ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Заявляемая полезная модель относится к тормозным колодкам рельсовых транспортных средств, образующих фрикционную пару с колесом (фрикционный контакт при торможении между рабочей поверхностью колодки и поверхностью качения колеса), например, колодкам вагонов железнодорожного подвижного состава, метрополитена и т.д.
Аналогом заявляемой полезной модели является тормозная колодка, выполненная из полимерного фрикционного композита, содержащего волокнистый наполнитель или волокнистые наполнители (см. патент РФ №2229402, МПК В61Н 7/02, 2004 г.). Существенные признаки аналога "выполненная из полимерного фрикционного композита, содержащего волокнистый наполнитель или волокнистые наполнители" совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является снижение прочностных характеристик колодки в условиях ударных механических и термических нагрузок при эксплуатации в случае использования заменяющих асбест полиамидных волокон в качестве армирующего волокнистого наполнителя композита. Это обусловлено наличием заряда на волокнах, особенно полученных из пульпы, в результате чего не удается добиться достаточного равномерного распределения волокон по массе композита и избежать комкования.
8
Прототипом заявляемой полезной модели является тормозная колодка, выполненная из полимерного фрикционного композита, содержащего волокнистый наполнитель или волокнистые наполнители (см. патент РФ №2229403, МПК В61Н 7/02, 2004 г.). Существенные признаки прототипа "выполненная из полимерного композита, содержащего волокнистый наполнитель или волокнистые наполнители" совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком прототипа также является снижение прочностных характеристик колодки в условиях переменных ударных механических и термических нагрузок при эксплуатации в случае использования заменяющих асбест полиарамидных волокон в качестве армирующего волокнистого наполнителя из-за
наличия заряда на волокнах, что ухудшает равномерность распределения волокон в теле колодки.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик колодки за счет повышения равномерности армирования фрикционного полимерного композита армирующим волокнистым наполнителем из волокон ароматических полиамидов.
Для достижения указанного технического результата в тормозной колодке, выполненной из полимерного фрикционного композита, содержащего волокнистый наполнитель или волокнистые наполнители, волокнистый наполнитель или волокнистые наполнители или один из волокнистых наполнителей выполнен из полиарамидных волокон, обработанных в процессе изготовления композита для снятия или снижения заряда.
Существенные признаки заявляемой полезной модели "волокнистый наполнитель или волокнистые наполнители или один из волокнистых наполнителей выполнен из полиарамидных волокон, обработанных в процессе изготовления композита для снятия или снижения заряда" являются отличительными от признаков прототипа.
Колодка содержит композиционный полимерный фрикционный элемент и армирующий металлический каркас, размещенный в тыльной (противоположной рабочей поверхности) части колодки. Фрикционный элемент выполнен из полимерного композита, включающего полимерную матрицу из вулканизата каучука, дисперсные (порошкообразные) наполнители (минеральные, органические, металлические наполнители или их смеси) и волокнистые армирующие наполнители (или единственный наполнитель), представляющие собой различные волокна из ароматических полиамидов, полученные мокрым или сухим формованием, например, мокрым формованием из растворов в концентрированной серной кислоте. Для таких волокон характерно наличие заряда, особенно для волокон, полученных из пульпы (так называемая "пульпа" полиарамидных волокон). Дополнительно к волокнам из ароматических полиамидов могут содержаться и другие минеральные, органические, химические и т.д. волокна. При этом полиарамидные волокна в процессе изготовления формовочной смеси для полимерного фрикционного композита обработаны для снятия или снижения заряда, например, наполнителем, хорошо проводящим электричество (графит, металлический порошок и др.). Для эффективного снятия заряда количество электропроводящего компонента должно
быть не менее, чем в 7÷10 раз больше, чем заряженных волокон, или, по крайней мере, этот электропроводящий наполнитель должен составлять в композите не меньше 25% масс.
Изготавливаться заявляемая колодка может известными способами, например, формованием в пресс-форме из предварительно изготовленной формовочной смеси, с последующей механической обработкой.
Конкретным примером заявляемой полезной модели является железнодорожная тормозная колодка из полимерного фрикционного композита. В состав композита входит полимерная матрица из вулканизата бутадиенового каучука, волокна ароматического полиамида (содержание в композите ~4% масс.), полученного мокрым формованием (например, жесткоцепный полигетероарилен - волокно СВМ) или волокно из пульпы (например, ароматический полиамид пара-структуры - волокно «Тварон»), графит кристаллический (содержание в композите ~20% масс.), графит скрытокристаллический (содержание в композите ~40% масс.) и другие порошкообразные наполнители. При изготовлении формовочной смеси, например, в резиносмесителе, для снятия (снижения) заряда без давления (с поднятым верхним прессом) смешивают каучук (без вулканизующей группы), волокнистый наполнитель и графит кристаллический и скрытокристаллический, за счет чего снимается на металлический корпус смесителя отрицательный заряд волокон. Возможно одновременно смешивать и остальные порошкообразные наполнители. Для более эффективного снятия заряда волокон при смешении можно давать давление периодическим подъемом и опусканием верхнего пресса (затвора). После снятия заряда изготовление изделия производиться известным способом.
Использование для изготовления колодки полиарамидных волокон, заряд которых частично или полностью снят, способствует более равномерному распределению волокон по массе фрикционного элемента за счет снижения возможности скатывания и свойлачивания волокон в процессе смешения, а также комкования смеси. В результате возрастает армирующая способность волокнистого наполнителя и улучшаются прочностные характеристики изделия при эксплуатации.