Гальмова колодка залізничного транспортного засобу

1. Гальмова колодка залізничного транспортного засобу, яка містить металевий каркас та щонайменше одношаровий композиційний фрикційний елемент, забезпечений індикаторами зносу та засобами захисту від неправильного використання типу колодки, яка відрізняється тим, що металевий каркас виконаний у вигляді дротового каркаса, що являє собою впресовані у композиційний фрикційний матеріал тильної частини колодки по периметру колодки дві замкнуті рамки, внутрішні частини яких взаємно перекриті та відігнуті назовні тильної частини колодки, утворюючи вушко для пропуску чеки та перфорованої жерсті, впресованої у композиційний фрикційний матеріал тильної частини колодки. 2. Гальмова колодка залізничного транспортного засобу за п. 1, яка відрізняється тим, що засоби захисту типу колодки виконані у вигляді виступів U 2 (11) 1 3 чавуну в останні роки випускаються серійно у США фірмою «Railroad Friction Products Corporation» під торговою маркою ® «Cobra Tread Guard » та у Росі фірмою «ФРІТЕКС» під торговою маркою «ФРІТЕКС КОНТАКТ®». Композиційні гальмові колодки, в тому числі з чавунними вставками, можуть містити у своєму складі один, два або три подовжніх шару композиційних фрикційних матеріалів, що відрізняються різними міцністю та зносостійкістю. Шар, розташований з тильної сторони колодки має міцність та адгезійні властивості більші, ніж робочий фрикційний шар колодки, наприклад, за рахунок збільшеного вмісту у його складі зв'язуючого та армуючих волокон. Прироблямий шар близький до робочого шару по механічним та фрикційним властивостям, але відрізняється меншою зносостійкістю. Гальмові композиційні колодки, в тому числі з фрикційними абразивними вставками, виготовляються з металевим каркасом. Металевий каркас звичайно застосовують двох типів, в тому числі: - штампований із сталевої полоси з тильної поверхні колодок, з П-подібним центральним виступом із сталево полоси (центральною бобишкою); - сітчато-дротовий каркас, забезпечуючий внутрішні армування тильної неробочої частини гальмової колодки та що складається з дротового каркаса і сітки або перфорованої жерсті, впресованій у композиційний фрикційний матеріал з тильної сторони колодки. З тильної, неробочої сторони гальмової колодки розташовані центральна П-подібна бобишка та дві бокові бобишки. Центральна бобишка має отвір для проходження чеки (клину) з'єднуючого гальмову колодку з металевим башмаком гальмової колодки. Аналогами заявляємої корисної моделі можуть служити кілька нижче вказаних гальмових колодок: «Гальмова колодка залізничного транспортного засобу (варіанти)» по патенту РФ на корисну модель №76881. Дана конструкція колодок є одною з самих міцних, надійних, недорогою по собівартості виготовлення та малошумною, а мінімальна товщина складає 10 мм. Конструкція дано колодки стверджувала свою надійність багатолітньою експлуатацію в важких дорожніх умовах у районах Крайньої Півночі, континентального, помірного та субтропічного клімату. Нижче вказані суттєві ознаки колодки відомої корисної моделі являються загальними з суттєвими відмінними ознаками заявляємої корисно моделі: «композиційний фрикційний елемент, в тильну частину якого по периметру колодки впресовані з'єднані між собою дві замкнуті рамки, внутрішні частини яких взаємно перекриті та відігнуті назовні тильної частини колодки, утворюючи вушко для пропуску чеки», «металева сітка або перфорована жерсть, впресована у фрикційний матеріал тильної частини колодки». «Гальмова колодка залізничного транспортного засобу може містити, принаймні, одношаровий композиційний фрикційний елемент, в тильну частину якого впресовані перфорована зігнута полоса та дротовий каркас, ви 61367 4 конаний з двох з'єднаних між собою рамок, кожна з котрих зігнута з дроту, кінці якого з'єднані, а з'єднання кінців дроту виконані без збільшення товщини дротового каркаса по товщині колодки». «Гальмова колодка залізничного транспортного засобу може містити принаймні одношаровий композиційний фрикційний елемент, в тильну частину якого впресований дротовий каркас, виконаний з двох з'єднаних між собою рамок, кожна з котрих зігнута з дроту, кінці якого з'єднані, а з'єднання кінці в дроту виконані з збільшенням товщини дротового каркаса по товщині колодки та розташовані на половині дротового каркаса в районі зовнішньої бокової поверхні колодки». «Гальмова колодка може бути додатково забезпечена, принаймні, одною твердою вставкою, з'єднаною з дротовим каркасом». «Тверда вставка