ПЛАНКА КОНТАКТНАЯ КЛИНОВОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к различным фрикционным изделиям, используемым в железнодорожном транспорте.
Составной частью клинового гасителя колебаний тележки грузового вагона является планка контактная, которая устанавливается между планкой фрикционной и фрикционным клином для защиты боковин тележки от изнашивания.
Известны различные варианты исполнения гасителя колебаний тележек грузовых вагонов, который содержит клин и фрикционную планку, имеющую рабочую и нерабочие поверхности, расположенные в одной плоскости (Инструкция по сварке и наплавке при ремонте грузовых вагонов ЦВ-201-98. М.: Транспорт, 1998, с. 114-115; патент РФ №2144874, публ. 2000 г. ).
В известных конструкциях планка изготавливается из стали 30 ХГСА и стали 45.
Недостатком планки, изготовленной из стали, является быстрый износ рабочих поверхностей.
Известен способ уменьшения износа при скольжении контактирующих поверхностей металлических деталей включающий применение смазки (Патент РФ №60610 от 25.06.2011 г)
Однако, в процессе эксплуатации слой смазки на рабочей поверхности планки контактной необходимо периодически восстанавливать, поэтому этот метод достаточно трудоемок для его постоянного применения в тележках грузовых вагонов.
6
4
10
8
3
4
Известен способ уменьшения износа с помощью антифрикционного и упрочняющего металлокерамического поверхностного сервовитного слоя, полученного из серпентина Mg[SiO](ОН) с вкрапленным магнетитом FeO (Патент РФ №146778 от 19.05.2014 г)
Однако, этот поверхностный слой можно нанести, как и в предыдущем случае в жидком связующем, поэтому потребуется его постоянное восстановление. Можно нанести и при локальном нагреве поверхности изделия до температуры 640-720°С, однако и в этом случае операции восстановления покрытия потребуется периодически повторять в процессе эксплуатации планки в тележках грузовых вагонов, что делает и этот метод достаточно трудоемким.
Известно применение на железнодорожном транспорте различных деталей, выполненных из композиционных полимерных материалов.
Известны композиционные материалы для изготовления элементов узлов трения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и неорганических наполнителей различной химической природы (Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности. И.Н. Андреева, Е.В. Веселовская, Е.И. Наливайко и др. - Л.: Химия, 1982. - 80 с).
Однако эти материалы не обладают достаточной износостойкостью и характеризуются низкими прочностными характеристиками.
Известна полимерная композиция фрикционного назначения (патент РФ №2285704, публ. 2006 г. ). Известная композиция содержит синтетические полиарамидные волокна, порошковую смесь наполнителей из баритового концентрата, технического углерода, графитов кристаллического и скрытокристаллического и окиси алюминия. В качестве полимерного связующего служит бутадиеновый каучук.
Известна полимерная композиция для фрикционных изделий различного назначения (патент РФ №2265623, публ. 2005 г. ). Композиция содержит порошкообразное связующее, представляющее собой смесь новолачного фенолформальдегидного связующего и нитрильного каучука, полученную совместной коагуляцией их латексов, при следующем соотношении компонентов, масс. %: СФП-012 АК-30 - 15-18; баритовый концентрат - 30-40, глинозем - 10-15, бронзовая стружка - 3-5, графит - 3-5, нестехиометрическое соединение титана - 2-5, полиоксадиазольное волокно оксалон или его смесь со стекловолокном в соотношении (1:2) до 100.
Известен фрикционный полимерный материал (патент РФ №2307841 публ. 2007 г. ), состав которого аналогичен предыдущим рассмотренным материалам фрикционного назначения, но в качестве полимерного связующего (матрицы) используется смесь бутадиенового или бутадиен-нитрильного каучуков (с вулканизующими добавками) с эпоксидной (в данном случае с диановой ЭД-16) смолой (с предварительно введенным в нее отвердителем- метакриловой кислотой), смешение производится на вальцах, где добавляются также порошковый (каолин, сурик) и волокнистый наполнители (асбест или базальтовую микрофибру).
Известные материалы также не обладают требуемой износостойкостью.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание контактной планки, используемой в клиновом гасителе колебаний тележки грузового вагона, из полимерного материала, обладающего повышенными физико-механическими характеристиками, обеспечивающими увеличение срока службы детали.
Указанная техническая задача достигается путем использования при изготовлении планки полимерного композиционного материала, имеющего повышенную несущую способность при сохранении высокой износостойкости и стабильного коэффициента трения.
Для достижения указанного технического результата планка контактная клинового гасителя колебаний тележки грузового вагона, изготавливается многослойной из конструкционной стеклоткани, тканой (марки Т10-14 или Т10-80 по ГОСТ 19170-2001), толщина одного слоя 0,5 мм. Предлагаемая планка представляет собой набор из 14 слоев стеклоткани (расстояние между слоями не более 0,2 мм), скрепленных между собой композитным составом из смолы эпоксидной (физико-механические характеристики компонент приведены в таблице, приложение 1) с добавкой 4 вес. % корундовых, или титано-магнетитовых сфероидизированных полидисперсных порошков (пат. РФ №2434715), частицы которых представляют собой микрошарики с размером частиц от 100 до 700 µм, так, как это показано на рисунке (приложение 2).
Сферическая форма микрошариков позволяет получать плотноупакованное состояние в композиционном материале, что повышает его твердость. Такой композиционный полимерный материал изготавливается на основе смолы эпоксидной с добавкой 4 вес. % частиц сфероидизированного полидисперсного порошка, со средними размерами частиц - микрошариков от 100-700 µм.
Указанный композиционный полимерный материал для изготовления планки контактной обладает повышенными физико-механическими характеристиками, что обеспечивает увеличение срока службы планки контактной.
Композиционный полимерный материал получают введением заданного весового количества корундового, или титано-магнетитового сфероидизированного полидисперсного порошка в готовый состав смолы эпоксидной с последующим механическим перемешиванием до получения равномерного распределения частиц порошка в объеме смеси.
Полученная полимерная композиция после отверждения имеет следующие характеристики.
Предлагаемая полимерная композиция позволяет получать пропиточный материал для изготовления многослойных пре-прегов на основе стеклоткани с высокими прочностными характеристиками, в основном за счет возможности достижения плотного упакованного состояния частиц сфероидизированного полидисперсного порошка (микрошариков) в полимерной основе.
Предлагаемая планка контактная выдерживает температуры эксплуатации от -60°С до +175°С и имеет коэффициент трения от 0,2 до 0,3.
Предложенное техническое решение позволяет снизить вес детали более, чем в 5 раз и увеличить срок эксплуатации планки контактной клинового гасителя колебаний тележки грузового вагона.