КОЛОДОЧНЫЙ ТОРМОЗ

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в колодочных тормозах подъемно-транспортных, дорожных, строительных и автомобильных средств.
Конструкции колодочных тормозов подразумевают наличие фрикционных накладок, которые обеспечивают создание тормозного момента и во многом определяют эффективность работы колодочного тормоза в целом.
Известно клеевое крепление гибких фрикционных накладок к опорным пластинам тормозных колодок, в котором при непосредственном приклеивании фрикционных накладок применяются горячие или холодные связующие агенты (см. а.с. СССР SU 462853, 5МПК C 09 J 3/16, C 08 G 37/20 «Клей, например, для склеивания фрикционной накладки с тормозной колодкой»; см. патент СССР SU 738525, 5MПК F 16 D 51/12 «Устройство для приклеивания фрикционных накладок к тормозной колодке»; см. а.с. СССР SU 912972, 5МПК F 16 D 69/04 «Устройство для приклеивания фрикционных накладок к тормозным колодкам»).
Недостаток известных аналогов заключается в том, что в них в качестве фрикционных накладок применяется гибкая фрикционная лента, которая для надежного крепления на рабочей поверхности тормозной колодки требует, в силу своей гибкости, выполнения соединения путем нанесения клеевого состава по всей площади закрепляемой фрикционное накладки.
Кроме того, существенный недостаток клеевого крепления фрикционных накладок заключается в том, что замена каждой фрикционной накладки представляет собой сложную трудоемкую процедуру, требующую предварительного демонтажа тормозной колодки, необходимого для стачивания на специальном станке с ее рабочей поверхности изношенной фрикционной накладки, с последующим приклеиванием новой фрикционной накладки с помощью других специальных устройств, а затем монтаж тормозной колодки с новой фрикционной накладкой в колодочном тормозе.
Хотя современные достижения в области технологии связующих агентов могут обеспечивать надежные крепления, но, вместе с тем, при тяжелых режимах работы, например, в тормозных системах грузовиков, автобусов, подъемных кранах, где важен фактор безопасности, имеют место проблемы, касающиеся недостаточной надежности
фрикционных накладок, закрепленных на тормозных колодках с помощью клея, и ведущие к нарушению работы колодочных тормозов.
Главной причиной нарушения работы колодочных тормозов, в которых используется технология приклеивания, является тот факт, что подверженные интенсивному износу фрикционные накладки становятся тонкими, и в результате этого тепло, создаваемое при сильном торможении, не успевает отводится от поверхности раздела между фрикционной накладкой и опорной поверхностью. Избыточный подвод тепла в зону клеевого соединения негативно влияет на его прочностные характеристики.
Известно также и широко применяется в колодочных тормозах крепление гибких фрикционных накладок на рабочих поверхностях тормозных колодок с использованием заклепок (см. ссылку в Интернете ; изображение колодочного тормоза - см. Приложение №1 к заявке).
Существенный недостаток известного устройства заключается в том, что применение в качестве фрикционных накладок гибкой фрикционной ленты требует выполнения соединительных элементов в виде заклепок по всей площади фрикционной ленты, т.е. для обеспечения фиксированного положения гибких фрикционных лент на рабочих поверхностях тормозных колодок требуется большое количество заклепок, монтаж и демонтаж которых производится по всей площади фрикционных накладок, представляя собой сложную процедуру, связанную с повышенными затратами времени и труда.
Для надежного крепления фрикционных накладок к рабочим поверхностям тормозных колодок требуется специальное оборудование, и, чаще всего, значительное количество заклепок, что увеличивает как материальные затраты, так и затраты труда, необходимые для изготовлении и технического обслуживания колодочных тормозов.
Необходимое для монтажа количество заклепок требует предварительного выполнения на фрикционной накладке соответствующего количества отверстий под заклепки.
Суммарная площадь общего количества требуемых для крепления заклепок занимает часть площади рабочей поверхности фрикционной накладки тормозной колодки, снижая, таким образом, создаваемый момент трения и эффективность колодочного тормоза.
Сложность демонтажа фрикционных накладок с заклепочными креплениями заключается в том, что для этого требуется предварительный демонтаж тормозных
колодок с колодочного тормоза и применение специального оборудования для удаления заклепок.
