Гальмова колодка залізничного транспортного засобу

1. Гальмова колодка залізничного транспортного засобу, яка містить у собі щонайменше одношаровий композиційний фрикційний елемент, у тильну частину якого впресовані перфорована зігнута сталева смуга та дротовий каркас, виконаний із двох з'єднаних між собою рамок, кожна із котрих зігнута із дроту, кінці якого з'єднані, яка відрізняється тим, що з'єднання кінців дроту виконані без збільшення товщини дротового каркаса по товщині колодки. 2. Гальмова колодка за п. 1, яка відрізняється тим, що вона додатково забезпечена щонайменше одною твердою вставкою, з'єднаною з дротовим каркасом. 3. Гальмова колодка за п. 2, яка відрізняється тим, що тверда вставка виконана з високоміцного або ковкого чавуну. (19) (21) u200907968 (22) 12.03.2009 (24) 10.02.2010 (31) 2008110139 (32) 19.03.2008 (33) RU (62) u200902156, 12.03.2009 (46) 10.02.2010, Бюл.№ 3, 2010 р. (72) ВОРОНЧІХІН АЛЄКСАНДР ІВАНОВІЧ, RU, НАЛЄВ ІГОРЬ АНДРЄЄВІЧ, RU, БИЧКОВ ВЛАДІМІР НІКОЛАЄВІЧ, RU, НАЙШЄВ АЛЄКСЄЙ АЛЄКСЄЄВІЧ, RU, ВУКОЛОВ ЛЄОНІД АЛЄКСАНДРОВІЧ, RU, СІМОНОВА ТАТЬЯНА СЄРГЄЄВНА, RU (73) ОТКРИТОЄ АКЦІОНЄРНОЄ ОБЩЄСТВО "ЗАВОД ФРІКЦІОННИХ І ТЄРМОСТОЙКІХ МАТЄРІАЛОВ", RU 3 ми вагонного господарства та депо, як займаються експлуатацією гальмів. Кожнорічний випуск колодок гальмових композиційних з сітчато-дротовим каркасом складає декілька мільйонів штук і на теперішній час їх; виготовлено більше ста мільйонів штук. В процесі експлуатації кожного року спрацьовуються, а інколи з повним зруйнуванням та оголенням каркасу, декілька мільйонів колодок з сітчато-дротовим каркасом і тому їх нескладна ; конструкція загальнодоступна та загальновідома. Конструкція прототипу представлена на кресленнях Проектно-конструкторського бюро вагонного господарства м.Москва - філії ВАТ Російські залізниці (ОАО Российские железные дороги), у тому числі: -25130-НСБ - складальне креслення колодки; - 25610-Н СБ - складальне креслення колодки; - 25611-Н СБ - складальне креслення арматури дротової (дротового каркасу); -25614-Н - креслення заготовки каркасу (перфорований тильник). Як видно з представлених креслень прототипу, у тильну частину : композиційного фрикційного елементу колодки впресована перфорована; зігнута сталева смуга (заготовка каркасу), під якою розташований запресований у тіло фрикційного елементу дротовий каркас (арматура дротова), що складається з двох рамок (скоб) - зовнішньої та внутрішньої, які різняться по ширині. Внутрішня рамка вставлена у зовнішню та з'єднана з нею зварним з'єднанням у районі їх згину назовні, з утворюванням вушка для пропуску чеки. Кожна рамка зігнута з одного відрізку дроту, кінці якого : накладені один на одного та з'єднані зварним накладним з'єднанням по товщині колодки. У кожній із зігнутих рамок кінці дроту, які пересікаються, ; накладені один на другого в площині, перпендикулярній тильній поверхні : колодки та з'єднані електроконтактною крапковою зваркою. Робоча поверхня гальмової колодки у поперечному січенні виконана з ухилом 1:20 до її тильної поверхні, відповідним нахилу поверхні катання колеса, з яким вона взаємодіє ; при гальмуванні. Цьому товщина колодки по внутрішній боковій поверхні колодки, яка знаходиться при експлуатації поблизу гребня колеса, менше товщини колодки по зовнішній боковій стороні колодки, протилежній внутрішній стороні та при експлуатації найбільше віддаленої від гребня колеса. Внутрішня бокова поверхня колодки у прототипу виконана з уступом, переходящим в торовидну поверхню, яка на кінець експлуатації колодки повністю зношується. Робоча поверхня колодки у внутрішньої бокової сторони колодки, маючи меншу товщину, раніше (швидше) у процесі експлуатації наближається до тильної сторони колодки та до виступаючих частин дротового каркасу, на відміну від робочої поверхні колодки у районі зовнішньої бокової поверхні. Недоліком прототипу являється однакова товщина від тильної поверхні колодки до виступаючих частин