може бути виконана з високоміцного або ковкого чавуну». Відома гальмова колодка залізничного транспортного засобу по патенту РФ на винахід №2309072. Особливістю даної колодки є наявність твердої вставки з високоміцного або ковкого чавуну, відновлюючою поверхню катання колеса у процесі звичайного гальмування. Суттєві відмінні ознаки відомої колодки в тому числі: «тверда вставка виконана з високоміцного або ковкого чавуну, а відношення площі робочої поверхні вставки до загальної площі робочої поверхні колодки складає від 4 до 20%» являються загальними з суттєвими відмінними ознаками заявляємої корисної моделі. Відома гальмова колодка залізничного транспортного засобу по патенту РФ на винахід №2340805. Відома гальмова колодка містить тверду вставку, верхня неробоча частина яка защемлена у дротовому каркасі. Дана конструкція колодки з вставкою із чавуну в теперішній час виготовляється серійно та являється одною з самих простих, надійних та дешевих у світі. Суттєві ознаки відомої гальмової колодки «композиційний фрикційний елемент», «фрикційна абразивна вставка, защемлена у дротовому каркасі» та «перфорована жерсть або сітка запресована у тильну частину композиційного фрикційного елементу» є загальними з суттєвими ознаками заявляємої корисної моделі. Відома також гальмова колодка по патенту РФ на винахід №2372230. Відома гальмова колодка містить дротовий каркас з вкладеною металевою вставкою, вкладеною за допомогою формування у фрикційний матеріал. Недоліком усіх вище вказаних конструкцій аналогів є неможливість ідентифікації композиційного фрикційного елементу по фрикційним властивостям, як в країнах Європейського союзу визначаються по документам UIC 541-4 OR (Гальма гальма з композиційними гальмовими колодками Загальні умови для сертифікації композиційних гальмових колодок) членів Міжнародного союзу залізниць. Згідно документу UIC 541-4 OR, гальмова колодка містить композиційний фрикційний елемент, 5 закріплений на металевому каркасі, виконаному у вигляді сталевої смуги у тильній частині колодки, а центральна бобишка виконана у вигляді Пподібного виступу із сталевої смуги. Згідно документу для міжнародного транспорту можуть використовуватися гальмові колодки: з високим рівнем тертя (К); з середнім рівнем тертя (L); з низьким рівнем тертя (LL). Засоби забезпечення захисту колодки типу К (згідно фігурі 9 «Захист від неправильного використання гальмової колодки фрикційного типу «К» на с. 62 документу) виконані у вигляді металевих конічних вставок, які проходять крізь сталеву смугу симетрично поперечній площині, приходящої через центральну бобишку колодки та отворів у тильній частині колодки, також проходящих крізь сталеву смугу симетрично поперечній площині, яка проходить через центральну бобишку колодки. Згадані отвори розташовані між конічних вставок, причому розміри розташування металевих конічних вставок (78,5±1мм від поперечно площини, яка проходить через центральну бобишку колодки) та розміри розташування отворів (39± мм від поперечно площини, яка проходить через центральну бобишку колодки) регламентовані документом UIC 541-4 OR. Відсутність засобів захисту від неправильного використання у тильній частині колодки не дозволить вставити колодку в гальмовий башмак, так як він забезпечений відповідними засобами захисту, виконаних у вигляд конічних виступів та отворів. При збірці засобів захисту колодки входять у засоби захисту башмака і, таким чином гальмо зібране. Крім цього, на Фіг.10 «Приклади конструкцій індикаторів зносу» на с.63 документу приведено розташування індикаторів зносу, яке повинно гарантувати знос колодки до індикатору, без стирання армуючих частин та каркаса. Такі колодки дозволені до використання у Європейському союзі. Конструкція гальмової колодки, описана у документі UIC 541-4 OR, є найбільш близьким аналогом заявляємої корисної моделі по сукупності суттєвих ознак та вибрана в якості прототипу. Загальні суттєві ознаки заявляємої корисної моделі з прототипом - «металевий каркас», та «композиційний фрикційний елемент, забезпечений індикатором зносу». Недоліком прототипу являться наявність у гальмовій колодці металевого каркаса у вигляді сталево смуги, а також сталевої центральної бобишки, так як при даній конструкції колодки, яка забезпечує жорстку конструкцію каркаса у цілому, не забезпечується міцність каркаса в його Пподібному виступі, який одержується шляхом згину плоско сталево смуги у штампі. При штамповці сталевого каркаса в місцях згину утворюються мікротріщини, які при постійних