Минимальная толщина чугунных тормозных колодок на локомотиве: требования, типы и вес

21 ноября’ 24

В процессе производства чугунных колодок особое внимание уделяется соблюдению стандартов обработки и контроля качества. Каждая партия продукции должна быть подвергнута тщательному тестированию, чтобы гарантировать соответствие заявленным требованиям. Это включает в себя как механические испытания на прочность и твердость, так и анализ химического состава для выявления возможных отклонений от норм.

 

Также важно учитывать влияние технологического процесса на микроструктуру чугуна. Правильный температурный режим, время отливки и методы охлаждения непосредственно влияют на распределение графита и других включений. Неправильные условия могут привести к образованию дефектов и ухудшению эксплуатационных характеристик, что недопустимо в производстве ответственных деталей.

 

 

При выборе твердости чугунной колодки необходимо учитывать не только марку, но и условия эксплуатации. М-исполнение с диапазоном твердости 229-302 НВ идеально подходит для средних нагрузок, обеспечивая хорошую износостойкость и надежность при работе в механизмах. Этот вариант часто используется в конструкциях, где важна комбинация прочности и достаточной пластичности, что снижает риск трещинообразования.

 

Р-исполнение, с более широким диапазоном твердости 217-303 НВ, представляет собой более универсальный вариант. Этот тип колодки можно применять в условиях, где требуются высокие требования к жесткости и долговечности. Благодаря возможности адаптации к различным условиям, Р-версия нашла свое применение в большом числе промышленных процессов.

Важно также отметить, что номинальная масса колодок составляет 14,7 кг для М и 15,8 кг для Р. Эти характеристики влияют на установочные размеры и конструкцию оборудования, в котором будут использоваться колодки. Корректный выбор материала и твердости обеспечивает безопасность и эффективность работы всей системы в целом.

 

Организация контроля качества на всех этапах производства позволяет минимизировать риски и повысить надежность конечной продукции. Специализированные лаборатории проводят оценку, используя современные методы анализа, что обеспечивает высокую степень достоверности результатов. Всё это способствует успешной эксплуатации чугунных колодок в самых разнообразных условиях, сохраняя их долговечность и эффективность.

 

Колодка содержит металлический каркас и установленный на нем композитный фрикционный элемент, состоящий из двух продольных слоев с разной теплопроводностью. Слой с меньшей теплопроводностью выполнен из композитного фрикционного материала с более высокой адгезией к металлу и прочностью по сравнению со слоем, расположенным на рабочей поверхности башмака. Толщина слоя с меньшей теплопроводностью меньше минимальной толщины башмака, разрешенной к эксплуатации, но больше толщины от задней поверхности башмака до выступающих частей металлического каркаса. Согласно второму варианту конструкции, тормозной башмак содержит металлический каркас и установленный на него композитный фрикционный элемент, состоящий из двух продольных слоев и чугунной вставки, расположенной в центральной части башмака. Слой с более низкой теплопроводностью изготовлен из композитного фрикционного материала, обладающего более высокой адгезией к металлу и прочностью по сравнению со слоем, расположенным со стороны рабочей поверхности башмака. Толщина слоя с более низкой теплопроводностью меньше минимальной толщины башмака, разрешенной для эксплуатации, но больше толщины от задней поверхности башмака до выступающих частей металлического каркаса.

 

Высокоскоростная тормозная колодка является важной частью высокоскоростной тормозной системы. Тормозная система — одна из девяти ключевых технологий высокоскоростных железных дорог. Тормозная система составляет около 9% стоимости поезда EMU. Высокоскоростная тормозная система обычно использует электрическое торможение, пневматическое торможение и неадгезионное торможение для комбинированного торможения, при этом электрическое торможение является основным, а пневматическое и неадгезионное — вспомогательными.

 

Пневматический тормоз относится к механическим тормозам. Распространенной конструктивной формой пневматического тормоза является дисковый тормоз, который использует сжатый воздух, чтобы тормозные колодки охватывали тормозной диск, и использует трение между тормозными колодками и тормозным диском для создания тормозного усилия. . Тормозная колодка и тормозной диск образуют пару трения, среди которых тормозная колодка является ключевым компонентом для обеспечения безопасности движения высокоскоростных поездов, и ее характеристики напрямую влияют на эффективность торможения, срок службы тормозного диска и самой тормозной колодки и безопасность движения поезда.

