ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к тормозам транспортных средств, в частности, к тормозным колодкам железнодорожного транспорта.
Известна тормозная колодка железнодорожного подвижного состава, включающая металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, выполненный из двух продольных слоев, имеющих различную теплопроводность, при этом слой, в котором размещен каркас колодки, имеет меньшую теплопроводность, массы полимерных композитов, из которых выполнены слои, выбраны из соотношения
,
1
2
где М - масса композита более теплопроводного слоя; М - масса композита менее теплопроводного слоя [патент РФ №2236969 МПК: B61H 7/02, F16D 69/02 опуб. 27.09.2004, БИ №27, авторы Исакова В.А. и др. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава].
Недостатком данного устройства является низкий отвод тепла из зоны трения «колесо-колодка» в металлический каркас.
Известна тормозная колодка, содержащая металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, в последнем выполнены поперечные цилиндрические отверстия, в которых жестко установлены вставки цилиндрической формы из пиролитического графита, с анизотропией теплопроводности в продольном и поперечном направлении, и размещены на полимерном композиционном фрикционном элементе рядами вдоль тела колодки в шахматном порядке, а между полимерным композиционным фрикционным элементом и металлическим каркасом размещен слой клея с высокой тепловодностью, кроме того, вставки размещены в рядах с шагом от 9÷14 мм, выполнены диаметром 2÷4 мм, а площадь торцов цилиндрических вставок составляет 1,5÷2% от общей площади поверхности трения тормозной колодки [патент РФ №92124, МПК: F16D 69/02, F16D 69/04, опубл. 10.03.2010 г., авторы Балалаев А.Н., Корбан В.В., Танов А.А. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства].
Недостатком технического решения является малый отвод тепла из зоны трения «колесо-колодка».
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение эксплуатационных свойств тормозных колодок, за счет повышения теплоотвода из зоны трения.
Технический результат достигается тем, что в тормозной колодке железнодорожного транспортного средства, содержащей металлический каркас с проушиной, полимерный композиционный фрикционный элемент, поперечные цилиндрические отверстия, в которых жестко установлены вставки цилиндрической формы с анизотропией теплопроводности в продольном и поперечном направлении и размещены рядами вдоль тела колодки в шахматном порядке, а между полимерным композиционным фрикционным элементом и металлическим каркасом размещен слой клея с высокой тепловодностью, согласно полезной модели, отверстия выполнены сквозными и расположены в два ряда вдоль тела колодки, вставки цилиндрической формы выполнены из алюминия, жестко установлены в отверстия в шахматном порядке и выступают с внешней стороны колодки на высоту не более высоты проушины колодки.
Существенные признаки заявленной полезной модели состоят в том, что в колодку установлены цилиндрические вставки из алюминия, которые проходят сквозь все тело колодки, при этом торцы цилиндрических вставок выполнены в одной плоскости с рабочей поверхностью полимерного композиционного фрикционного элемента и по ним отводится в металлический каркас образовавшаяся из-за трения с колесом теплота, а противоположные концы вставок выступают за металлический каркас колодки и по ним отводится образовавшаяся из-за трения с колесом теплота в окружающую среду. Кроме того, поперечные отверстия, не заполненные вставками, обеспечивают естественную вентиляцию, что способствует дополнительному охлаждению зоны трения.
Предлагаемая конструкция позволит более эффективно производить отвод тепла, образовавшегося из-за трения с колесом.
На фиг. представлена тормозная колодка железнодорожного транспортного средства.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства содержит композиционный фрикционный элемент 1, поперечные цилиндрические отверстия 2, клеевой слой 3, металлический каркас 4, проушину колодки 5, алюминиевые вставки 6.
Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.
Через все тело колодки выполнены сквозные поперечные отверстия цилиндрической формы 2 и расположены в два ряда вдоль тела колодки. Половина отверстий в шахматном порядке заполнена цилиндрическими алюминиевыми вставками 6. При прижатии трущейся поверхности композиционного фрикционного элемента 1 к колесу кинетическая энергия вращения колеса переходит в тепловую энергию. Поверхность обода катания соприкасается в процессе трения с алюминиевыми вставками 6. Теплопроводность у композиционного фрикционного элемента 1 невысокая по сравнению с алюминиевыми вставками 6, поэтому теплопередача с поверхности трения «колесо-колодка» осуществляется при помощи цилиндрических алюминиевых вставок 6. Так как цилиндрические алюминиевые вставки 6 обладают анизотропией в отношении теплопроводности, то значительное количество теплоты будет отводиться в поперечном направлении вставок через их противоположные колесу концы. Незначительная часть теплоты рассеется во внутренней поверхности фрикционного элемента в поперечном направлении вставок через их поверхность. Часть теплоты рассеется через клеевой слой 3 высокой теплопроводности в металлический каркас 4. Основная доля теплоты будет отводиться через выступающие не выше проушины колодки 5 части цилиндрических вставок в окружающую среду. Оставшиеся не заполненными поперечные цилиндрические отверстия 2 обеспечивают свободный доступ воздуха из окружающей среды в зону контакта «колесо-тормозная колодка, т.е. естественную вентиляцию, что способствует дополнительному охлаждению зоны трения.
Выполнение тормозной колодки предлагаемой конструкции позволяет увеличить теплоотдачу в окружающую среду, за счет чего уменьшить температуру в зоне контакта вставки и композиционного фрикционного элемента, что исключает возникновение термических трещин и обгорание композиционного фрикционного элемента в процессе эксплуатации, а также в зоне контакта колесо-тормозная колодка, что позволяет уменьшить износ колесной пары и увеличить ресурс колодок и колес.