ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств и различного рельсового транспорта.
Аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку, выполненную из материала с меньшей износостойкостью и большим коэффициент трения, чем материал (композит) композиционного фрикционного элемента со стороны рабочей поверхности колодки (см. патент РФ №88753, МПК F16D 65/04, 2009 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, вставка» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является меньшая износостойкость и больший коэффициент трения материала вставки (по сравнению с материалом композиционного фрикционного элемента), что вызывает преждевременный износ вставки (по сравнению с композиционным фрикционным элементом), в результате чего нарушается трибосопряжение между вставкой и поверхностью катания колеса (указанный в аналоге «опережающий» износ вставки), следствием чего является снижение возможности для очищения вставкой поверхности колеса от загрязнений, указанных в аналоге (включая лед и снег). Также из-за большего коэффициента трения увеличивается нагрев вставки при трибосопряжении, что способствует выгоранию контактирующих со вставкой поверхностей композиционного фрикционного элемента, в результате снижается термостойкость колодки. Таким образом, следствием меньшей износостойкости и большего коэффициента трения является снижение надежности и безопасности транспортного средства.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку, выполненную из материала с меньшей износостойкостью и меньшим коэффициентом трения, чем материал композиционного фрикционного элемента со стороны рабочей поверхности колодки (см. патент РФ №83817, МПК F16D 65/04, 2009 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, вставка, выполненная из материала с меньшим коэффициентом трения» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога также является «опережающий» износ вставки, нарушающий трибосопряжение между вставкой и поверхностью катания колеса, что снижает способность вставки к очищению поверхности колеса, следствием чего также является снижение надежности и безопасности транспортного средства.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности и безопасности путем исключения «опережающего» износа вставки с одновременным усилением очищающей способности за счет обеспечения оптимального соотношения износостойкости материала вставки и материала композиционного фрикционного элемента.
Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, содержащей металлический каркас, композиционный фрикционный элемент и вставку, выполненную из материала с меньшим коэффициентом трения, чем композиционный фрикционный элемент со стороны рабочей поверхности колодки, вставка выполнена из материала, износостойкость которого при трении по стали превышает износостойкость при трении по стали материала композиционного фрикционного элемента.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «вставка выполнена из материала, износостойкость которого при трении по стали превышает износостойкость материала композиционного фрикционного элемента при трении по стали» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит металлический каркас, например, в виде соответствующим образом изогнутой металлической полосы, к которой зафиксирована (например, сваркой) металлическая вставка и приформован композиционный фрикционный элемент. Материал вставки имеет меньший коэффициент трения по стали, чем коэффициент трения полимерного композиционного материала по стали. Износостойкость материала вставки по стали больше износостойкости материала композиционного фрикционного элемента по стали (то есть в равных условиях линейный износ материала вставки меньше линейного износа материала композиционного фрикционного элемента).
Конкретным примером заявляемой тормозной колодки железнодорожного транспортного средства является колодка со штампованным металлическим каркасом, в центральной части которого сваркой зафиксирована вставка из износостойкого чугуна. Композиционный фрикционный элемент выполнен из композита с полимерной матрицей, в которой размещены дисперсные и волокнистые наполнители. Коэффициент трения материала вставки в паре со сталью марки 1 или 2 составляет 0,15-0,20. Линейный износ материала вставки в паре со сталью марки 1 или 2 не более 0,05 мм. Коэффициент трения материала полимерного композиционного фрикционного элемента в паре со сталью марки 1 или 2 составляет 0,38-0,55. Линейный износ материала композиционного фрикционного элемента в паре со сталью марки 1 или 2 составляет не менее 0,06 мм.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например, приформовыванием в пресс-форме формовочной смеси к предварительно изготовленному каркасу со вставкой.
«Опережающий» износ материала композиционного фрикционного элемента по сравнению с материалом вставки усиливает давление на поверхность катания колеса именно в зоне вставки, что способствует усилению очищающей способности, вследствие чего повышается надежность и безопасность транспортного средства.