условиях эксплуатации существенно зависит от силы их нажатия, материала, вида и длительности торможения, наличия третьего тела (продуктов износа тормозной колодки и колеса), регулировки рычажной передачи, положения колодки относительно поверхности катания колеса, как в тормозном, так и в тяговом режиме, температурным режимом процесса торможения и рядом других факторов.The wear of the pads under operating conditions significantly depends on their pressing force, material, type and duration of braking, the presence of a third body (wear products of the brake pads and wheels), the adjustment of the linkage, the position of the pads relative to the surface of the wheel, both in the brake and in the traction mode, temperature regime of the braking process and a number of other factors.

Температурный режим процесса торможения характеризуется плотностью теплового потока и возникающими температурами зависящие от начальной скорости торможения, замедлений, величины тормозных сил, материала трущихся пар и условий теплоотдачи в окружающую среду. При больших скоростях движения в режиме торможения на условия теплоотдачи в зоне трения колодки и колеса всегда обращается особое внимание. Так как происходит быстрый и интенсивный нагрев поверхности катания колеса, что с одной стороны вызывает перераспределение напряжений в ободе колеса, его ослабление с последующим возможным проворотом относительно колесного центра (при бандажной конструкции) вследствие неравномерности температурного поля, а с другой стороны появляются значительные напряжения сжатия, которые могут превосходить предел упругости и вызывать пластические деформации поверхности катания. После охлаждения в таких случаях возникают напряжения растяжения металла. Многократные нагружения знакопеременными напряжениями приводят к термическим трещинам усталости на поверхности катания, прогрессивно развивающимся в глубину колеса, особенно при переходе в зону, имеющую напряжения растяжения. Все это служит критерием допускаемой эффективности торможения и типа тормозной системы при высокой скорости торможения.The temperature regime of the braking process is characterized by the heat flux density and the resulting temperatures depending on the initial braking speed, decelerations, the magnitude of the braking forces, the material of the rubbing pairs and the conditions of heat transfer to the environment. At high speeds in braking mode, special attention is always paid to the conditions of heat transfer in the friction zone of the shoe and wheel. Since there is a fast and intense heating of the wheel's rolling surface, which on the one hand causes a redistribution of stresses in the wheel rim, its weakening and subsequent possible rotation relative to the wheel center (with the retaining structure) due to the unevenness of the temperature field, and on the other hand, significant compression stresses appear, which can exceed the elastic limit and cause plastic deformation of the rolling surface. After cooling, in such cases, tensile stresses of the metal occur. Repeated loading with alternating stresses leads to thermal fatigue cracks on the surface of the ride, progressively developing in the depth of the wheel, especially when moving to a zone with tensile stresses. All this serves as a criterion of permissible braking performance and the type of brake system at high braking speed.

Поэтому сохранение температурного режима на поверхности трения тормозной системы без изменения ее конструкции при увеличении скорости требует удлинения тормозного пути пропорционально кубу скорости [6].Therefore, maintaining the temperature regime on the friction surface of the brake system without changing its design with increasing speed requires lengthening the braking distance in proportion to the speed cube [6].

В эксплуатации чугунные тормозные колодки локомотивов и вагонов довольно быстро изнашивается до критической толщины, что ведет к необходимости их замены [1]. Однако, в современных условиях эксплуатации тормозных колодок локомотивов и вагонов, невозможно обеспечить визуальный контроль ее износа, а следовательно, и своевременную их замену.In operation, cast-iron brake pads of locomotives and wagons wear out rather quickly to a critical thickness, which leads to the need for their replacement [1]. However, in modern conditions of operation of brake pads of locomotives and wagons, it is impossible to provide visual control of its wear, and consequently, their timely replacement.

Таким образом, наиболее близким прототипом является чугунная тормозная колодка локомотива и вагона [1, 3].Thus, the closest prototype is the cast iron brake pad of a locomotive and a car [1, 3].

В настоящее время толщину тормозной колодки контролирует помощник машиниста линейкой или штангенциркулем на стоянке локомотива, что вызывает большие затраты времени и составляет большую трудоемкость.Currently, the thickness of the brake pads is controlled by the assistant to the driver with a ruler or vernier caliper in the parking lot of the locomotive, which causes a lot of time and is very labor intensive.

