Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА - Патент РФ 2025352
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА
ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА

ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: применяется преимущественно на железнодорожном подвижном составе. Сущность изобретения: колодка выполнена в виде дугообразной отливки в виде бруса прямоугольного сечения. В теле бруса со стороны рабочей трущейся поверхности закреплены вставки диаметром 0,1 - 0,4 ширины колодки из материала более высокой абразивности, чем материал бруса. Вставки в каждом продольном и поперечном рядах смещены относительно друг друга в поперечном направлении относительно оси ряда на 0,05 - 0,2 диаметра вставки. Проекция каждой вставки из смежных поперечных наклонных рядов на выше или нижележащую составляет 0,1 - 0,9 диаметра вставки. Отношение трущейся поверхности бруса к площади вставок находится в пределах 1,6 - 9, расстояние между центрами вставок в продольном ряду изменяются от 1,5 до 3 диаметров вставки, а в поперечном - от 1,25 до 2 диаметров вставки, отношение изнашиваемой части колодки Hиз к толщине бруса Hбр Hиз/Hбр≅ 0,9 . Боковые поверхности колодки и вставок могут быть выполнены ребристыми. Отношение суммарной площади вставок к площади трущейся поверхности по высоте изнашиваемой части колодки Hиз является постоянной величиной. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2025352
Класс(ы) патента: B61H1/00
Номер заявки: 5035793/11
Дата подачи заявки: 03.04.1992
Дата публикации: 30.12.1994
Заявитель(и): Темников Федор Серафимович; Кузнецов Виктор Иванович; Симонов Александр Анатольевич; Иляхин Сергей Васильевич; Темников Юрий Федорович
Автор(ы): Темников Федор Серафимович; Кузнецов Виктор Иванович; Симонов Александр Анатольевич; Иляхин Сергей Васильевич; Темников Юрий Федорович
Патентообладатель(и): Темников Федор Серафимович; Кузнецов Виктор Иванович; Симонов Александр Анатольевич; Иляхин Сергей Васильевич; Темников Юрий Федорович
Описание изобретения: Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается тормозного оборудования, применяемого на карьерном, промышленном, товарном и пассажирском подвижном составах, а также может использоваться на других видах транспорта в тормозных системах.
Известна тормозная колодка, выполненная в виде тела отливки дугообразного прямоугольного бруса с приливом в средней части и отверстием для крепления чекой, а трущаяся поверхность снабжена вставками (а.с. N 159186, кл. В 61 Н 1/00, 1963).
Недостатком известной тормозной колодки является то, что колодка в условиях интенсивной эксплуатации быстро изнашивается и ее приходится часто менять. Применение композиционного материала улучшает тормозной эффект, но приводит к интенсивному износу бандажа, а кроме того, к удорожанию самой колодки. Выполнение вставок из другого материала позволяет сохранить нужный тормозной эффект и несколько снизить износ как колодки, так и бандажа колес. Однако технологичность изготовления как самой вставки, так и колодки весьма трудоемкая, а ее форма приводит при взаимодействии с колесом к задирам.
Известна тормозная колодка, содержащая дугообразную отливку в виде бруса прямоугольного сечения, при этом в теле бруса со стороны рабочей трущейся поверхности выполнены по крайней мере два параллельных ряда отверстий, ось которых параллельна боковой стороне колодки, и в них закреплены цилиндрические вставки, выполненные из материала, имеющего более высокую абразивность, чем материал бруса, размещены в шахматном порядке, и при этом в ближнем к одной боковой поверхности ряду отверстий больше, чем в последующем ряду.
Недостатком известной тормозной колодки является быстрый износ из-за распространения задира по всей поверхности колодки, что влечет за собой износ самой колодки, снижение тормозного эффекта при больших скоростях (80-90 км/ч) за счет перегрева вставок, а также преждевременного выхода из строя за счет возникновения трещин по оси, соединяющей центры вставок, вдоль бруса.
Цель изобретения - увеличение долговечности и исследование колодки на пассажирском и товарном составах.