дротового каркасу та насамперед у районі накладних зварних з'єднань дроту по тов 47502 4 щині колодки у внутрішньої та зовнішньої бокових поверхонь колодки, не зважаючи на те, що колодка у ; внутрішньої бокової поверхні має значно меншу товщину. Ця обставина зменшує ресурс колодки при експлуатації. Крім цього, наявність накладного зварного з'єднання кінців дроту по товщині колодки із сторони внутрішньої поверхні (мінімальної товщини) часто визивають пошкодження поверхні катання колеса із-за кільцевих вироблень на поверхні катання колеса, відбуваючихся по причині її контакту з кінцем дроту по довгій стороні рамки, розміщеною у районі бокової внутрішньої поверхні колодки-прототипу. Первісно товщина нової гальмової колодки приведена у кресленнях прототипу та у технічній літературі (Ширяев Б.А., Виробництво гальмових залізничних колодок із композиційних матеріалів для залізничних вагонів, М, Хімія, 1982, стр.72). : Товщина від тильної поверхні колодки до виступаючих деталей металевого каркасу залежить від конструкції каркасу, виду композиції та її текучості, якості виготовлення дротового каркасу (відповідності необхідним і геометричним розмірам), якості виготовлення брикету та готового виробу, якості пресформ (відповідності необхідним геометричним розмірам з урахуванням усадки матеріалу при остиганні виробу після вулканізації). Товщина від тильної поверхні колодки до. виступаючих деталей металевого каркасу для прототипу - композиційної гальмової колодки з сітчато-дротовим каркасом складає: - в місці розташування одного дротика (з урахуванням сплющування перфорованої сталевої смуги) від 5 до 6 мм, а в місці зварного накладного з'єднання кінців дроту по товщині колодки кожної із рамок: від 7 до 9,0 мм з урахуванням зменшення діаметру дроту в місці зварки та сплющування перфорованої сталевої смуги. Мінімальна товщина колодки, дозволена для експлуатації, перевищує ; товщину від тильної поверхні до виступаючих деталей металевого каркасу для виключення пошкодження поверхні колеса металевим каркасом при гальмуванні, а саме, с урахуванням пробігу та зносу до слідуючого огляду на станції. : Мінімальна товщина колодки, дозволена для експлуатації, встановлена в : «Інструкції по експлуатації гальмів транспортних засобів залізниць» (Видавництво «Інпрес» при НПП транспорт, м. Омск, 111395, Москва, Алея 1-ої Майовки, 6.15, 1994., стор. 3,12,13). Мінімальна товщина колодки, дозволена для експлуатації, також встановлюється окремо для кожного типу : колодки та складає: - для композиційних гальмових колодок з металевою спинкою- 14 мм; - для композиційних гальмових колодок з сітчато-дротовим каркасом ; - 10 мм (для прототипу), Відтак, на практиці, у зв’язку з тим, що замір товщини колодки виконується з зовнішньої бокової сторони колодки, яка має більшу товщину колодки, ніж внутрішня бокова сторона колодки, з метою виключення пошкодження поверхні катання колеса 5 дротовим каркасом поблизу внутрішньої бокової сторони колодки, гальмові композиційні колодки з сітчато-дротовим каркасом прототипу звичайно знімаються з вагонів ( і вилучаються із експлуатації) при товщині 14 мм та більше. Загальні з прототипом ознаки заявляємої корисної моделі: ; «композиційний фрикційний елемент, у тильну неробочу поверхню якого впресовані перфорована зігнута сталева смуга» та «дротовий каркас, виконаний з двух з’єднаних між собою рамок, кожна з котрих зігнута з дроту, кінці якого з'єднанні». : В останні роки ведеться велика робота по підбору матеріалів та створенню нових конструкцій композиційних колодок з твердими вставками, наприклад з чавуну, які підвищують гальмову ефективність композиційних колодок при обледенінні та попаданню води у зону тертя, згладжують повзуни та навари, внаслідок своєї абразивності, а при високих температурах у процесі гальмування заповнюють розплавленим чавуном мікротріщини на поверхні катання. Відома гальмова колодка залізничного транспортного засобу по патенту ; РФ № 69597 на