ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к тормозным колодкам тормозов железнодорожного транспортного средства.
Известна композиционная тормозная колодка транспортного средства, содержащая композиционный фрикционный элемент, в тыльник которого по периметру колодки впрессованы две замкнутые рамки, внутренние части которых взаимно перекрыты и отогнуты наружу тыльной части колодки, образуя ушко для пропуска чеки. Кроме того, тыльник снабжен металлической сеткой или перфорированной жестью, впрессованной во фрикционный материал снаружи рамок (Авторское свидетельство СССР №518403, В61Н 7/020, 1976 г.).
По сравнению с колодками, имеющими цельно-металлический каркас эти колодки с сетчато-проволочным каркасом имеют много преимуществ, в том числе: меньший расход металла, надежность и прочность конструкции, увеличенный ресурс и другие. Однако у известной колодки перфорированная жесть или сетка впрессована в тыльную поверхность колодки, что обуславливает недостаточную прочность закрепления ее в колодке и шум при ее взаимодействии с металлическим тыльником. Металлическая рамка выполнена из двух соединенных между собой рамок, что обуславливает высокую трудоемкость изготовления.
Известная композиционная тормозная колодка используется по тому же назначению, что и заявляемая тормозная колодка и имеет общие с ней существенные признаки: «композиционный фрикционный элемент», «проволочная рамка», «перфорированная жесть или металлическая сетка».
Описание и формула авторского свидетельства, а также другая патентная документация не содержит сведений о том, каким образом рамки замкнуты. В книге Б.А.Ширяев «Производство тормозных колодок из композиционных материалов для железнодорожных вагонов» (М., Химия, 1982, с.11-14, 27-28) схематично изображены и описаны конструкции тормозных композиционных колодок со стальным (цельнометаллическим) каркасом и сетчато-проволочным каркасом, описано оборудование, особенности рецептурного состава и технология их изготовления. В книге схематично приведены изображения перфорированной заготовки и проволочного каркаса и кратко описана технология их изготовления, и применяемые для этого материалы. Колодки тормозные композиционные с сетчато-проволочным каркасом по чертежам Проектно-конструкторского бюро вагонного хозяйства - филиала ОАО «Российские железные дороги» (ПКБ ЦВ ОАО РЖД) г.Москва, разрабатываются с 1976 года
несколькими заводами в России и на Украине для всех грузовых вагонов, эксплуатируемых на железных дорогах России, Украины, Казахстана, а также других стран, ранее входивших в состав Советского Союза, а поэтому их несложная конструкция общедоступна и общеизвестна.
Рабочая поверхность тормозной колодки в поперечном сечении выполнена с уклоном 1:20 к ее тыльной поверхности, соответствующим уклону поверхности катания колеса, с которым она взаимодействует при торможении.
Поэтому толщина колодки по внутренней боковой поверхности колодки, находящейся при эксплуатации вблизи гребня колеса, меньше толщины колодки по наружной боковой стороне колодки, противоположной внутренней стороне и при эксплуатации наиболее удаленной от гребня колеса.
Согласно описаниям и изображениям, приведенным в вышеуказанной книге с тыльной поверхности колодки в тело композиционного фрикционного элемента колодки впрессована перфорированная полоса.
Перфорированная полоса (заготовка) изготавливается из стальной ленты шириной 75 мм и толщиной 0,25 мм путем перфорации, пресечения отверстий под чеку, разрезания на полосы и их изгиба.
Под перфорированной изогнутой стальной полосой расположен запрессованный в тело фрикционного элемента проволочный каркас, состоящий из двух рамок - наружной и внутренней, которые различаются по ширине. Внутренняя рамка вставлена в наружную и соединена с ней с образованием ушка для пропуска чеки. Проволочный каркас (арматура) изготавливается из стальной проволоки диаметром 4 мм путем резки, гибки, сборки и сварки.
У изготавливаемых в настоящее время колодок каждая рамка согнута из одного отрезка проволоки, концы которой наложены друг на друга в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности и соединены сварным нахлесточным соединением электроконтактной сваркой. Таким образом, проволочный каркас в месте сварных соединений имеет увеличенную толщину. У известных колодок сварные соединения проволочного каркаса имеются на обеих половинах колодок, соответственно минимальной и максимальной толщины, в связи с чем при эксплуатации колодок имеют место кольцевые проточки колеса и неиспользованные возможности по увеличению ресурса колодок.
Известные колодки имеют те же недостатки, что указаны выше для тормозных композиционных колодок по авторскому свидетельству СССР №518403.
Известная композиционная тормозная колодка используется по тому же назначению, что и заявляемая тормозная колодка и имеет общие с ней существенные признаки: «композиционный фрикционный элемент», «проволочная рамка», «перфорированная жесть или металлическая сетка».
Известна тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по патенту РФ №2319871, содержащая металлический каркас и закрепленный на нем композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух продольных слоев, различающихся по теплопроводности, отличающаяся тем, что менее теплопроводный слой выполнен из композиционного фрикционного материала, имеющего большие адгезию и прочность, по сравнению со слоем, расположенным с рабочей поверхности колодки, а толщина менее теплопроводного слоя меньше толщины колодки, разрешенной для эксплуатации, но больше толщины от тыльной поверхности колодки до выступающих деталей металлического каркаса.