Цель достигается тем, что тормозная колодка, преимущественно для железнодорожного подвижного состава, выполнена в виде бруса дугообразной формы прямоугольного сечения, при этом в теле бруса со стороны трущейся рабочей поверхности выполнены по крайней мере два параллельных боковой стороне колодки продольных ряда отверстий, в которых закреплены цилиндрические вставки диаметром 0,1-0,4 ширины колодки, выполненные из материала, имеющего более высокую абразивность, чем материал бруса, причем вставки в каждом продольном ряду смещены относительно друг друга в поперечном направлении по оси ряда на 0,05-0,2 диаметра вставки, а вставки в смежных параллельных продольных рядах образуют наклонные поперечные ряды, перекрывающие трущуюся поверхность бруса поперек колодки на 0,75-0,9 ее ширины, при этом проекция каждой вставки из смежных поперечных наклонных рядов на выше или нижележащую равна не менее 0,1-0,8 диаметра вставки, причем отношение трущейся поверхности бруса к площади вставок находится в пределах 1,6-9, и при этом расстояние между центрами вставок в продольном ряду изменяется от 1,5 до 3 диаметров вставки, а в поперечном - от 1,25 до 2 диаметров вставки. Возможно выполнение боковых поверхностей колодки и вставок ребристыми или установка вставок с ребристой поверхностью в теле колодки таким образом, что отношение суммарной площади вставок к площади трущейся поверхности по высоте колодки в пределах высоты вставки является постоянной величиной, возможно установление (выполнение) вставок в продольных рядах под углом α≅ 90о к трущейся поверхности колодки в продольном направлении с длиной вставки lвст, составляющей Низ/sin α , где Низ - высота изнашиваемой части колодки; или установление (выполнение) вставок в поперечных наклонных рядах под углом β≅90о к трущейся поверхности колодки в поперечном направлении с длиной вставки, составляющей Низ/sin β ; или возможно установление (выполнение) вставок в одном продольном ряду под углом α≅ 90о к трущейся поверхности колодки в продольном направлении, а в смежном - под углом γ = 180о - α , или возможно установление вставок в поперечном наклонном ряду под углом β≅90о к трущейся поверхности колодки в поперечном направлении, а в смежном под углом δ = 180 - β ; возможно выполнение колодки таким образом, что отношение изнашиваемой части колодки Низ к толщине бруса Нбр меньше или равно 0,9; возможно выполнение смежных вставок в поперечных наклонных рядах со смещением относительно друг друга в поперечном направлении по отношению к оси ряда на 0,05-0,2 диаметра вставки.
Диапазоны соотношения размеров, введенных в формулу изобретения, в качестве существенных отличительных признаков были установлены экспериментально в результате проведенных стендовых испытаний данной колодки.
Смещение вставок в поперечном направлении относительно друг друга в продольном и поперечном рядах позволяет обеспечить надежность истирания колодки на всю высоту вставок и препятствует образованию продольной трещины по ряду как в процессе изготовления, так и в процессе эксплуатации, что в конечном итоге увеличивает срок службы колодки.
Выполнение вставок в виде поперечных наклонных рядов способствует также увеличению прочности основы колодки и препятствует ее разлому по линии, соединяющей вставки в поперечном ряду, за счет более равномерного распределения вставок по брусу и приводит к полному, а не досрочному выходу из строя колодки.
Размещение вставок в поперечных рядах таким образом, что проекция каждой вставки из смежных поперечных рядов на выше или нижележащую составляет не менее 0,1-0,8 диаметра вставки, обеспечивает прекращение задира на чугунном брусе вдоль колодки непосредственно на стальной вставке, не дает дальнейшего развития задира по длине колодки, что положительно сказывается на уменьшении износа и, как следствие, приводит к снижению износа и увеличению радиуса износа колодки, способствует повышению эффективности торможения за счет снижения тормозного пути.
Перекрытие двумя смежными поперечными рядами вставок трущейся поверхности колодки на 0,75-0,9 ее ширины, обеспечивает улавливание задиров на рабочей трущейся части колодки почти по всей ширине бруса, в пределах двух смежных рядов, что сказывается на увеличении ресурса колодки.
При соблюдении соотношения трущейся поверхности бруса к суммарной площади вставок равным 1,6-9 обеспечивается эффективное торможение в различном диапазоне скоростей движения подвижного состава (от 20 до 90 км/ч) и общий тормозной путь сокращается на 25-30%.