корисну модель містить у собі композиційний фрикційний елемент, сітчато-дротовий каркас та тверду вставку, верхняя неробоча частина якої вставлена у дротовий каркас та защемлена у ньому. ; Відома гальмова колодка залізничного транспортного засобу, містить у собі металевий каркас з П-образним виступом у центральній його частині та тверду вставку, виконану з високоміцного або ковкого чавуну та приварену • до металевого каркасу (патент РФ на винахід № 2309072). Ця гальмова колодка максимально ефективно заповнює розплавленим чавуном мікротріщини на поверхні катання колеса у процесі звичайного гальмування і тим самим перешкоджає їх подальшому розростанню та ; збільшує ресурс колеса. Відомі гальмові композиційні колодки з твердими вставками використовуються по тому ж призначенню, що й заявляема гальмова колодка ; та мають загальні з нею суттєві ознаки: «колодка забезпечена твердою вставкою, з’єднаною з дротовим каркасом»; «тверда вставка виконана з високоміцного чавуну або ковкого чавуну». Недоліками усіх відомих композиційних гальмівних колодок із сітчато-дротовим каркасом, у тому числі і композиційних гальмових колодок з твердими вставками, у тому числі і з високоміцного чавуну, являються \ слідуючі: - велика товщина дротового каркасу, чим обумовлюється недостатній ресурс гальмової колодки, а, отже високі траты на їх заміну, особливо у випадках застосування гальмових колодок із вставками, більш дорогих, ніж звичайні композиційні колодки; - пошкодження поверхні катання колес дротовим каркасом (кільцеві виробітки); - наявність металевого каркасу. Задача заявляємого винаходу - зменшення мінімальної товщини колодки, дозволеної для експлуатації, виключення пошкоджень поверхні катання колеса із-за кільцевих виробіток, підвищення ефективності гальмування з одночасовим 47502 6 відновленням поверхні катання колеса у процесі звичайного гальмування. Технічний результат - підвищення економічної ефективності використання транспортних засобів залізниць та безпечності їх експлуатації і за рахунок збільшення ресурсу експлуатації гальмової колодки, зменшення пошкоджень поверхні катання коліс та збільшення їх ресурсу експлуатації, а значить одержання додаткового прибутку залізницями. Вказаний технічний результат досягається тим, що у тильну частину : колодки запресована сталева перфорована зігнута смуга, а у тильній частині колодки, запресований у композиційному, щонайменше, одношаровому фрикційному елементі, дротовий каркас, виконаний із дво з’єднаних між собою рамок, кожна із котрих зігнута із дроту, кінці якого з'єднані, наприклад, зварним з'єднанням. Зварне з'єднання може бути виконано без і збільшення товщини дротового каркасу, по товщині колодки, наприклад, у вигляді нахльосточного з'єднання по довжині колодки, а саме, у кожній із зігнутих рамок паралельні кінці дроту накладені один на другого у площині, еквідистантній тильній поверхні колодки та з'єднані, наприклад, електроконтактною крапковою зваркою. Гальмова колодка додатково може бути забезпечена, щонайменше, одною твердою вставкою, поєднаною із дротовим каркасом, наприклад, шляхом защемлення у ньому та запрессованною у композиційному : фрикційному елементі. Тверда вставка може бути виконана, наприклад, із високоміцного або ковкого чавуну. Таке виконання гальмової колоди дозволяє, порівняно з відомими : колодками, забезпечити меншу та однакову товщину дротового каркасу від центральної бобишки до кінця дротової рамки, по довжині колодки, та за рахунок цього зменшити мінімальну товщину колодки, дозволену для : експлуатації, виключити пошкодження поверхні катання колеса дротовим каркасом при експлуатації, та також підвищити стабільність ефективності гальмування з одночасовим відновленням поверхні катання колеса у процесі звичайного гальмування. Як наслідок, підвищується безпека експлуатації рухливого складу та забезпечується одержання додаткового прибутку за рахунок збільшення , ресурсу гальмових колодок та колес. : Товщина