Коефіцієнти тертя між колесами залізничного транспорту і гальмовими колодками з чавуну та композиційного матеріалу: порівняльний аналіз

Шрифт:
211

https://doi.org/10.15407/steelcast2022.01.091

Met. litʹe Ukr., 2022, Tom 30, №1, P. 91-101

К.А. Сіренко, мол. наук. співр., email: thermoexp.metal@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-2613-8094

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

Надійшла 17.02.2022

УДК 621.74:669.13.017

Проаналізовано коефіцієнт тертя на поверхні контакту гальмових колодок, виготовлених з чавуну та композицій них матеріалів (гумоазбестової чи гумобезазбестової суміші), і коліс залізничного рухомого складу. Порівняно величини коефіцієнтів тертя у стандартах та технічних умовах на гальмові колодки. Зазначений у нормативних документах діапазон коефіцієнтів тертя (0,20–0,30) колодок з чавуну по поверхні коліс значно менший, ніж діапа зони коефіцієнтів тертя колодок з композиту (0,34–0,65) і композиційних колодок з чавунними вставками (0,35–0,50). Показано, що загальна величина коефіцієнта тертя композиційних колодок з чавунними вставками, яка підсумовує коефіцієнти на ділянках тертя поверхні колеса з композитом та з чавуном, строго кажучи, є невизна ченою, оскільки кожен матеріал по-різному реагує на однакові умови тертя. Запропоновано величину коефіці єнта тертя композиційної колодки з чавунними вставками розглядати з позиції вірогідного підходу у вигляді поля розподілу випадкової величини. Розглянуто механізм впливу вологи (води) на коефіцієнт тертя між поверхнями гальмової колодки і колеса. Виявлено закономірності змін сили і коефіцієнта тертя колодки по колесу на почат ковій стадії екстреного гальмування залізничного потяга. Представлено результати експериментального дослі дження величин коефіцієнтів тертя композиційного матеріалу і чавуну з колісною сталлю. Підкреслено, що галь мові колодки з композиційного матеріалу сприяють зародженню дефектів на поверхні кочення коліс залізничного транспорту. Рекомендовано для забезпечення стабільності коефіцієнта тертя композиційних гальмових колодок регламентувати в стандартах і технічних умовах перелік і хімічний склад компонентів, речовин, з яких складається композиційний матеріал (гумосуміші), подібно тому, як формулюються у стандартах вимоги до чавунних колодок.

Ключові слова: коефіцієнт тертя, гальмові колодки, чавун, композиційні матеріали, стандартизація.