При размещении вставки в продольных рядах на расстоянии 1,5-3 диаметров вставки друг от друга (расстояние между центрами вставок), а в поперечных - на расстоянии 1,25-2 диаметров вставки обеспечивается эффективный режим торможения за счет исключения перегрева колодки, улавливания задиров по всей трущейся поверхности колодки, а также снижается износ колеса и колодки с учетом средних скоростей торможения.
Выполнение боковых поверхностей колодки и вставок ребристыми способствует увеличению теплоотвода, а значит, гарантирует, что при высоких скоростях торможения и при работе тормозов на длительных затяжных уклонах вставки не перегреваются и не "потекут".
Установка вставок с ребристой поверхностью в теле колодки так, чтобы отношение суммарной площади вставок к площади трущейся поверхности по всей высоте колодки в пределах высоты вставки равнялось постоянной величине, способствует равномерному износу вставки и эффективному торможению на каждом участке трущейся поверхности колодки, что приводит к увеличению ресурса колодки.
Выполняя конструктивно колодку таким образом, что отношение изнашиваемой части колодки Низ к толщине бруса меньше или равно 0,9 за счет увеличения механической прочности бруса путем уменьшения диаметра вставок, обеспечивается повышение ресурса колодки как минимум на 12%.
Установка вставок в продольных рядах под углом α≅ 90о к трущейся поверхности колодки в продольном направлении с длиной вставки lвст, составляющей lвст = =Низ/sin α , позволяет увеличить трущуюся поверхность вставок при меньшем диаметре, а значит, будет способствовать увеличение механической прочности и, как следствие, повышению ресурса работы колодки.
То же самое достигается при установке вставок в поперечных наклонных рядах под углом β≅ 90о к трущейся поверхности колодки в поперечном направлении с длиной вставки lвст, определяемой из выражения lвст = Низ/sin β с той разницей, что трущаяся поверхность вставки увеличивается в поперечном направлении при постоянном диаметре вставки с уменьшением угла β .
Выполнение вставок в одном продольном ряду под углом α≅ 90о к трущейся поверхности колодки в продольном направлении, а в смежном - под углом γ = 180- α позволяет обеспечить большую механическую прочность колодки при одном и том же диаметре вставки за счет предотвращения образования трещины между двумя смежными вставками в продольных рядах, что повышает ресурс колодки.
То же самое достигается при выполнении вставок в одном поперечном наклонном ряду под углом β≅ 90о к трущейся поверхности колодки в поперечном направлении, а в смежном - под углом δ = 180- β .
На фиг.1 показана колодка, общий вид; на фиг.2-4 представлена колодка и вставки с боковой ребристой поверхностью; на фиг.5,6 показаны разрезы колодки по продольному и поперечному ряду вставок, выполненных наклонными к трущейся поверхности; на фиг.7 показана колодка со стороны трущейся поверхности, общий вид; на фиг.8 - разрез А-А на фиг.7; на фиг.9 - разрез Б-Б на фиг.7.
Тормозная колодка выполнена в виде отливки 1 дугообразного прямоугольного бруса длиной L, шириной В и толщиной Н с приливом 2 в средней части, отверстием 3 для крепления чекой, а трущаяся поверхность снабжена вставками 4, которые выполнены цилиндрической формы (или иной другой, фиг.3,4) и смонтированы в отверстиях 5, формирующих продольные 6 и поперечные 7 наклонные ряды вставок, установленные перпендикулярно (или под наклоном фиг.5-9) к трущейся поверхности. Смежные вставки 4 в продольных рядах 6 смещены относительно друг друга в поперечном направлении по отношению к оси ряда на расстояние, равное К, а в поперечных рядах 7 - на расстояние, равное К1. Проекция любой вставки 4 в двух смежных наклонных поперечных рядах 7 на выше или нижележащую вставку определяется величиной е. Поперечные наклонные ряды 7 вставок 4 в колодке 1 перекрывают трущуюся поверхность колодки по ширине В на величину В1. Центры смежных вставок в продольном ряду 6 размещены на расстоянии С, а в поперечном - на расстоянии С1.
На фиг. 2 представлена колодка 1, выполненная с боковой ребристой поверхностью 2 и вставками 3 в теле колодки 1, из которых боковая поверхность 4 выполнена также ребристой или профильной (фиг.3,4) различной конфигурации.
