Гальмівна колодка

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на железнодорожном транспорте для торможения подвижного состава железнодорожного транспорта. Известны тормозные колодки из композиционных материалов и чугунов различного состава, с установленными спинками - каркаса и без них, армированные в объеме чугуна и без арматуры, со вставками из белого чугуна, с гребневой частью, с зацепами и др. [Авт. св. №1275051, кл. С 21 D 5/04; Авт. св. Ns 1196126, кл. В 22 D 19/02; Патент Франции №2071379, кл. 16 d 69/00, В 61 h 1/00; Авт. св. №297520, кл. В 61 Н 1/00; Авт. св. №159186, кл. В 61 h 01/00; Патент США №3767386, кл. С 22 с 37/06; Патент Франции №2145607, кл. С 21 с 11/00; Пат. Российской Федерации №2040361, кл. В 22 D 19/02, F 16 D 65/04 и др.]. В результате взаимодействия тормозной колодки с колесом или бандажем (съемная часть поверхности катания колеса) изнашивается металл как на поверхности катания колеса, так и гребня. Износ поверхностных слоев металла участков гребневой части колеса или бандажа, прилегающих к поверхности катания, называют подрезом гребня. Известно, что подрез гребня является результатом взаимодействия (трения) гребня как с головкой рельса, так и с тормозной колодкой. При определенном значении толщины подрезанного гребня (25 мм) у его основания эксплуатация таких колес не допускается. Колесные пары снимаются с локомотива или вагона и проводят обточку колес (бандажей), увеличивая при этом толщину гребня у его основания до установленного (начального, исходного) значения, равного 33 мм. Интенсивность подреза гребня зависит как от условий работы колесной пары, так и от конструкции тормозной колодки. Наибольшей степени подреза гребня подвергаются гребни бандажей колесных пар локомотивов при взаимодействии гребня с головкой рельса на кривых участках из-за перемещения колесных пар в колее и трения гребня о головку рельса при усилии до 5-8 тс. Нагрузка на гребни колесных пар вагонов ведомых в составе, значительно меньше, а, следовательно, и подрез гребня у них менее интенсивен. Увеличению темпов подреза гребня способствуют и некоторые конструктивные особенности тележек (бесчелюстные) и тормозных колодок (гребневые). Конструктивные особенности профильной тормозной колодки наряду с некоторыми преимуществами в эксплуатации (самофиксацией положения на бандаже и др.) характеризуются и недостатком из-за повышенного подреза ними гребня бандажа. Профильная колодка взаимодействует с бандажем колеса по всей поверхности его катания и гребневой частью колодки со стороны поверхности катания и его вершине, способствуя износу участка сопряжения гребня с участком катания бандажа (выкружке гребня), т.е. подрезу гребня. Недостатком всех известных конструкций тормозных колодок является то, что они способствуют подрезу гребня, из-за чего увеличивается расход бандажей и колесных пар, затраты на их изготовление, переточки, простои подвижного состава. Наиболее близкой к предлагаемой является тормозная колодка с зацепами [Авт. св. СССР №297520, кл. В 61 Н 1/00; ТУ 32-ЦТВР-36-83]. Конструкция этой колодки состоит из спинки-каркаса из листовой стали, тела колодки из чугуна и двух зацепов, цельно отлитых вместе с телом колодки. Зацепы обхватывают гребень бандажа и удерживают колодку от смещения с поверхности катания (трения) бандажа. Трение зацепов может осуществляться только с тыльной стороны гребня при удержании колодки при ее незначительных смещениях с основного ее рабочего положения. За время эксплуатации и полного износа колодки износ гребня с тыльной стороны, как и износ зацепа, незначительный. В сравнении с профильной тормозной колодкой колодка с зацепами способствует подрезу гребня в меньшей степени, однако, этот недостаток конструкции колодки не устранен. В основу изобретения поставлена задача создать тормозную колодку, в которой путем изменения конструкции уменьшается трение гребня с тормозной колодкой и за счет этого повышается долговечность работы бандажей и колес, работающих в паре с колодками этого типа, снижаются трудозатраты на переточку бандажей и колес, снижается расход колесных пар. Поставленная задача решается тем, что в колодке, состоящей из каркаса-спинки из листовой стали и собственного тела колодки, согласно изобретению, тело колодки утонено на 6-10 мм с гребневой стороны на 0,5-0,7 ее длины и на 0,7-0,8 ее высоты, причем утонение колодки проводят симметрично ее средины длины в центральной части безгребневой и секционной и по краям в профильной и с зацепами. Величина утонения колодки (5-10 мм) определена конструктивно и соизмеримо с шириной выкружки сопряжения гребня с бандажем или поверхностью катания колеса, подвергнутой максимальному износу. Длина утонения колодки (0,5-0,7 длины колодки) обусловлена необходимостью сохранения исходной толщины колодки (0,5-0,3 ее длины) для фиксации поверхности трения колодки и предотвращения трения колодки по гребню всей ее длиной. Высота утонения в 0,7-0,8 высоты тела колодки определена величиной допустимого износа толщины колодки до ее замены. Не на всю толщину колодки проведено утонение из соображений прочности колодки, сопротивления ее поломки. Утонение тормозной колодки со стороны гребня бандажа уменьшает количество материала колодки, изнашивающего выкружку гребня и уменьшает подрез гребня. Часть колодки с исходным профилем фиксирует колодку на бандаже в таком состоянии, что часть длины колодки (от 0,5 до 0,7) при эксплуатации не подвергает бандаж подрезу гребня. Конструктивные изменения тормозной колодки, направленные на уменьшение износа выкружки гребня и его подреза, могут быть реализованы на всех типах тормозных колодок. При этом на секционной и безгребневой колодке утонение (рис. в, F) необходимо делать в центре колодки, чтобы не понизить ее устойчивость от перекосов на колодке с зацепами (рис. a, F) и на гребневой (рис. б, F) по краям. Утонение колодки при одинаковой длине с колодкой-прототипом уменьшается площадь трения в начальный период эксплуатации на 5-7%, а увеличение длины новой колодки на 6-10мм по ее концам выравнивают площади трения предложенной концентрации колодки и колодки-прототипа. Предлагаемые конструктивные изменения тормозных колодок реализуются путем изменения моделей, по которым формуются колодки, т.е. путем утонения имеющихся моделей согласно предложенным изменениям и, если необходимо, - удлинения моделей на 6-10мм на их концах. Технико-экономическая эффективность использования тормозной, колодки предложенной конструкции обусловлена повышением долговечности работы бандажей и колес, работающих в паре с колодками этого типа, снижением трудозатрат на переточку бандажей и колес, снижением расхода колесных пар.