вібраціях та навантаженнях у процесі експлуатації збільшуються і каркас ламається, а потім під дією збільшених навантажень ламається й зварний шов і одна половина колодки відривається від другої половини. Крім того, унаслідок вібрацій та перемінних навантажень в експериментальних умовах експлуатації, наприклад, при сильних морозах фрикційний ком 61367 6 позиційний елемент іноді відривається від металевого каркаса. Задачею, на рішення якою направлена заявляема корисна модель, є створення гальмової композиційно колодки залізничного транспортного засобу для забезпечення можливості безпечного міжнародного сполучення залізниць кран ЕС з кранами СНД та іншими з різними кліматичними та дорожніми умовами. При цьому повинна бути збільшена міцність конструкції колодки та виконання усіх вимог норм безпеки та сертифікації для гальмових колодок залізничних транспортних засобів вказаних вище держав. Наприклад, повинні бути враховані вимоги по морозостійкості гальмових колодок згідно Російським нормативним документам, вимоги кран ЕС про недопустимість вмісту свинцю та ряду інших речовин у композиційному матеріалі колодки, а також інші вимоги. Технічним результатом заявляємо корисної моделі є підвищення безпеки експлуатації, забезпечення можливості безпечного міжнародного сполучення кран ЕС з кранами СНД та іншими з різними кліматичними умовами. Також технічними результатами пропонуємо конструкції є підвищення міцності колодок, забезпечення захисту від неправильного використання, підвищення стабільності ефективності гальмування, забезпечення відновлення поверхні катання колеса у процесі звичайного гальмування, збільшення ресурсу колодок та коліс, зменшення шуму у процесі експлуатації, збільшення тепловіддачі в довкілля, зменшення собівартості гальмових колодок та забезпечення виконання вимог норм UIC, держав СНД та інших до гальмових колодок залізничного транспортного засобу. Для досягнення вказаного технічного результату в гальмовій колодці, містить металевий каркас та композиційний фрикційний елемент з індикаторами зносу, металевий каркас виконай сітчато-дротовим, який містить дротовий каркас, являючи собою впресовані в композиційний фрикційний елемент тильної сторони колодки, по периметру колодки, дві замкнуті рамки. Внутрішні частини двох замкнутих рамок взаємно перекриті та відігнуті назовні тильної частини колодки, утворюючи вушко для пропуску чеки. Колодка з тильної сторони містить металеву сітку або перфоровану жерсть, впресовану у композиційний фрикційний елемент. Головною гідністю композиційних колодок з сітчато-дротовим каркасом на відміну від композиційних колодок із сталевим металевим каркасом є те, що центральна бобишка у цих колодок виготовлена з композиційного матеріалу з внутрішнім армуванням, що різко підвищує пружно-еластичні властивості колодки та, як наслідок, ударну та вібраційну міцність колодки і виключає відрив композиційного матеріалу від корпусу. Ці колодки в порівнянні з композиційними колодками з цільно-металевим каркасом із сталевої смуги (спинкою) також мають більший строк служби, надійність. Значно зменшується металоємкість, вартість колодок та шум при експлуатації. 7 Багаторічна практика використання колодок даної конструкції у районах Крайньої Півночі, континентального, помірного, субтропічного клімату підтвердила їх абсолютну надійність. З'єднання кінців дроту рамок можуть бути виконані без збільшення товщини дротового каркаса по товщині колодки, або із збільшенням товщини дротового каркаса по товщині колодки та розташуванням на половині дротового каркаса в районі зовнішньої бокової поверхні колодки. Гальмова композиційна колодка може виготовлятися із одно або з кількома фрикційними абразивними вставками або без них. Фрикційні абразивні вставки можуть бути виготовлені з металу, наприклад, високоміцного чавуну з кулевидним графітом. Вставка з цього чавуну в процесі гальмування при нормальних та низьких температурах надає очищаючу дію на колесо, збільшує шорсткість поверхні катання та стабільність ефективності гальмування, особливо в осінньо-весняний період, а у процесі звичайного гальмування при високих температурах чавун заповнює мікротріщини на поверхні колеса, запобігаючи тим самим, розвитку цих тріщин; сприяє поліпшенню поверхні катання колеса та збільшенню стійкості коліс проти утворювання вищербин та інших дефектів і, внаслідок, збільшує ресурс коліс. Фрикційна абразивна вставка може бути раціонально з'єднана з дротовим каркасом, наприклад, шляхом защемлення в його