ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТЯГОВОГО И ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
BRAKE PAD OF RAILWAY TRACTION AND ROLLING STOCK

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозным колодкам железнодорожного подвижного состава.
Из уровня техники известна колодка железнодорожного транспортного средства (А.С. СССР №518403), состоящая из фрикционного материала и металлического каркаса, представляющий собой тыльник, выполненный в виде впрессованных во фрикционный материал по периметру колодки двух замкнутых рамок, внутренние части которых взаимно перекрыты и отогнуты наружу тыльной части колодки, образуя ушко для пропуска чеки. Тыльник снабжен металлической сеткой или перфорированной жестью, впрессованными во фрикционный материал.
Недостаток известной колодки в том, что при ее эксплуатации могут возникать отдельные дефекты, в том числе термические трещины на поверхности качения колес, износ поверхности качения колес, снижение тормозной эффективности колодок при попадании воды, снега в зону трения, а также при наличии угольной пыли и листьев на поверхности рельса.
Известна тормозная колодка (А.С. СССР №159186) с твердыми вставками на фрикционной части, отличающаяся тем, что с целью увеличения эффективности взаимодействия колодки с ободом колеса, пара твердых в приставок, симметрично расположенных относительно горизонтальной оси колодки, перекрывает ее фрикционную часть по всей ширине. Вставка удерживается за счет сил трения, возникающие между ними и фрикционным материалом колодки. Такая конструкция колодки не обеспечивает требуемой надежности при эксплуатации, так как при длительных и экстренных торможениях, особенно в жаркую погоду, происходит интенсивная передача тепла из зоны трения на поверхность твердых вставок, тем более, что вставки имеют более высокую теплопроводность, вследствие чего температура композиционного материала на поверхностях, контактирующих с твердыми вставками, резко возрастает и происходит выгорание и расплавление органических материалов, входящих в состав колодки, включая связующее, в связи с чем крепление вставок ослабевает и они перестают выполнять свое назначение.
Известна тормозная колодка (патент RU №2309072), содержащий металлический каркас с П-образным выступом в центральной его части, композиционный фрикционный элемент и одну твердую вставку, расположенную в центральной части колодки и приваренную к металлическому каркасу. Отношение площади рабочей поверхности колодки к общей площади ее составляет от 4 до 20%.
Недостаток известной колодки в том, что для изготовления твердой вставки используются серный или фосфористый чугун, из которых изготавливаются тормозные чугунные колодки, которые обеспечивают недостаточное очищающее действие на колесо и не обеспечивают необходимого полирующего воздействия на колесо по термических трещин и ползунов.
Наиболее близким аналогом является тормозная колодка железнодорожного транспортного средства по патенту WO 2007/108785, содержащая каркас, выполненный в виде совмещенных между собой тыльника и армирующей пластины с выштампованными выступами с просечками и отгибом, при этом ширина армирующей пластины выбрана в пределах 0,3-0,8 ширины, а длина в пределах 0,5-0,9 длины колодки, а тыльник в центральной части выступа содержит вставку П-образной вогнутой формы, образуя при этом замкнутое пространство.
Недостатком известного аналога тормозной колодки является жесткость металлического каркаса и его недостаточная гибкость, что снижает вибрационную прочность колодки и ухудшает ее прирабатываемость к поверхности колеса. Кроме того, при тяжелых условиях эксплуатации возможна вероятность отрыва частей фрикционного элемента по краям колодки. Также недостатком известного аналога тормозной колодки является низкая теплопроводность полимерного фрикционного элемента, приводящая к перегреву поверхности катания колеса, что приводит к появлению трещин, задиров и наволакиваний от продуктов износа колеса и колодки.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая тормозная колодка, является улучшение эксплуатационных характеристик колодки за счет увеличения теплопроводности посредством применения фрикционного элемента из металлокерамического материала и повышения гибкости колодки.
Сущность полезной модели.
На фиг. 1 изображен поперечный разрез колодки;
На фиг. 2 - вид сверху;
На фиг. 3 - поперечный разрез.
Тормозная колодка состоит из фрикционного элемента 1, металлического каркаса 2, тыльника 3 с отверстиями 4, выступа 5 с отверстиями 6.
Металлокерамический фрикционный элемент 1 состоит из двух частей и содержит медь, железо, стальную шерсть и графит.
Металлический каркас, изготовленный из стали марки «Ст.3» толщиной 4 и более мм. включает спинку - являющуюся собственно каркасом, края которой срезаны и закруглены во внутреннюю часть колодки (зона В фиг. 1 и 2), тыльник 3 с отверстиями в нем для пропуска чеки 4, выштампованные выступы 5 для вертикальной фиксации колодки в башмаке тормозном и натяжки чеки 4 тормозной с двумя и более отверстиями 6 для более надежного скрепления металлокерамического фрикционного элемента с каркасом колодки. При этом ширина спинки выбрана в 0,9-0,98 ширины, а длина в пределах 0,9-0,98 длины колодки. Предлагаемая конструкция колодки уменьшает размеры фрикционного элемент из металлокерамического материала колодки и снижает возможность разрушения тыльной части колодки (зона А фиг. 1) в наиболее изгибаемых ее частях (зона Б фиг. 1) в момент прижатия колодки к колесу при торможениях. В результате улучшаются эксплуатационные характеристики тормозной колодки и упрощается технология ее изготовления.
Заявляемая колодка прошла испытание на Уральском заводе автотекстильных изделий путем формования в пресс-форме под давлением с последующей термической обработкой ниже температуры плавления связующего металла (меди).