UA123933C2 - Brake shoe for a rail vehicle - Google Patents

Abstract

The invention relates to rail transport, specifically to brake shoes for freight rail vehicles, said brake shoes forming a friction pair with a tread of a rail wheel. The aim of the present invention consists in providing the desired lifespan of a brake shoe not only when used on a wheel not exhibiting tread wear, but also when used on wheels exhibiting tread wear close to a maximum permissible value. The aforementioned technical result is achieved by manufacturing a railway brake shoe comprising a metal frame and a composite polymeric friction element that is provided with a transverse recess at its center on the same side as the working surface of the shoe, said recess having rounded edges. The diameters of the rounded areas of the edges of the recess in the tread plane of the wheel are selected from the relationship D=0.45-1.8П, where D is the diameters of the rounded areas and П is the permissible tread wear of the wheel.

Description

Область технікиField of technology

Винахід стосується залізничного транспорту, а саме, до гальмівних колодок вантажних залізничних транспортних засобів, що утворюють фрикційну пару з поверхнею кочення залізничного колеса (вагонів вантажних поїздів).The invention relates to railway transport, namely, to the brake pads of freight railway vehicles, which form a friction pair with the rolling surface of a railway wheel (wagons of freight trains).

Попередній рівень технікиPrior art

Аналогом винаходу є колодка залізничного транспортного засобу, що включає полімерний композиційний фрикційний елемент з виконаним в його центрі з боку робочої поверхні колодки поперечним заглибленням, ширина якого зменшується по глибині заглиблення, та металевий каркас (див. патент КО 67947, МПК Вб61Н?7/02, 2017 р.). Суттєві ознаки аналога "полімерний композиційний фрикційний елемент з заглибленням, виконаним в його центрі з боку робочої поверхні колодки, металевий каркас" збігаються з суттєвими ознаками винаходу.An analogue of the invention is a railway vehicle block, which includes a polymer composite friction element with a transverse recess made in its center on the side of the working surface of the block, the width of which decreases with the depth of the recess, and a metal frame (see patent KO 67947, IPC Vb61N?7/02 , 2017). The essential features of the analogue "polymeric composite friction element with a recess made in its center from the side of the working surface of the pad, metal frame" coincide with the essential features of the invention.

Недоліком аналога є можливість несиметричного ("косого") радіального зносу колодки в разі її встановлення на колесо, що має вироблення по колу його катання (прокат), особливо в разі зносу колеса по прокату, близькому до максимально допустимого, в результаті чого колодка потребує передчасної заміни.The disadvantage of the analogue is the possibility of asymmetric ("oblique") radial wear of the pad in the case of its installation on a wheel that has production along the circle of its rolling (rolling), especially in the case of wear of the wheel on rolling, close to the maximum permissible, as a result of which the pad needs premature replacement

Найбільш близьким аналогом до винаходу, що заявляється, є гальмівна колодка залізничного транспортного засобу, що включає полімерний композиційний фрикційний елемент, в центрі якого з боку робочої поверхні колодки виконано поперечне заглиблення з округленими краями, по периметру якого додатково введено полімерний фрикційний елемент, та металевий каркас (див. патент КО 2329909, МПК Вб1 Н 7/02, 2008 р.). Суттєві ознаки найбільш близького аналога "полімерний композиційний фрикційний елемент, в центрі якого з боку робочої поверхні колодки виконано поперечне заглиблення з округленими краями, металевий каркас" збігаються з суттєвими ознаками винаходу.The closest analogue to the claimed invention is a brake pad of a railway vehicle, which includes a polymer composite friction element, in the center of which, on the side of the working surface of the pad, a transverse recess with rounded edges is made, along the perimeter of which a polymer friction element is additionally introduced, and a metal frame (see patent KO 2329909, IPC Vb1 H 7/02, 2008). The essential features of the closest analogue "a polymer composite friction element, in the center of which, on the side of the working surface of the pad, a transverse recess with rounded edges, a metal frame" is made coincide with the essential features of the invention.