дротового каркасу у районі найменшої товщини колодки порівняно з прототипом зменшилась (при діаметрі дроту 4 мм.) з 7 мм. до 4мм. за рахунок з’єднання кінців дроту без збільшення товщини дротового каркасу. Як наслідок, мінімальна товщина колодки, дозволяема для експлуатації порівняно з прототипом, також зменшилась на 3 мм. Відповідно відомим у техніці рішенням пропонуємі гальмові композиційні колодки можуть виготовлятися з сітчато-дротовим каркасом або просто з дротовим каркасом без впресованої у тильну частину композиційного фрикційного елементу колодки перфорованої зігнутої сталевої смуги, та також одно та двохшаровими в залежності від завдань, які необхідно вирішувати для конкретного випадку застосування. 7 Ресурс серійно виготовляємих в теперішній час гальмових композиційних колодок з сітчатодротовим каркасом із композиції ТИИР-300 відповідно вказаним технічним умовам складає 90-200 тис. км. Середній пробіг на 1 мм. товщини колодки складає 3,5 тис. км. Збільшення (может быть наоборот ?)мінімальної товщини колодки, дозволяємої для експлуатації, дозволить збільшити ресурс серійної гальмової колодки у середньому на 10 тис. км. або приблизно на 7%. Для сучасних, нових зносостійких композиційних гальмових колодок дане збільшення мінімальної товщини колодки, дозволяємої для експлуатації на 3 мм., дозволить збільшити ресурс гальмових колодок до 15 тис. км. та більше. При цьому досягаємий ресурс колодки з приміненням зносостійких ; матеріалів забезпечує планову заміну колодок в умовах депо при проведенні планових робот по технічному обслуговуванню та ремонту вагонів (тобто рівень міжремонтному пробігу вагонів). На фіг. 1,2 та 3 представлен вигляд спереду, вигляд у плані та поперечний розріз А-А, пропонуємо!" гальмової колодки залізничного транспортного засобу. Гальмова колодка у собі містить: 1 - дротовий каркас, що складається із двох з’єднаних між собою рамок-зовнішньої та внутрішньої; ; 2 - композиційний фрикційний елемент (на схемі зображений двохшаровий, але може бути також одношаровим); 3 - перфорована, зігнута сталева смуга впресована у фрикційний елемент з : тильної сторони колодки; 4 - центральна бобишка; 5 - допоміжні бобишки; ; 6 - паз із сторони робочої поверхні колодки (колодка може виготовлятися також без пазу); 47502 8 7 - отвір під чеку; : На фіг. 4 та 5 представлен вигляд спереду та вигляд у плані пропонуємої гальмової колодки залізничного транспортного засобу з твердою вставкою. Гальмова колодка містить о собі: ; 8 - тверду вставку, закріплену у дротовому каркасі, наприклад, способом защемлення. На фіг. 6 представлен загальний вигляд дротового каркасу. Виготовлення пропонуємих колодок може бути легко налагоджено на діючому устаткуванні підприємств-виготовлювачів гальмових композиційних колодок та каркасів для них без принципової зміни існуючих ; технологій, але з рахунком додаткових даних по технології та устаткуванню, і приведених у вище вказаних та інших патентах, відносящихся до колодок гальмових композиційних із твердими вставками. Виготовлення гальмових композиційних колодок для залізничного транспорту пропонуємо!" конструкції дозволить без збільшення коштовності колодок знизити мінімальну товщину колодки, дозволену для експлуатації, виключить пошкодження колес дротовим каркасом по зрівнянню з прототипом, а також підвищить стабільність ефективності гальмування з одночасовим відновленням поверхні катання колеса у процесі звичайного гальмування. Як наслідок, підвищується безпека експлуатації рухливого складу та забезпечується одержання додаткового прибутку залізницями за рахунок збільшення ресурсу гальмових колодок та коліс. Збільшений ресурс пропонуємих конструкцій колодок при використанні сучасних зносостійких композицій забезпечить міжремонтний пробіг вагонів, що дозволить виконувати заміну колодок в умовах депо. 9 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 47502 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601