ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств, образующих пару трения с поверхностью катания железнодорожных колес.
Аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая металлический каркас с выступом в центральной его части, композиционный фрикционный элемент, твердую вставку и открытые пазы, расположенные по обе стороны от вставки между вставкой и фрикционным элементом (см. патент РФ №56520, МПК F16D 65/04, 2006 г.). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, твердая вставка, открытые пазы» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является незначительный размер пазов вблизи рабочей поверхности колодки, которая является наиболее разогретой частью колодки при трибосопряжении, что не позволяет эффективно защитить полимерный композит фрикционного элемента от дополнительного нагрева со стороны вставки.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, включающая металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, твердую (чугунную) вставку и зазоры для воздушного охлаждения чугунной вставки, при этом минимальная величина каждого зазора составляет 3 мм, а максимальная величина каждого зазора соответствует толщине чугунной вставки (см. патент РФ №183527, МПК В61Н 7/02, 2018 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, твердая вставка, зазоры для воздушного охлаждения вставки» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога является размещение зазоров в нерабочей части композиционного фрикционного элемента, что существенно ослабляет монолитность колодки в ее нерабочей (не изнашиваемой при эксплуатации) части, следствием чего является повышенная деформируемость колодки, которая может привести к ее разрушению. Кроме того, значительный размер (ширина) зазоров в рабочей части колодки, которая изнашивается в конце эксплуатационного периода (когда толщина колодки близка к минимально допустимой), ухудшает как прочностные характеристики колодки (сниженная площадь рабочей поверхности композиционного фрикционного элемента, что обуславливает повышенные удельные механические и тепловые нагрузки на полимерный фрикционный композит), так и повышает нежелательную деформируемость колодки, могущую привести к ее разрушению.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение нежелательной деформируемости колодки и снижение удельных нагрузок на полимерный фрикционный композит в конечный период эксплуатации, путем оптимизации конфигурации зазоров и их глубины.
Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, включающей металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, твердую (чугунную) вставку и зазоры, между вставкой и композиционным фрикционным элементом зазоры выполнены в рабочей части композиционного фрикционного элемента, при этом зазоры выполнены с уменьшающейся по глубине зазоров шириной, при этом ширина зазоров уменьшается по мере удаления от рабочей поверхности колодки.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «зазоры выполнены в рабочей части композиционного фрикционного элемента, при этом зазоры выполнены с шириной, уменьшающейся по глубине зазоров, при этом ширина зазоров уменьшается по мере удаления от рабочей поверхности колодки» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
На фигуре представлена тормозная колодка, вид с передней боковой поверхности.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства включает металлический каркас 1, полимерный композиционный фрикционный элемент 2 и твердую вставку 3, например из чугуна. Вставка в пределах рабочей части композиционного фрикционного элемента, т.е. той части, которая истирается за время штатной эксплуатации колодки до ее замены, отделена от композиционного фрикционного элемента зазорами 4. В нерабочей части композиционного фрикционного элемента зазоры отсутствуют, т.е. глубина зазоров Н соответствует толщине рабочей части тормозной колодки. Ширина зазоров L максимальная на рабочей поверхности 5 колодки, и минимальная на максимальной глубине зазоров.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например формованием. При этом зазоры могут быть как отформованы при формовании, так и выполнены иным способом, например пропиливанием.
Конкретным примером заявляемой полезной модели является колодка, у которой зазоры на рабочей поверхности имеют ширину от 4 мм до 8 мм, а на максимальной глубине - ширину от 2 мм до 3 мм.
Заявляемое выполнение зазоров повышает монолитность колодки в зоне ее фиксации в тормозном башмаке, что существенно снижает деформируемость колодки в этой зоне. При этом за счет снижения удельных нагрузок на рабочую поверхность по мере износа композиционного фрикционного элемента улучшаются прочностные характеристики все более тонкой колодки.