отворах, по довжині, ширині та з одно сторони по висоті і разом з ним запресована у гальмову колодку. Вставка може бути защемлена у дротовому каркасі та з'єднана з ним і іншим способом, в залежності від конструкції каркаса та вставки. Центральна бобишка з отвором під чеку, армована вертикальними елементами твердо вставки та дротовим каркасом, разом з боковими бобишками виконана із міцного та еластичного композиційного фрикційного матеріалу. Фрикційні абразивні вставки можуть бути виконані також із спеціального абразивного композиційного матеріалу з металевими або іншими спеціальними наповнювачами. Композиційна колодка може виготовлюватися з пазом з сторони робочої поверхні колодки або без нього та містити одно, двох або трьохшаровий композиційний фрикційний елемент. Для виключення неправильного використання при установці колодок на пересувний склад вона забезпечена засобами захисту від неправильного використання для колодок типу К, які виконані у вигляді конічних виступі в на тильній поверхні колодки, причому ці виступи виготовлені з того ж композиційного матеріалу, що й фрикційний елемент, так як вони брикетуються разом з брикетуванням колодки у формі, забезпеченій конічними отворами у місцях розташування виступів. На тильній стороні колодки також виконані отвори, розташовані симетрично поперечній площині, яка проходить через центральну бобишку колодки. Розміри, форма та розташування конічних виступів на тильній стороні колодки відповідають документу UIC 541-4 OR. 61367 8 На Фіг.1, 2, 3 та 4 представлений загальний вигляд гальмової колодки залізничного транспортного засобу. Гальмова колодка містить: композиційний фрикційний елемент з міцного неробочого, робочого та приробляємого шарів 1; металевий каркас, включаючи дротяну рамку 2 з перфорованою жерстю або сіткою 3; центральну бобишку 4 з отвором під чеку 5; дві бокові бобишки 6; два конічних отвори 7; два виступи 8; два індикатори зносу у вигляді пазів 9; тверду фрикційну абразивну вставку 10. Технологія виготовлення гальмової колодки передбачає послідуючі етапи (операції): виготовлення (відливання) вставки з чавуну; виготовлення заготовки з перфоровано жерсті; виготовлення та зварка дротяного каркаса з дроту; збірка дротового каркаса з вставкою шляхом защемлення; виготовлення композиційних фрикційних матеріалів для робочого та неробочого шарів; почергове укладання у прес-форму заготовки з перфоровано жерсті, дротового каркаса з вставкою, навішування неробочого шару, робочого шару та приробляємого шару з розрівнюванням композиційних фрикційних матеріалів та з подальшим формуванням під тиском у пресі; вулканізація колодок у прес-формі під тиском та при температурі, а при необхідності, і термообробка у печі; свердлення отворів під чеку та пазів індикаторів зносу у гальмовій колодці, якщо їх виготовлення не передбачено у прес-формі. У виняткових випадках, при використанні іржаво або забруднено арматури, або при виконанні особливих вимог по міцності колодок, може виконуватися очистка арматури від іржі, обезжирювання та промазка клеєм по звичайним відомим технологіям з метою поліпшення адгезії та кріплення металево арматури з композиційним фрикційним елементом. Для формування конічних виступів у дні пресформи утворені два конічних отвори глибиною 6 мм та діаметром від 12 до 10 мм. Відстань кожного із отворів від поперечно площини симетрії, яка проходить через центральну бобишку колодки 78,5±1 мм. Отвори у тильній частині колодки діаметром 15±1 мм та відстанню 39±1 мм від поперечно площини симетрії, яка проходить через центральну бобишку колодки, можуть бути просвердлені після виготовлення колодки, або утворені за допомогою пуансонів на дні прес-форми для утворення отворів у процесі формування колодки. Всі операції, включаючи збірку дротового каркаса з вставкою, досить детально описані у вказаних аналогах заявляємої корисної моделі і можуть бути легко вироблені на діючому устаткуванні заводів-виготовлювачів гальмових композиційних колодок. Гальмові колодки залізничних транспортних засобів запропоновано конструкції можна застосовувати для міжнародного сполучення на залізни 9 61367 цях країн ЄС, країн СНД та інших з різними кліматичними та дорожніми умовами. Як наслідок, підвищується безпека експлуатації, забезпечується можливість безпечного міжна Комп’ютерна верстка А. Рябко 10 родного сполучення кран ЄС з кранами СНД та іншими і забезпечується отримання додаткового прибутку залізницями. Підписне Тираж 24 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