Недоліком найбільш близького аналога є можливість несиметричного зносу колодки в разі її установки на колесо, що має вироблення по колу його катання (прокат), особливо в разі величини прокату, близького до максимально допустимого, через несиметричне притиснення колодки до поверхні кочення колеса в початкові гальмування після установки колодки. В результаті одна зі сторін колодки зношується більше, ніж інша, і необхідна передчасна заміна колодки (знижується її ресурс).The disadvantage of the closest analogue is the possibility of asymmetric wear of the pad in the case of its installation on a wheel that has production along the circumference of its rolling (rolling), especially in the case of a value of rolling close to the maximum permissible, due to asymmetric pressing of the pad against the rolling surface of the wheel during initial braking after pad settings. As a result, one side of the pad wears out more than the other, and premature replacement of the pad is necessary (its service life is reduced).

Технічна задачаTechnical task

Задачею, на вирішення якої спрямований винахід, що заявляється, є забезпечення необхідного ресурсу колодки не тільки при установці на колеса без прокату, але й на колеса, прокат яких близький до максимально допустимого значення, за допомогою виготовлення колодки з заглибленням, що дозволяє симетричну "самовстановлення" колодки на поверхні кочення колеса при перших гальмуваннях після установки колодки на колесо з прокатом, близьким до максимально допустимого.The problem to be solved by the claimed invention is to ensure the necessary resource of the pad not only when installing on wheels without rolling, but also on wheels whose rolling is close to the maximum permissible value, by means of manufacturing a pad with a recess, which allows symmetrical "self-installation "pads on the rolling surface of the wheel during the first braking after installing the pads on a wheel with a roll close to the maximum allowable.

Для досягнення зазначеного технічного результату в гальмівній колодці залізничного транспортного засобу, що включає металевий каркас та полімерний композиційний фрикційний елемент, в центрі якого з боку робочої поверхні колодки виконане поперечне заглиблення з округленими краями, діаметри округлень країв заглиблення в площині кола кочення колеса обрані зі співвідношення: 0-0,45-1,8П; де Ю - діаметри округлень, П - допустимий знос по прокату колеса.In order to achieve the specified technical result in the brake pad of a railway vehicle, which includes a metal frame and a polymer composite friction element, in the center of which, on the side of the working surface of the pad, a transverse recess with rounded edges is made, the diameters of the rounded edges of the recess in the plane of the rolling circle of the wheel are selected from the ratio: 0-0.45-1.8P; where Y are the diameters of the roundings, P is the permissible wear on rolling of the wheel.

Суттєві ознаки винаходу "діаметри округлень країв заглиблення в площині кола кочення колеса обрані зі співвідношення: Ю-0,45-1,8П; де О - діаметри округлень, П - допустимий знос по прокату колеса" є відмінними від ознак найбільш близького аналога.The essential features of the invention "the diameters of the rounding edges of the indentation in the plane of the rolling circle of the wheel are selected from the ratio: Ю-0.45-1.8П; where О - the diameters of the roundings, П - the permissible wear during rolling of the wheel" are different from the features of the closest analogue.