Кроме того, в процессе эксплуатации в отверстиях для заклепок постепенно накапливаются продукты фрикционного износа, которые в результате трения фрикционных накладок о взаимодействующую с ними поверхность торможения приводят к появлению задиров и других повреждений поверхности торможения, вызывая необходимость проведения периодического технического обслуживания для ремонта повреждений тормозного барабана.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности работы колодочного тормоза путем повышения его надежности, долговечности и улучшения эксплуатационно-экономических характеристик.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в колодочном тормозе, снабженном фрикционными накладками и устройствами их крепления, фрикционные накладки выполнены в виде жестких дугообразных фрикционных вкладышей, и устройства их крепления выполнены в виде разъемных фиксирующих устройств, размещенных на торцевых поверхностях тормозных колодок, при этом каждое из съемных фиксирующих устройств выполнено в виде стопорной и прижимной планок, закрепленных, по крайней мере, двумя болтами на торцевой поверхности тормозной колодки.
Выполнение фрикционных накладок в виде жестких фрикционных вкладышей позволяет устанавливать их с помощью съемных фиксирующих устройств, закрепленных на торцевых поверхностях тормозной колодки, исключая необходимость установки соединительных крепежных элементов по всей рабочей поверхности фрикционной накладки, обеспечивая при этом повышение надежности колодочного тормоза и значительно снижая трудозатраты на его техническое обслуживание.
Поскольку элементы крепления фрикционного вкладыша выполнены в виде съемных фиксирующих устройств, закрепленных на торцевых частях тормозной колодки, они позволяют быстро и легко осуществлять монтаж и демонтаж фрикционных вкладышей без демонтажа тормозной колодки.
Кроме того, выполнение фрикционных накладок в виде жестких дугообразных фрикционных вкладышей, снабженных разъемными фиксирующими устройствами,
обеспечивает следующие преимущества заявляемого технического решения по сравнению с прототипом:
- площадь поверхности трения жесткого фрикционного вкладыша больше площади поверхности трения гибкой фрикционной накладки с установленными на ней заклепками на величину площади отверстий для размещения заклепок, что обеспечивает увеличение тормозного момента;
- увеличение долговечности работы колодочного тормоза обеспечивается также за счет увеличения величины износа по толщине фрикционного вкладыша (до 1/3 толщины);
- значительное снижение трудоемкости изготовления и замены фрикционных вкладышей обеспечивается их заводским серийным производством и их простой заменой с помощью разъемных фиксирующих устройств, - вместо сложной многооперационной процедуры замены, включающей демонтаж колодок, стачивание заклепок, установку новых гибких фрикционных накладок с помощью множества новых заклепок, устанавливаемых непосредственно на рабочей поверхности колодки, а также последующий монтаж самих колодок на тормозе;
- наличие цельной фрикционной поверхности дает повышение стабильности и долговечности работы тормоза, так как продукты фрикционного износа не забивают отверстия, выполненные для размещения заклепок.
Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.
На фиг.1 изображены две тормозные колодки колодочного тормоза, с закрепленными на них фрикционными вкладышами (тормозной барабан не показан);
на фиг.2 изображена тормозная колодка с фрикционным вкладышем и устройством его крепления в разобранной виде.
Колодочный тормоз содержит тормозные колодки 1, жесткие дугообразные фрикционные вкладыши 2, установленные на тормозных колодках 1 с помощью разъемных фиксирующих устройств, состоящих из стопорных планок 3, прижимных
планок 4 и крепежных элементов 5, закрепленных на торцевых поверхностях А тормозных колодок 1.
На фиг.1 изображены тормозные колодки 1, предназначенные для их наружного размещения относительно тормозного барабана (не показан). В данном случае жесткие дугообразные фрикционные вкладыши 2 выполнены таким образом, что их наружная выпуклая поверхность В сопрягается с рабочей поверхностью С тормозной колодки 1, а внутренняя вогнутая поверхность D выполнена с возможностью сопряжения с наружной поверхностью тормозного барабана при включении колодочного тормоза.