 

В связи с быстрым развитием железнодорожных поездов (резким увеличением скорости) тормозные колодки также постоянно совершенствуются. Наиболее важным фактором, влияющим на эффективность тормозных колодок, является материал, из которого они изготовлены. Тенденция развития тормозных материалов для тормозных систем заключается в разработке тормозных материалов с отличной теплопроводностью, стабильным коэффициентом трения, устойчивостью к высоким температурам и ударам, износостойкостью и снижением трения, а также малым весом.

 

В последние годы на фоне стремительного развития внутренних и международных железнодорожных перевозок и постоянного увеличения эксплуатационного пробега количество железнодорожных транзитных транспортных средств продолжает расти, что привело к постоянному увеличению объёма рынка тормозных колодок для железнодорожных транзитных транспортных средств.

 

Типы тормозных колодок для железнодорожного транспорта
Типы	Характеристики	Применение
Чугунные тормозные колодки	По мере увеличения скорости торможения температура чугунных тормозных колодок повышается, коэффициент трения снижается, а износ увеличивается;	Обычно используется только для поездов, движущихся со скоростью около 100 км/ч;
Тормозные колодки на основе смолы	Композитный материал, получаемый путём смешивания связующих веществ, армирующих материалов и модификаторов трения и отверждения под давлением и при нагревании	Обычно тормозные колодки на основе смолы используются на скорости 160–200 км/ч и в основном применяются в метро и обычных скоростных поездах
Тормозной диск из порошковой металлургии-железная основа	Тормозные колодки на основе железа обладают высокой термостойкостью, прочностью, твёрдостью и устойчивостью к окислению, но они плохо сочетаются с чугунными или стальными тормозными дисками и склонны к пригоранию. Коэффициент трения сильно колеблется на низких скоростях, а поверхность трения серьёзно повреждается. При использовании в качестве тормозных колодок для высокоскоростных поездов на них накладывается больше ограничений.	В основном используется в железнодорожных грузовых вагонах (вагонах);
Тормозная колодка из порошковой металлургии - медная основа	Тормозные колодки на основе меди обладают хорошими комплексными характеристиками и превосходным тормозным эффектом	Рабочая скорость была увеличена до 350 км/ч и выше, при этом сохраняется стабильный коэффициент трения. Он используется в японских поездах «Синкансэн», французских поездах TGV, немецких высокоскоростных поездах ICE и высокоскоростных электропоездах в моей стране.
Тормозная колодка из углерод-углеродного композита	Малый вес, высокий модуль упругости, высокая удельная прочность, низкий коэффициент теплового расширения, высокая термостойкость, устойчивость к тепловому удару, коррозионная стойкость, хорошая амортизация и ряд других превосходных свойств — эти уникальные свойства композитных материалов C/C позволяют им одновременно выполнять три функции: повышать трение, передавать механические нагрузки и поглощать кинетическую энергию.	Из-за высокой стоимости в настоящее время он в основном используется для авиационных тормозов.
Тормозная колодка из карбон-керамического композита	Он обладает хорошей устойчивостью к высокотемпературному окислению и стабильным коэффициентом трения, но его стоимость высока, а процесс массового производства сложен, трудоёмок и длителен

 

Тормозные колодки для железнодорожного транспорта являются ресурсозатратной отраслью, и сырье, из которого изготавливаются тормозные колодки, оказывает ключевое влияние на их характеристики. В настоящее время углеродно-керамические композитные материалы являются наиболее эффективными материалами для тормозных колодок железнодорожного транспорта, но из-за высоких технических барьеров и низкой степени индустриализации уровень их проникновения на рынок остается относительно низким. 

 

Тормозные колодки из порошковой металлургии являются основными продуктами на современном рынке тормозных колодок для железнодорожного транспорта, и уровень их проникновения на рынок относительно высок. Тормозные колодки, которые в настоящее время используются на высокоскоростных железных дорогах в крупных странах с высокоскоростным железнодорожным сообщением, таких как Япония, Франция, Германия и Испания, по-прежнему в основном изготавливаются из порошковой металлургии.