Выполнение заявляемой тормозной колодки железнодорожного транспортного средства с признаками, указанными в отличительной части формулы, позволяют повысить прочность, надежность и ресурс тормозной колодки.
Известная тормозная колодка используется по тому же назначению и имеет общие с ней существенные признаки: «металлический каркас», «композиционный элемент, выполненный из двух продольных слоев». Однако данная известная колодка имеет выше указанные недостатки присущие известным колодкам с сетчато-проволочным каркасом.
Наиболее близким аналогом заявляемой колодки является колодка железнодорожного подвижного состава (патент РФ №2067365, МПК В61Н 7/02, 1996 г.), содержащая полимерный фрикционный элемент с П-образным углублением со стороны рабочей поверхности и металлический каркас, выполненный в виде перфорированного тыльника с П-образным выступом в центральной части, совмещенного с замкнутой рамкой. Длина каждого из двух участков перфорированного тыльника, выступающих за пределы П-образного выступа, выбрана в пределах от половины до двух длин П-образного углубления фрикционного элемента.
Существенные признаки известной колодки «полимерный фрикционный элемент» и «металлический каркас» являются общими с существенными признаками заявляемого изобретения.
Известная колодка имеет недостаточную прочность, так как является однослойной, а рабочий фрикционный слой не может иметь повышенную адгезию к металлу и низкую теплопроводность, так как это противоречит требованиям, предъявляемым к фрикционным материалам.
В процессе эксплуатации колодки, особенно вследствие многократных нагреваний, охлаждений и ударов при включении тормоза, происходит растрескивание и разрушение тыльной поверхности колодки с отслоением перфорированной жести от тела колодки и имеет место повышенный шум, так как тыльная поверхность колодки (перфорированная жесть) соприкасается с металлическим башмаком. Металлическая рамка выполнена из двух соединенных между собою рамок, что обуславливает высокую трудоемкость изготовления.
Техническим результатом при использовании заявляемой полезной модели, является уменьшение трудоемкости изготовления колодки за счет применения более простой конструкции каркаса и увеличение ресурса колодки:
- за счет снижения возможности разрушения перемычки над отверстием под чеку и вырыва перфорированной жести в условиях вибрационных и ударных нагрузок, особенно в случае изготовления двухслойной колодки;
- за счет максимального использования рабочего тела композиционного элемента, путем снижения толщины армирующего каркаса.
Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, содержащей одно- или двухслойный композиционный элемент, армирующий каркас и центральную бобышку с отверстием под чеку, армирующий каркас запрессован внутри тела тыльной нерабочей части колодки. Каркас тормозной колодки состоит из проволочной рамки, армирующей колодку по краям ее длины и ширины, и изогнутой стальной перфорированной полосы или сетки, средняя часть которой армирует центральную бобышку, включая перемычку над отверстием под чеку, а концы полосы армируют часть тела колодки, по обе стороны от центральной бобышки по длине колодки. Проволочная рамка выполнена в виде прямоугольника из одного отрезка проволоки, концы которого соединены, например сварным соединением. Соединение концов проволоки рамки находится в утолщенной половине колодки, что дает увеличение ее ресурса, и, с целью дальнейшего снижения толщины армирующего каркаса, может быть выполнено в виде горизонтального соединения. С этой же целью концы стальной перфорированной пластины расположены внутри рамки и запрессованы в колодке на толщине запрессовки в колодку проволочной рамки.
На фиг.1 представлен продольный разрез предлагаемой тормозной колодки.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит одно- или двухслойный композиционный элемент 1, запрессованный внутри тела тыльной нерабочей части колодки армирующий каркас, состоящий из изогнутой стальной перфорированной полосы 2 и проволочной рамки 3. Стальная перфорированная полоса 2 в
своей центральной части имеет П-образный контур, заходящий в перемычку 5 центральной бобышки 4 и имеющий отверстие 6 под чеку. Как показано на виде Б-Б горизонтальное соединение 7 проволоки рамки 3 выполнено в утолщенной половине колодки, а концы стальной перфорированной полосы 5 запрессованы в колодке на толщине запрессовки проволочной рамки 6. Тормозная колодка снабжена пазом 8 в композиционном элементе 1 со стороны его рабочей поверхности.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными методами, например формованием.
Изготовление тормозной колодки железнодорожного транспортного средства, содержащей одно- или двухслойный композиционный элемент, армирующий каркас и центральную бобышку с отверстием под чеку, с армирующим каркасом, запрессованным внутри тела тыльной нерабочей части колодки и состоящим из проволочной рамки, армирующей колодку по краям ее длины и ширины, и изогнутой стальной перфорированной полосы или сетки, средняя часть которой армирует центральную бобышку, включая перемычку над отверстием под чеку, а концы полосы армируют часть тела колодки, по обе стороны от центральной бобышки по длине колодки, причем соединение концов проволоки рамки находится в утолщенной половине колодки, а концы стальной перфорированной пластины расположены внутри рамки и запрессованы в колодке на толщине запрессовки в колодку проволочной рамки, позволяет уменьшить трудоемкость изготовления колодки и увеличить ее ресурс.