Предлагается модифицировать конструкцию тормозных колодок вагонов 4 (фиг.3) и локомотивов 4 (фиг.4), путем осуществления на рабочей поверхности N прорезей на расстоянии L друг от друга глубиной Н_пр до величины предельного износа (которая зависит от условий эксплуатации подвижного состава и устанавливается местными инструкциями) под углом α. Наличие прорезей позволит визуализировать остаточный ресурс и обеспечить с меньшими затратами времени выявления изношенных колодок в эксплуатации без дополнительных измерительных инструментов, тем самым обеспечивается их своевременная замена и повышается безопасность движения поездов.It is proposed to modify the design of the brake pads of cars 4 (FIG. 3) and locomotives 4 (FIG. 4), by making N slots on the working surface N at a distance L from each other with a depth H _pr up to the maximum wear rate (which depends on the operating conditions of the rolling stock and set by local regulations) at an angle α. The presence of slots will allow you to visualize the residual resource and provide less time for identifying worn blocks in operation without additional measuring tools, thereby ensuring their timely replacement and increasing the safety of train traffic.

Выражение величины износа ΔH тормозной колодки по толщине для случая экстренного торможения за время t_в до полной остановки, определяется по формуле [6]The expression of the wear pad ΔH of the brake pad over the thickness for the case of emergency braking for a time t _in until it stops, is determined by the formula [6]

где α_к - коэффициент распределения теплового потока, показывает какая часть возникающего при трении тепла поступила в колодку;where α _to is the distribution coefficient of the heat flux, shows what part of the heat generated by friction has entered the block;

В_т - тормозная сила;In _t - braking force;

Δh - средняя разрушаемая высота выступов фактического контакта;Δh is the average destructible height of the protrusions of the actual contact;

υ₀ - начальная скорость торможения;υ ₀ - initial braking speed;

А - механический эквивалент тепловой работы;A is the mechanical equivalent of thermal work;

χ - коэффициент фактической площади контакта;χ is the coefficient of the actual contact area;

F_k - геометрическая площадь контакта колодки и колеса;F _k - geometric contact area of the pads and wheels;

Δτ_max - повышение температуры до значения, при котором происходит разрушение выступов шероховатости (зависит от материала колодки и является константой);Δτ _max - increase in temperature to a value at which the destruction of the roughness protrusions occurs (depends on the material of the block and is constant);

Δτ_пср - среднее повышение рабочей поверхности трения колодки; _{Δτ psr} - the average increase in the working surface of the friction pads;

λ - коэффициент теплопроводности;λ is the coefficient of thermal conductivity;

γ - удельный вес нагреваемого колеса;γ is the specific gravity of the heated wheel;

с - удельная теплоемкость колеса.C is the specific heat of the wheel.

Из формулы (1) видно, что предлагаемая конструкция способствует эффективному удалению третьего тела (чугунных микрочастиц износа) из зоны трения 7 (фиг.5), что позволяет уменьшить среднюю разрушаемую высоту выступов фактического контакта Δh в процессе торможения, тем самым уменьшается интенсивность износа колодки и увеличивается ее коэффициент трения, повышающий эффективность торможения.From the formula (1) it can be seen that the proposed design promotes the effective removal of the third body (cast iron wear microparticles) from the friction zone 7 (Fig. 5), which reduces the average destructible height of the protrusions of the actual contact Δh during braking, thereby reducing the wear rate of the pads and its friction coefficient increases, increasing braking efficiency.

Среднее повышение рабочей поверхности трения колодки можно определить по следующей формулеThe average increase in the working surface of the friction pads can be determined by the following formula

где Δτ_п - избыточная температура поверхности, на которой выделяется тепло.where Δτ _p is the excess surface temperature on which heat is generated.

Изменение температуры (Δτ_п) к моменту времени t, вызываемое количеством тепла q(t)dt, выделяющимся на единице поверхностиTemperature change (Δτ _p ) at time t caused by the amount of heat q (t) dt released on a surface unit

С учетом отдачи тепла с поверхности трения в окружающую среду имеемGiven the heat transfer from the friction surface to the environment, we have

где q_a - количество тепла, выделяющееся на единице поверхности в единицу времени (плотность теплового потока) в начале процесса повышения температуры;where q _a is the amount of heat released on a surface unit per unit time (heat flux density) at the beginning of the temperature increase process;

α - коэффициент теплоотдачи с поверхности трения в окружающую среду.α is the heat transfer coefficient from the friction surface to the environment.