Колодка залізничного транспортного засобу включає полімерний композиційний фрикційний елемент, виконаний з композиту з полімерною матрицею, наприклад з матрицею з вулканізату каучуку. Композит містить дисперсні та волокнисті наповнювачі. З боку робочої поверхні колодки в полімерному композиційному фрикційному елементі виконана виїмка (заглиблення), наприклад П-подібної форми, розміщена поперечно колодці. Сполучення двох бічних поверхонь виїмки з робочою поверхнею фрикційного елемента колодки виконано у вигляді округлень, діаметр яких (в перерізі площиною, де розташоване коло кочення колеса) становить від 0,45 до 1,8 допустимого зносу по прокату (проката) колеса. Тобто, діаметр Ю кожного округлення обраний зі співвідношення: 0-0,45-1,8П; де П - максимально допустимий прокат колеса. Для коліс вантажних вагонів допускається знос по прокату до 9 мм. Величина зносу коліс визначається розміром вироблення по колу кочення (цей знос і називають "прокатом"), а також зменшенням товщини гребня колеса.The block of the railway vehicle includes a polymer composite friction element made of a composite with a polymer matrix, for example, with a matrix of vulcanized rubber. The composite contains dispersed and fibrous fillers. On the side of the working surface of the pad, a recess (indentation), for example U-shaped, is made in the polymer composite friction element, placed transversely to the pad. The connection of the two side surfaces of the recess with the working surface of the friction element of the pad is made in the form of roundings, the diameter of which (in the cross-section of the plane where the rolling circle of the wheel is located) is from 0.45 to 1.8 of the permissible wear on the rolled (rolled) wheel. That is, the diameter Y of each rounding is chosen from the ratio: 0-0.45-1.8P; where P is the maximum permissible rolling of the wheel. For the wheels of freight cars, wear on the rolling stock up to 9 mm is allowed. The amount of wheel wear is determined by the size of the rolling circle (this wear is called "rolling"), as well as by the reduction in the thickness of the wheel ridge.

Опис здійснення винаходу, що заявляєтьсяDescription of the implementation of the claimed invention

Конкретним прикладом винаходу є колодка гальмівна композиційна з сітчасто-дротяним каркасом для вантажних залізничних вагонів, виконана з композиту, діаметри округлень сполучення поверхонь виїмки та робочої поверхні колодки складають - 10 мм.A concrete example of the invention is a composite brake pad with a mesh-wire frame for freight railway cars, made of composite, the diameters of the roundings connecting the recess surfaces and the working surface of the pad are 10 mm.

Виготовлятися колодка, що заявляється, може відомими способами, наприклад формуванням в прес-формі.The claimed block can be produced by known methods, for example, by forming in a press mold.

При притисканні в процесі експлуатації робочої поверхні колодки до поверхні кочення колеса в разі, якщо колесо має прокат (радіус колеса менше радіуса робочої поверхні колодки в площині, відповідної колу кочення колеса), робоча поверхня колодки притискається до поверхні кочення колеса спочатку округленими краями поперечного заглиблення (виїмки), що орієнтує колодку в симетричну відносно колеса позицію. Через вкрай незначне значення в цей момент коефіцієнта взаємного перекриття пари тертя колодка-колесо відбувається дуже швидкий знос полімерного композиційного фрикційного елемента колодки в цій зоні, і колодка розміщується до колеса симетрично, без перекосу.When the working surface of the pad is pressed against the rolling surface of the wheel during operation, if the wheel is rolled (the radius of the wheel is less than the radius of the working surface of the pad in the plane corresponding to the rolling circle of the wheel), the working surface of the pad is pressed against the rolling surface of the wheel by the first rounded edges of the transverse recess ( notches), which orients the block in a symmetrical position relative to the wheel. Due to the extremely small value at this moment of the coefficient of mutual overlap of the pad-wheel friction pair, very fast wear of the polymer composite friction element of the pad occurs in this zone, and the pad is placed symmetrically to the wheel, without skewing.

Claims (1)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Гальмівна колодка залізничного транспортного засобу, що включає металевий каркас та полімерний композиційний фрикційний елемент, в центрі якого з боку робочої поверхні колодки виконане поперечне заглиблення з округленими краями, яка відрізняється тим, що діаметри округлень країв заглиблення в площині кола кочення колеса вибрані зі співвідношення: 0-0,45-1,8П; де 0 - діаметри округлень, П - допустимий знос по прокату колеса.FORMULA OF THE INVENTION A brake pad of a railway vehicle, which includes a metal frame and a polymer composite friction element, in the center of which, on the side of the working surface of the pad, a transverse recess with rounded edges is made, which is characterized by the fact that the diameters of the rounded edges of the recess in the plane of the rolling circle of the wheel are selected from the ratio : 0-0.45-1.8P; where 0 - the diameters of the roundings, P - the permissible wear on rolling of the wheel.