Каждая из стопорных планок 3 выполнена в виде пластины с загнутыми краями и размещена на торцевой поверхности А тормозной колодки 1 таким образом, что ее загнутые края сопряжены с боковыми поверхностями Е тормозной колодки 1. Поверхности стопорных планок 3 выступают с двух торцевых частей тормозной колодки 1 над рабочей поверхностью С тормозной колодки, образуя стопор от перемещений жесткого фрикционного вкладыша 2 как в продольном, так и в поперечном направлениях относительно тормозной колодки 1. Поверхности стопорных планок 3, выступающие со стороны торцевых поверхностей А тормозной колодки 1, исключают продольное перемещение фрикционного вкладыша 2, а поверхности стопорных планок 3, выступающие со стороны боковых поверхностей Е тормозной колодки 1, исключают поперечное перемещение фрикционного вкладыша 2 относительно тормозной колодки 1.
Прижимные планки 4 выполнены в виде пластин, размещенных на торцевых поверхностях А тормозной колодки 1, над стопорными планками 3.
Стопорные планки 3 и прижимные планки 4 закреплены на торцевых поверхностях А тормозной колодки 1 с помощью разъемных крепежных элементов 5.
Работа колодочного тормоза заключается в том, что его тормозные колодки 1 обхватывают тормозной барабан и размещенные между ними фрикционные вкладыши 2 прижимаются к рабочей поверхности тормозного барабана. Возникающие между трущимися поверхностями силы трения создают тормозной момент, определяющий эффективность колодочного тормоза.
В процессе интенсивной эксплуатации жесткие фрикционные вкладыши 2 постепенно изнашиваются. Для замены фрикционных вкладышей 2 необходимо разобрать съемные крепежные устройства на торцевых частях колодки 1, для чего последовательно выкручивают крепежные элементы 5, снимают прижимные планки 4 и стопорные планки 3, в результате чего освобождается изношенный фрикционный
вкладыш 2, его снимают с рабочей поверхности С тормозной колодки 1 и заменяют новым фрикционным вкладышем 2, после чего на торцевых поверхностях А тормозной колодки 1 снова закрепляют съемные фиксирующие устройства - стопорные планки 3, прижимные планки 4 и крепежные элементы 5.
Такая замена фрикционных вкладышей 2, в отличие от известных аналогов, производится очень легко и быстро и не требует при этом демонтажа тормозной колодки 1.
Возможен вариант выполнения колодочного тормоза, при котором тормозные колодки 1 размещаются внутри тормозного барабана, при этом наружная выпуклая поверхность В жесткого дугообразного фрикционного вкладыша 2 выполнена с возможностью взаимодействия с внутренней рабочей поверхностью тормозного барабана, а внутренняя вогнутая поверхность D фрикционного вкладыша выполнена с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью С тормозной колодки 1.
Заявляемая новая конструкция колодочного тормоза, в которой фрикционные накладки выполнены в виде жестких фрикционных вкладышей, позволяет повысить надежность, стабильность работы и долговечность колодочного тормоза путем исключения элементов крепления, размещенных непосредственно на рабочих поверхностях тормозной колодки и фрикционного элемента, за счет обеспечения целостности рабочих поверхностей фрикционных вкладышей и увеличения их рабочей площади.
Одновременно с этим выполнение жестких фрикционных вкладышей позволяет применять для их крепления на тормозных колодках разъемные крепежные устройства, которые устанавливают на торцевых поверхностях тормозных колодок, и, таким образом, исключают повреждения рабочих поверхностей фрикционных вкладышей элементами крепления, такими как заклепки или клеевые составы в известных аналогах.
Очень важным позитивным результатом предлагаемого технического решения представляется значительное упрощение технического обслуживания колодочных тормозов, связанного с заменой изношенных фрикционных элементов.
В данном случае монтаж-демонтаж происходит во много раз быстрее, не требует демонтажа тормозных колодок и применения специального оборудования, что значительно снижает трудозатраты обслуживающего персонала.
Указанные технические преимущества обеспечивают значительное повышение эффективности и увеличение ресурса работы колодочного тормоза, улучшение его эксплуатационно-экономических характеристик в целом.