Коэффициент теплоотдачи с нагретой поверхности в окружающую среду определяется как сумма коэффициентов теплоперехода конвекцией α_к и излучением α_л The heat transfer coefficient from a heated surface to the environment is determined as the sum of the heat transfer coefficients by convection α _to and radiation α _l

Коэффициент теплоотдачи излучением α_л зависит от приведенной степени тона цветовой гаммы (темный, светлый) излучающей поверхности колодки, абсолютной температуры колодки и окружающей температуры среды. В модифицированной конструкции колодки коэффициент теплоотдачи излучением α_л не рассматривается, так как незначительно влияет на износ колодки, потому что организуется слабый отвод тепла из зоны трения поверхности катания колеса и колодки в окружающую среду.The coefficient of heat transfer by radiation α _l depends on the reduced degree of tone of the color gamut (dark, light) of the radiating surface of the block, the absolute temperature of the block and the ambient temperature. In the modified design of the block, the heat transfer coefficient of radiation α _{l is} not considered, since it slightly affects the wear of the block, because a weak heat removal from the friction zone of the wheel and shoe surfaces is organized into the environment.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией α_к вычисляется в зависимости от критериев Рейнольдса Re и Прандтля Рr [6].The convective heat transfer coefficient α _{k is} calculated depending on the Reynolds criteria Re and Prandtl Pr [6].

Критерий Рейнольдса для поверхности катания вращающегося колеса определяется из выраженияReynolds criterion for the rolling surface of a rotating wheel is determined from the expression

где γ_в, Z - удельный вес и абсолютная вязкость обтекающего колесо воздуха;where γ _in , Z is the specific gravity and absolute viscosity of the air flowing around the wheel;

υ - скорость движения потока воздуха (напрямую зависит от скорости движения подвижного состава).υ is the air velocity (directly depends on the speed of the rolling stock).

Критерий Прандтля зависит от характеристик воздуха, обтекающего колесоPrandtl criterion depends on the characteristics of the air flowing around the wheel

где с_р - удельная теплоемкость воздуха (при постоянном давлении);where c _p is the specific heat of air (at constant pressure);

λ_в - коэффициент теплопроводности воздуха.λ _in - coefficient of thermal conductivity of air.

Физические характеристики воздуха, входящие в критерии Прандтля и Рейнольдса, принимаются при температуре охлаждаемой поверхности.The physical characteristics of air included in the Prandtl and Reynolds criteria are taken at the temperature of the surface to be cooled.

Формула для расчета коэффициента теплоотдачи вынужденной конвекцией (υ>0) имеет видThe formula for calculating the heat transfer coefficient by forced convection (υ> 0) has the form

Для использования формулы (8) применительно к охлаждению тел различной геометрической формы ее удобно преобразовать, подставив значение критерия Рейнольдса, к видуTo use formula (8) as applied to cooling bodies of various geometric shapes, it is convenient to transform it by substituting the value of the Reynolds criterion to the form

Наличие же прорезей предлагаемой конструкции колодки уменьшает интенсивность их износа ΔН, особенно при больших скоростях движения, путем улучшения температурного режима за счет повышения эффективности отвода тепла из зоны трения в окружающую среду. В процессе движения нагоняемый под колодку холодный воздух 8 (фиг.5) нагревается и эффективно уходит в окружающую среду через прорези на рабочей поверхности колодки 6 (фиг.5), вследствие чего происходит увеличение коэффициента конвективного излучения α_k, что уменьшает среднюю температуру трения рабочей поверхности колодки Δτ_пср, тем самым увеличивается время для достижения максимальной температуры Δτ_max, при которой происходит разрушение выступов фактического контакта, согласно формуле (1). В типовой колодке при увеличении начальной скорости торможения интенсивность ее нагрева возрастает.The presence of slots of the proposed block design reduces the intensity of their wear ΔН, especially at high speeds, by improving the temperature regime by increasing the efficiency of heat removal from the friction zone to the environment. In the process of movement, the cold air pumped under the shoe 8 (Fig. 5) is heated and efficiently released into the environment through slots on the working surface of the shoe 6 (Fig. 5), as a result of which the convective radiation coefficient α _k increases, which reduces the average friction temperature of the working the surface of the pad _{Δτ psr} , thereby increasing the time to reach the maximum temperature Δτ _max at which the protrusions of the actual contact are destroyed, according to formula (1). In a typical block, with an increase in the initial braking speed, the intensity of its heating increases.