На фиг. 5 представлен разрез колодки 1 по продольному ряду вставок 2, которые установлены под углом α к трущейся поверхности колодки 3 в продольном направлении. Глубина установки вставки определяется величиной предлагаемого износа Низ колодки.
На фиг. 6 представлен разрез колодки 1 по поперечному ряду вставок 2, которые установлены под углом β к трущейся поверхности колодки 3, в поперечном направлении.
На фиг. 7 представлен вид колодки 1 со стороны трущейся поверхности со вставками 2, в продольных рядах 3, наклон которых по отношению друг к другу указан стрелками 4.
На фиг. 8,9 представлены разрезы колодки 1 по линиям А-А и Б-Б, где вставки в одном ряду выполнены под углом α к трущейся поверхности колодки в продольном направлении, а в другом, смежном, - под углом γ = 180- α .
Колодка работает следующим образом.
При прижатии трущейся поверхности колодки к колесу поверхность обода катания соприкасается в процессе трения со вставками. Размещение выставок в продольном ряду со смещением в поперечном направлении по отношению к оси ряда на величину К = (0,05-0,2)dвст способствует тому, что вставки перекрывают большую часть трущейся поверхности поперек колодки по сравнению с расположением вставок без смещения, поэтому вероятность улавдивания задира на вставке по ширине колодки увеличивается. Это приводит к меньшему износу основы колодки, увеличивает срок службы в процессе эксплуатации. Кроме того, располагая вставки в продольном ряду со смещением, в процессе изготовления отливки при остывании могут возникнуть термонапряжения, которые вызовут возникновение трещины между двумя соседними отверстиями. Смещая их, вероятность прорастания трещин к второй или тем более к третьей резко снижается, а в конечном итоге это приводит к уменьшению некачественных колодок в процессе их изготовления. Величина К = (0,05-0,2)dвст установлена экспериментально. При меньшем значении К = 0,05 трещина, если возникает, то смещение на дальнейшем росте сказывается. При К, большем 0,05dвст, рост трещины замедляется между двумя соседними отверстиями, а смещение вставки на расстояние К 0,2dвст практически не влияет на дальнейшее замедление. Кроме того, увеличение этого расстояния сказывается на уменьшении количества продольных рядов, размещенных поперек колодки, что в свою очередь способствует снижению эффективности торможения за счет уменьшения вероятности улавливания задиров при уменьшении числа рядов, а значит, и количества вставок.
Образование поперечных наклонных рядов позволяет снизить затраты при изготовлении колодки за счет технологичности подготовительных операций при подготовке вставок и колодок к заливке чугуном.
Угол наклона поперечных наклонных рядов изменяется от 0 до 45о. При 0о ряды расположены параллельно нижней грани бруса, а по мере уменьшения или увеличения числа рядов угол наклона может достигать 45о, т.е. вставки будут размещены на колодке в шахматном порядке. Расстояние между центрами вставок в смежных продольных рядах между смежными вставками изменяется от 0 до 1,5dвст из учета, что расстояние между центрами вставок в ряду составит (1,5-3)dвст и максимальный угол наклона 45о (по отношению к горизонтальной оси колодки).
Расположение вставок в виде поперечных наклонных рядов (сближая ряды или разрежая их) позволяет изготавливать колодки, рассчитанные на различные максимальные скорости торможения (для карьерного транспорта - больше вставок, меньше скорость; для пассажирского - меньше вставок, больше скорость), в то время как размещение вставок в шахматном порядке (частный случай поперечных наклонных рядов) снижает возможность подбора колодки, рассчитанной на определенную заранее заданную максимальную скорость, т.е. сужает область применения колодки.
Экспериментально установлено, что чем большая часть трущейся поверхности бруса перекрыта по его ширине вставками из стали, тем меньше задиров. Кроме того, сравнение трущейся поверхности колодки без вставок и со вставками показывает, что в случае применения вставок поверхность ровная, т.е. задиры на чугуне как бы "залечиваются" сталью и их поверхность ровная, гладкая в противовес первому случаю, когда вся поверхность шершавая и испорчена продольными бороздками. Поэтому при обеспечении максимального перекрытия по ширине трущейся поверхности колодки двумя смежными поперечными рядами наблюдается минимальный износ колодки. Из условий технологии изготовления колодки вставки размещают, как минимум, на расстоянии 0,5 см от края колодки при ширине колодки 8 см, в результате максимально перекрывается трущаяся поверхность по ширине двумя рядами, смещенными на (0,05-0,2)dвст в поперечном направлении, на 0,9 ширины колодки В (фиг.1) 7:8 = 0,9, а минимально - на 0,75 (6 см:8 см = 0,75) при максимальном удалении вставок от края колодки на 1 см. Т.е. величина перекрытия вставками b трущейся поверхности колодки в поперечном направлении составляет: b = =(0,75-0,9)В. Такое размещение вставок приводит к повышению ресурса колодки и меньшему износу колеса. Результаты экспериментов подтверждают уменьшение износа бандажа колес на 5% по сравнению с использованием колодок без вставок.
