ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, образующим пару трения с поверхностью катания железнодорожных колес.
Аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас с выступом в центральной части, композиционный фрикционный элемент, твердую вставку и канавки (углубления), расположенные по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом (см. патент RU 2757101, МПК В61Н 1/00, 2021 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, твердая вставка, канавки, расположенные по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является наличие канавок, отделяющих вставку от композиционного фрикционного элемента в той части колодки, которая истирается («приработочный износ») в период приработки колодки к колесу, имеющему близкий к максимально допустимому прокат. Канавки замедляют процесс приработки, так как снижают термические деструкции в слое, который должен быть изношен для обеспечения прирабатываемости (приработки), т.е. необходимого для эксплуатации значения коэффициента взаимного перекрытия пары трения колодка-колесо.
Прототипом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент и металлическую вставку, при этом в зонах сопряжения полимерного композиционного фрикционного элемента со вставкой, на рабочей и боковых поверхностях композиционного фрикционного элемента выполнены углубления (см. патент RU 180777, МПК В61Н 1/00, 2018 г.). Существенные признаки прототипа «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, металлический каркас, канавки на боковых поверхностях» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком прототипа также является наличие канавок в той части колодки, которая должна износиться в процессе приработки («приработочный износ»), поскольку канавки замедляют износ из-за снижения термической деструкции слоя, который должен быть изношен в процессе приработки, а быстрая приработка особенно важна при установке колодки на колесо с прокатом, близким к максимально допустимому.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение прирабатываемости колодки и ускорения процесса приработки колодки к колесу со значительным прокатом, путем оптимизации расположения канавок (углублений) на боковых поверхностях колодки.
Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, включающей металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, металлическую (чугунную) вставку и канавки (углубления) на боковых поверхностях колодки, канавки на боковых поверхностях колодки выполнены вне пределов размещенного на рабочей поверхности колодки слоя композиционного фрикционного элемента, толщина которого соответствует величине приработочного износа в случае максимально допустимого проката колеса.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «канавки на боковых поверхностях колодки выполнены вне пределов размещенного на рабочей поверхности колодки слоя композиционного фрикционного элемента, толщина которого соответствует величине приработочного износа в случае максимально допустимого проката колеса» являются отличительными от признаков прототипа.
На фигуре представлена колодка, вид со стороны передней боковой поверхности.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас 1, полимерный композиционный фрикционный элемент 2, металлическую твердую вставку 3, например, из чугуна, и канавки (углубления) 4 на боковых поверхностях колодки (на фигуре показаны канавки на передней боковой поверхности 5 колодки). Слой 6 композиционного фрикционного элемента вблизи первоначальной (до начала эксплуатации) рабочей поверхности 7 колодки, истирается (изнашивается) в процессе приработки колодки к поверхности катания колеса. При этом при завершении процесса приработки кривизна рабочей поверхности колодки должна соответствовать кривизне поверхности катания колеса (рабочая поверхность колодки и поверхность катания колеса должны иметь одинаковый радиус). Размер истираемого в процессе приработки слоя определяется максимальным прокатом колеса, т.е. максимально допустимым при эксплуатации уменьшением радиуса колеса (для грузовых вагонов до 9 мм). Канавки на боковых поверхностях колодки выполнены за пределами этого слоя.
Изготавливаться заявляемая модель может известными способами, например, формованием. При этом канавки могут быть как отформованы, так и выполнены другими способами (пропиливанием, фрезерованием и т.д.).
Конкретными примером заявляемой полезной модели является колодка, у которой канавки не доходят до рабочей поверхности на ≈9 мм, при этом ширина канавок ≈3 мм, а их глубина ≈3 мм.
Заявленное выполнение канавок ускоряет процесс приработки колодки, поскольку в пределах слоя, изнашиваемого при приработке, поверхность полимерного композиционного фрикционного элемента не отделена от вставки канавками. В результате тепло, выделяющееся в процессе трибосопряжения, интенсивнее воздействует на композиционный фрикционный элемент, именно в пределах слоя приработки, усиливая его термодеструкцию относительно остальных слоев. В результате этот слой быстрее изнашивается, т.е. процесс приработки ускоряется, и колодка быстрее начинает полноценно тормозить.