Уменьшение средней температуры в зоне трения так же уменьшает вероятность проворота бандажа относительно колесного центра и образования поверхностных напряжений в бандаже, что очень важно при высокоскоростном движении подвижного состава.The decrease in the average temperature in the friction zone also reduces the likelihood of the rotation of the brace relative to the wheel center and the formation of surface stresses in the brace, which is very important for high-speed movement of the rolling stock.

Для исключения термических трещин и уменьшения интенсивности износа рабочей поверхности гребня колеса, дополнительно предлагается модифицировать гребневую колодку локомотива путем замены сплошного фигурного паза колодки 3 (фиг.2) тремя зацепами 5 (фиг.4). Зацепы будут выполнять туже функцию, что и сплошной фигурный паз, но оказываемое силовое воздействие на рабочую поверхность гребня будет существенно ниже. Это возможно осуществить за счет того, что сам фигурный паз колодки дополнительных тормозных усилий не создает.To eliminate thermal cracks and reduce the wear rate of the working surface of the wheel flange, it is further proposed to modify the locomotive ridge pad by replacing the solid curly groove of the block 3 (Fig. 2) with three hooks 5 (Fig. 4). The hooks will perform the same function as a continuous figured groove, but the force exerted on the working surface of the ridge will be significantly lower. This is possible due to the fact that the figured groove of the pad does not create additional braking forces.

Таким образом, существует два варианта выполнения износоустойчивой тормозной колодки для скоростного движения, в первом случае для локомотива (фиг.4), во втором для вагона (фиг.3).Thus, there are two options for the implementation of wear-resistant brake pads for high-speed movement, in the first case for a locomotive (figure 4), in the second for a car (figure 3).

Технический результат предлагаемых вариантов конструкции колодок локомотива и вагона в эксплуатации, достигается за счет:The technical result of the proposed design options for the pads of a locomotive and a wagon in operation is achieved by:

- повышение уровня безопасности движения поездов, за счет увеличения надежности торможения, в связи со своевременной заменой предельно износившейся колодки;- increasing the safety level of train traffic, by increasing the reliability of braking, in connection with the timely replacement of extremely worn blocks;

- уменьшение интенсивности износа тормозных колодок за счет своевременного удаления продуктов износа и улучшения температурного режима работы колодки;- reducing the intensity of wear of the brake pads due to the timely removal of wear products and improving the temperature regime of the pads;

- экономия материалов при изготовлении новых колодок;- material savings in the manufacture of new pads;

- возможность применения конструкции колодки при скоростном движении без увеличения тормозного пути локомотива;- the possibility of applying the design of the pads in high-speed movement without increasing the braking distance of the locomotive;

- повышение эффективности торможения и уменьшение интенсивности износа колодок за счет своевременного удаления продуктов фрикционного износа из зоны соприкосновения колодки и поверхности катания колеса;- increasing the braking efficiency and reducing the intensity of wear of the pads due to the timely removal of the products of frictional wear from the contact area of the pads and the surface of the wheel;

- уменьшение вероятности проворота бандажа относительно колесного центра и образования напряжений на его поверхности;- reducing the probability of turning the brace relative to the wheel center and the formation of stresses on its surface;

Для варианта исполнения конструкции колодки локомотива достигается дополнительный технический результат:For the embodiment of the design of the locomotive pads, an additional technical result is achieved:

- уменьшение износа гребней колесных пар;- reduction of wear on the flanges of the wheelsets;

- уменьшение вероятности образования термических трещин на рабочей поверхности гребня колеса.- reducing the likelihood of thermal cracks on the working surface of the wheel flange.

Список литературы:Bibliography:

1. Автоматические тормоза подвижного состава / В.Р.Асадченко -Москва: Маршрут, 2006. - 392 с.1. Automatic brakes of rolling stock / V.R. Asadchenko-Moscow: Route, 2006. - 392 p.