При проведении испытаний колодки на стенде установлено, что иногда "задир", возникающий на поверхности чугуна, "проскакивает" вставку и, если за вставкой нет другой, то испытание может беспрепятственно продолжаться дальше. Поэтому желательно, что через определенный промежуток за вставкой находилась другая, или вставки в поперечных наклонных рядах размещают таким образом, что проекция каждой е на выше или нижележащую в смежных поперечных наклонных рядах составляет е = (0,1-0,9)dвст. Такое размещение обеспечивает улавливание задиров по всей ширине бруса в пределах двух смежных наклонных поперечных рядов. Осмотр притертых колодок показывает, что "задир" на вставке не превышает (0,2-0,9)dвст по длине. Поэтому суммарная длина "задира" на двух смежных вставках не должна быть меньше этой величины или перекрытие вставки выше или нижележащей должно быть не меньше е = (0,1-0,9)dвст.
При проведении экспериментальных работ на стенде с тормозной колодкой на скоростях более 70 км/ч, а также в карьерах при перевозке руды на длительных затяжных участках уклона за счет перегрева колодки при торможении вставки начинают "плыть" и наблюдается "провал" в работе тормозов. Для устранения этого необходимо обеспечить отвод тепла от вставки и самой колодки, что и достигается выполнением боковой поверхности колодки и вставок ребристыми (фиг. 2-4). Увеличивается площадь соприкосновения воздушного потока с корпусом колодки, а также вставки с корпусом, т.е. увеличивается величина теплоотдачи как от корпуса колодки, так и от вставки, вследствие чего ликвидируется "провал" на больших скоростях при торможении. Как показывают эксперименты, даже на скоростях более 70 км/ч не наблюдается "провала" при торможении.
Вставки с ребристой поверхностью могут быть изготовлены различной формы, как это показано на фиг.3,4. В этом случае, если площадь боковой поверхности вставки изменяется по ее высоте, вставки в теле колодки необходимо размещать таким образом, чтобы по мере износа бруса отношение суммарной площади вставок к площади трущейся поверхности колодки (Sвст и Sк) по высоте изнашиваемой части колодки Низ оставалось постоянной величиной, т.е. (Sвст/Sк = =сonst (вставки на фиг.3). В противном случае уменьшение диаметра вставки повлечет за собой уменьшение общей улавливающей поверхности вставок, что скажется на увеличении вероятности пропуска "задира" через поперечный наклонный ряд и, как следствие, приведет к преждевременному износу колодки.
Результаты анализа экспериментальных данных по изучению эффективности торможения тормозной колодки предлагаемой конструкции позволяют сделать заключение о том, что на низких скоростях (до 40 км/ч) торможения целесообразно размещать большее количество вставок на меньшем расстоянии друг от друга, в то время как на высоких (70-80 км/ч), наоборот, рекомендуется размещать вставки на большем расстоянии друг от друга с целью обеспечения исключения перегрева поверхности торможения, включая вставки, за счет эффективного теплоотвода. Поэтому на основании полученных экспериментальных данных вставки рекомендуется размещать в продольном ряду на расстоянии С = = (1,5-3)dвст (С - расстояние между центрами вставок), а в поперечном наклонном - на расстоянии С1 = (1,25-2)dвст, где С1 - расстояние между центрами вставок. Причем меньшие значения рекомендуются для малых скоростей торможения, а большие - для больших. В зависимости от предлагаемых скоростей торможения (40-80 км/ч) колодка не течет даже при t = 900оС и тормозной путь сокращается на 25% по сравнению с колодкой обычной, что достигается увеличением или уменьшением количества вставок на колодке. С учетом того, что трущаяся поверхность колодки по ширине бруса должна перекрываться вставками на 0,75-0,9 ее ширины с использованием вставок диаметром от 1 до 2,5 см, экспериментально установлено, что эффективное торможение наблюдается в интервале, в котором отношение трущейся поверхности колодки Sк ко всей площади вставок (суммарной) Sвст составляет Sк/Sвст= 1,6-9. Меньшее значение соответствует для меньших скоростей, а большее, соответственно, для больших скоростей.
