ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным колодкам грузовых железнодорожных транспортных средств, образующих пару трения с поверхностью катания железнодорожных колес.
Аналогом заявляемой полезной модели является тормозная вагонная колодка с композиционными вставками, включающая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент с высоким коэффициентом трения, и боковые вставки с низким коэффициентом трения (см. патент РФ №127022, МПК В61Н 1/00, 2013 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является сложность конструкции и технологии изготовления колодки, а также избыточные фрикционные характеристики при статических нагрузках на тормоз (остановка состава на уклоне, трогание на уклоне и т.д.), что обуславливает повышенный износ как колодок, так и поверхностей катания железнодорожных колес, а также нежелательные звуковые явления в конце торможения (когда происходит переход коэффициента трения скольжения в коэффициент трения покоя).
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, при этом материал композиционного фрикционного элемента имеет коэффициент трения скольжения от 0,37 до 0,47 в паре с чугуном марки СЧ15 (см. ТУ 2571-028-00149386-2000 «Колодки тормозные композиционные с сетчато-проволочным каркасом для железнодорожных грузовых вагонов». Дата введения 01.07.2000 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, коэффициент трения скольжения от 0,37 до 0,47» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога также являются избыточные фрикционные характеристики при статических нагрузках в паре со сталью (по данным наиболее близкого аналога коэффициент трения скольжения в паре со сталью до 0,55), следствием чего являются повышенный износ как колодок, так и железнодорожных колес, а также нежелательные звуковые явления.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение износа как колодок, так и железнодорожных колес, а также звуковых явлений, путем оптимизации фрикционных характеристик материала композиционного фрикционного элемента в динамическом (при скольжении) и в статическом состоянии.
Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, включающей металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, материал которого имеет коэффициент трения скольжения от 0,37 до 0,47 в паре трения с чугуном, материал композиционного фрикционного элемента выполнен с коэффициентом трения покоя от 0,27 до 0,33 в паре трения со сталью.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «материал композиционного фрикционного элемента выполнен с коэффициентом трения покоя от 0,27 до 0,33 в паре трения со сталью» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас (например, стальной сетчато-проволочный) и композиционный фрикционный элемент. Композиционный фрикционный элемент выполнен из материала (композита), включающего полимерную матрицу и различные дисперсные, в том числе волокнистые, наполнители. При различных рецептурных составах композита и различных режимах формования колодки изменяются коэффициенты трения материала колодки. Режимы и рецептуры избираются таким образом, чтобы обеспечить коэффициент трения скольжения (динамический) от 0,37 до 0,47 в паре с чугуном, и коэффициент трения покоя от 0,27 до 0,33 в паре со сталью.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами, например формованием в пресс-форме с применением формовочной смеси необходимого состава и необходимых режимов формования.
Конкретным примером заявляемой полезной модели является колодка, композиционный фрикционный элемент которой изготовлен из композита, включающего 22% масс, вулканизата каучука, 4% масс, дисперсного волокнистого наполнителя, 5% масс, дисперсного абразивного наполнителя, 69% масс, модификаторов трения и дисперсных наполнителей. Коэффициент трения скольжения определяется на машине трения И-93М (чугунное контртело), коэффициент трения покоя - на приспособлении типа ПМТП (стальное контртело). Коэффициент трения скольжения составляет 0,47; коэффициент трения покоя - 0,32.
Приведенное соотношение между коэффициентом трения скольжения и коэффициентом трения покоя материала колодки является оптимальным с точки зрения как износа пары трения, так и снижения звуковых явлений при торможении.