2. Автоматические тормоза подвижного состава / В.И.Крылов, В.В.Крылов - Москва: Транспорт, 1983. - 360 с.2. Automatic brakes of rolling stock / V.I. Krylov, V.V. Krylov - Moscow: Transport, 1983. - 360 p.

3. ГОСТ 1205-73 Колодки чугунные, тормозные для вагонов и тендеров, железных дорог широкой колеи «Конструкция и основные размеры»3. GOST 1205-73 Cast-iron, brake shoes for wagons and tenders, broad gauge railways “Design and main dimensions”

4. Тормоза железнодорожного подвижного состав: Вопросы и ответы / В.Г.Иноземцев М.: Транспорт, 1987. - 207 с.4. Brakes of railway rolling stock: Questions and Answers / VG Inozemtsev M .: Transport, 1987. - 207 p.

5. Механическая часть электрического подвижного состава / Д.К.Минов - Москва, 1959 - 384. с.5. The mechanical part of the electric rolling stock / DK Minov - Moscow, 1959 - 384. p.

6. Теоретические основы проектирования и эксплуатации автотормозов. / В.М.Казаринов, В.Г.Иноземцев, В.Ф.Ясенцев - Москва: Транспорт, 1968, 400 с.6. The theoretical basis for the design and operation of auto brakes. / V.M.Kazarinov, V.G. Inozemtsev, V.F.Yasentsev - Moscow: Transport, 1968, 400 p.

Claims (3)

1. Износоустойчивая тормозная колодка с повышенным коэффициентом трения для скоростного движения локомотива представляет собой конструкцию, состоящую из сплошной рабочей поверхности и сплошного гребневого фигурного паза, отличающаяся тем, что на рабочей поверхности колодки произведены N прорезей на расстоянии L друг от друга глубиной H_пр под углом α, позволяющих снизить трудоемкость определения остаточного ресурса колодки и обеспечить своевременную ее замену, предназначенных для уменьшения интенсивности износа тормозных колодок за счет удаления продуктов износа из зоны трения и улучшающих температурный режим работы (теплоотвод) колодки и колеса.1. Wear-resistant brake shoe with a high coefficient of friction for high-speed movement of the locomotive is a structure consisting of a continuous working surface and a solid ridge shaped groove, characterized in that N slots are made on the working surface of the shoe at a distance L from each other with a depth of H _cr at an angle α, allowing to reduce the complexity of determining the residual life of the pads and to ensure timely replacement, designed to reduce the wear rate of brake pads for Thu removal of wear of the friction zone and improving temperature operation (heat sink) and the wheel block. 2. Износоустойчивая тормозная колодка с повышенным коэффициентом трения для скоростного движения локомотива по п.1, отличающаяся тем, что сплошной фигурный паз заменен тремя зацепами, которые позволяют снизить силовое воздействие на рабочую поверхность гребня колеса и образования термических трещин.2. Wear-resistant brake shoe with a high coefficient of friction for high-speed movement of a locomotive according to claim 1, characterized in that the continuous figured groove is replaced by three hooks, which reduce the force effect on the working surface of the wheel flange and the formation of thermal cracks. 3. Износоустойчивая тормозная колодка с повышенным коэффициентом трения для скоростного движения вагона представляет собой конструкцию, состоящую из сплошной рабочей поверхности, отличающаяся тем, что на рабочей поверхности колодки произведены N прорезей на расстоянии L друг от друга глубиной H_пр под углом α, позволяющих снизить трудоемкость определения остаточного ресурса колодки и обеспечить своевременную ее замену, предназначенных для уменьшения интенсивности износа тормозных колодок за счет удаления продуктов износа из зоны трения и улучшающих температурный режим работы (теплоотвод) колодки и колеса.

3. A wear-resistant brake shoe with a high coefficient of friction for high-speed movement of a car is a structure consisting of a continuous working surface, characterized in that N cuts are made on the working surface of the shoe at a distance L from each other with a depth of H _cr at an angle α, which reduces the complexity determine the residual life of the pads and ensure its timely replacement, designed to reduce the wear rate of brake pads by removing wear products from the tren zone ia and improving the temperature regime of work (heat sink) pads and wheels.