С технологической точки зрения при изготовлении колодок со вставками меньше трещин в теле колодки образуется при использовании вставок меньшего диаметра за счет незначительного градиента температур у вставки и колодки. Но с другой стороны, экспериментально установлено, что на больших скоростях задир " проскакивает" вставку малого диаметра (10-12 мм), поэтому для увеличения вероятности улавливания "задира" рекомендуется увеличивать диаметр вставок, что влияет на механическую прочность колодки. Однако, устанавливая вставки под углом α и β≅ 90о к трущейся поверхности, соответственно, в продольном (фиг.5) и поперечном (фиг.6) направлениях по отношению к колодке, в процессе износа вставки принимают форму эллипса с большей осью, направленной вдоль колодки, или поперек ее, т.е. увеличивается площадь улавливания вставки при меньшем диаметре или вместо вставок большого диаметра, установленных под углом 90о к трущейся поверхности колодки, можно использовать вставки меньшего диаметра, но установленные под углом α или β к трущейся поверхности (фиг.5,6) колодки без уменьшения эффективности торможения.
Такое размещение позволяет при малых диаметрах вставки (10-12 мм) увеличить механическую прочность колодки, с одной стороны, а с другой стороны, обеспечить эффективное улавливание "задиров" за счет увеличения площади вставки при размещении последней под углом к трущейся поверхности колодки, т.е. позволит уменьшить износ колодки. Эксперименты на стенде доказали это. При размещении вставки под углом 90о диаметр вставки в продольном направлении увеличивается в 1,1-1,15 раза в процессе износа, в то время как при размещении вставки под углом 80о к поверхности колодки диаметр "пятна" вставки увеличивается в 1,25-1,3 раза (в продольном направлении).
Размещение вставок под углом β по отношению к трущейся поверхности колодки в поперечном направлении приводит к увеличению всего диаметра вставки в 1,25-1,3 раза.
При размещении вставок под углом 90о к трущейся поверхности колодки длина вставки выбирается равной высоте предлагаемого износа колодки Низ. При размещении вставки под углом α или β длина вставки, исходя из постоянства предлагаемой высоты износа колодки, определяется из выражения lвст = Низ/sin α или Низ/sin β .
Толщину изнашиваемой части бруса можно увеличить при обеспечении необходимой механической прочности остающейся неизнашиваемой части колодки, что определяется уменьшением диаметра используемых вставок, их количеством, схемой размещения и т.д. Экспериментально установлено, что при малых диаметрах вставок (10-16 мм) и размещении их в 7-9 поперечных рядов толщину износа колодки можно довести до 0,9 толщины бруса Нбр, т.е. Низбр ≅ 0,9.
С целью увеличения механической прочности колодки, толщины износа бруса, повышения эффективности торможения вставки в смежных продольных рядах следует размещать их так, как это показано на фиг.7, т.е. в одном продольном ряду с наклоном α≅ 90о по отношению к трущейся поверхности колодки в продольном направлении, а в другом - под углом γ = =180- α (фиг.8,9). Это позволит сохранить постоянство суммарной площади вставок по мере износа колодки, с одной стороны, а значит, и эффективность торможения, а с другой - увеличить механическую прочность колодки за счет того, что в поперечном наклонном ряду вставки будут расположены в разных плоскостях, а значит, при возникновении трещины вероятность ее прорастания вдоль оси поперечного наклонного ряда резко уменьшится, что и приведет к увеличению ресурса колодки.
Тот же самый эффект достигается и при размещении вставок в одном поперечном наклонном ряду под углом β≅ 90о, а в другом, смежном, под углом δ = 180- β и при этом резко сокращается вероятность прорастания трещины вдоль продольного ряда вставок, что также увеличивает долговечность использования колодки или ее ресурс.
При проведении испытаний колодок вышеприведенной конструкции на стенде и в карьере отмечено отсутствие ядовитых газов, возникающих при торможении на больших скоростях (70-80 км/ч). Применяемые на подвижных составах на этих скоростях тормозные колодки из различных композиционных материалов (пластмассы и др.) при торможении выделяют большое количество ядовитых газов, что делает невозможным их использование в местах с плохим проветриванием (на глубоких горизонтальных карьеров, вблизи станций метро городах и т. д. ) за счет дополнительного экологического вреда окружающей среде. При испытании заявленной конструкции тормозной колодки на скоростях более 70 км/ч отмечено полное отсутствие ядовитых газов, что позволяет рекомендовать ее для использования в метро, на городских электричках, в подвижном составе, задействованном для вывоза горных пород из карьеров, особенно с глубоких горизонтов.
Срок службы колодки по сравнению с обычной серийной из серого сплошного чугуна увеличивается в несколько десятков раз.
Таким образом, преимуществом данного изобретения является повышение эффективности торможения при высоких и низких скоростях торможения, снижение износа бандажа колес, повышение износостойкости колодки с увеличением ее ресурса, а также повышение экологической чистоты окружающей среды при эксплуатации колодки на подвижных составах.
Формула изобретения: 1. ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА преимущественно для железнодорожного подвижного состава, содержащая дугообразную отливку в виде бруса прямоугольного сечения, при этом в теле бруса со стороны рабочей трущейся поверхности выполнены по крайней мере два параллельных боковой стороне колодки продольных ряда отверстий, в которых закреплены вставки, диаметр которых составляет 0,1 - 0,4 ширины колодки, выполненные из материала более высокой абразивности, чем материал бруса, отличающаяся тем, что вставки в каждом продольном ряду смещены относительно друг друга в поперечном направлении относительно оси ряда на 0,05 - 0,2 диаметра вставки, причем последние в смежных параллельных рядах образуют наклонные поперечные ряды, перекрывающие трущиеся поверхности бруса поперек колодки на 0,75 - 0,9 ее ширины, при этом проекция каждой вставки из смежных поперечных наклонных рядов на выше или ниже лежащую составляет 0,1 - 0,9 диаметра вставки.
2. Колодка по п.1, отличающаяся тем, что отношение трущейся поверхности бруса к площади вставок находится в пределах от 1,6 до 9.
3. Колодка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что расстояние между центрами вставок в продольном ряду изменяется от 1,5 до 3 диаметров вставки, а в поперечном - от 1,25 до 2 диаметров вставки.
4. Колодка по пп.1-3, отличающаяся тем, что боковые поверхности колодки и вставок выполнены ребристыми.
5. Колодка по п.4, отличающаяся тем, что вставки с ребристой поверхностью установлены в теле колодки таким образом, что отношение суммарной площади вставок к площади трущейся поверхности по высоте изнашиваемой части колодки Hиз является постоянной величиной.
6. Колодка по пп.1-4, отличающаяся тем, что вставки в продольных рядах установлены под углом α ≅ 90o к трущейся поверхности колодки в продольном направлении и длина вставки lвет составляет lвст = Hиз / sinα .
7. Колодка по пп.1-4 и 5, отличающаяся тем, что вставки в поперечных наклонных рядах установлены под углом β ≅ 90o к трущейся поверхности колодки в поперечном направлении и длина вставки составляет lвст = Hиз / sinβ .
8. Колодка по п.6, отличающаяся тем, что вставки в одном продольном ряду выполнены под углом α ≅ 90º к трущейся поверхности колодки в продольном направлении, а в смежном - под углом γ = 180-α .
9. Колодка по п. 7, отличающаяся тем, что вставки в одном поперечном наклонном ряду выполнены под углом β ≅ 90º к трущейся поверхности колодки в поперечном направлении, а в смежном - под углом δ = 180-β .
10. Колодка по пп.1-4, 6 и 7, отличающаяся тем, что отношение изнашиваемой части колодки Hниз к толщине бруса Hбр составляет Hиз / Hбp ≅ 0,9 .
11. Колодка по пп. 1-10, отличающаяся тем, что смежные вставки в поперечном ряду смещены относительно друг друга в поперечном направлении по отношению к оси ряда на 0,05 - 0,2 диаметра вставки.