Література

1. Мазур В.Л., Найдек В.Л., Попов Є.С. Порівняння чавунних і композиційних з чавунними вставками гальмових колодок для рухомого складу залізниці. Метал та лиття України. 2021. Т. 29. № 2 (325). С. 80–89. DOI: https://doi.org/10.15407/ steelcast2021.02.080 2. Неижко И.Г., Найдек В.Л., Гаврилюк В.П. Тормозные колодки железнодорожного транспорта. Киев: НАН Украины, Физ.- технол. ин-т металлов и сплавов, 2009. 121 с.
3. Попов Е.С., Шинский О.И. Анализ показателей качества колодок тормозных и композиционных для железнодорожного подвижного состава. Литье и металлургия. 2021. № 1. С. 27–37.
4. Ямшинський М.М., Назаренко В.С., Кравченко К.О. Аналіз гальмівних колодок та шляхи оцінки їх перспектив них конструкцій. Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. 2015. № 1 (218). С. 204–209.
5. Мартинов І.Е., Негволода К.С. Аналіз чинників, що впливають на ефективність використання автоматичних гальм ван тажних вагонів. Збірник наукових праць УкрДАЗТ. 2013. Вип. 139. С. 230–235.
6. Мурадян Л.А., Шапошник В.Ю., Винокурова С.В. Пути развития, тенденции и перспективы дальнейшего совершен ствования тормозной колодки рельсового подвижного состава. Вагонный парк. 2015. № 5–6 (98–99). С. 32–34.
7. Бабаев А.М., Мурадян Л.А., Винокурова С.В. О тормозных колодках дорог Украины. Вагоны и вагонное хозяйство. 2010. № 4. С. 43–44.
8. Галай Э.И., Рудов П.К. Эффективность торможения пассажирских поездов – фактическая и по нормативам. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. 2006. Вип. 11. С. 116–119. URL: http://eadnurt.diit.edu.ua/bitstream/123456789/4611/1/Visnyk_11.pdf
9. Галай Э.И., Рудов П.К., Галай И.Э., Сидорович О.А. Тормозные колодки для электропоездов: чугунные или компози ционные. URL: http://scbist.com/xx2/43779-06-2005-tormoznye-kolodki-dlya-elektropoezdo.... html
10. Галай Э.И., Куровский М.В., Рудов П.К., Галай И.Э., Сидорович О.А. Эффективный тормоз для электропоездов. [04- 2005] СЦБИСТ. URL: http://scbist.com/xx2/43725-04-2005-effektivnyi-tormoz-dlya-elektropoezd...
11. Мурадян Л.А., Шапошник В.Ю., Винстрот Бернд Уве, Муковоз С.П. Испытания перспективных тормозных колодок на железнодорожных дорогах Украины. Реалії та перспективи. Локомотив-інформ. 2015. № 07–08. С. 20–22.
12. Гальмова колодка залізничного транспортного засобу / А.І. Ворончіхін, В.І. Налєв, В.Н. Бичков та ін. // Опис до патенту на колісну модель. UА № 61367. 11.07.2011. Бюл. № 13.
13. Тормозная колодка железнодорожного транспортного средства / А.А. Найшев, А.И. Ворончихин, Л.А. Вуколов и др. // Патент RU 2340805. URL: https://findpatent.ru/patent/234/2340805.html
14. Колодка гальмова залізничного транспортного засобу / А.І. Ворончіхін, В.І. Налєв, В.Н. Бочкарьов та ін. // Опис до па тенту на винахід UA 90373. 26.04.2010. Бюл. № 8.
15. Гальмова колодка залізничного транспортного засобу / Б.І. Вінстрот, С.П. Муковоз, С.М. Литвинський та ін. // Опис на корисну модель. UA 100126. 10.07.2015. Бюл. № 13.
16. Гальмова колодка / Матус МБА, Рженок Отакар // Опис до патенту на винахід. UA 112762. 10.10.2014. Бюл. № 19; 25.10.2016. Бюл. № 20.
17. Тормозная колодка железнодорожного подвижного состава / В.А. Исаков, А.А. Габбасова, Н.В. Зимина и др. // Патент РФ 2236969. 27.09.2004. URL: www.freepatent.ru/patents/2236969
18. Гальмівна колодка рухомого складу залізничного транспорту / С.М. Литвинський // Опис до патенту на корисну модель. UA 102172.26.102172. Бюл. № 20.
19. Климов А.А., Стручков А.В., Бондарик В.Б., Ильинский В.П., Домнин С.В., Кирпиченко В.П. Влияние состава микро структуры тормозных локомотивных колодок на трибологические свойства. Вестник ИрГТУ. 2017. Том. 21. № 11 (130). С. 179–190.
20. Гнездилова Г.В., Титаренко В.Ф. Сравнительная оценка фрикционных характеристик пар трения дисковых тормозов железнодорожного подвижного состава. Проблемы трения и изнашивания. Киев: Техника, 1974. Вып. 6. С. 119–122.
21. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Камбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. Москва: Машиностроение, 1977. 526 с.
22. Мазур В.Л., Тимошенко В.И. Теория и технология прокатки (гидродинамические эффекты смазки и микрорельеф по верхности). Киев: ИД «АДЕФ Украина», 2018. 560 с.
23. Мазур В.Л., Ноговицын А.В. Теория и технология тонколистовой прокатки (численный анализ и технические прило жения). Днепропетровск: РВА «Дніпро-VAL», 2010. 500 с.; Mazur, V.L., Nogovitsyn, O.V. Theory and Technology of Sheet Rolling. Numerical Analysis and Applications. CRC Press. Taylor and Francis Group, 2019. 479 p.
24. Мазур В.Л. Производство листа с высококачественной поверхностью. Киев: Техника, 1982. 166 с.
25. Мелешко В.И., Чекмарев А.П., Мазур В.Л., Качайлов А.П. Отделка поверхности листа. Москва: Металлургия, 1975. 272 с.
26. Сіренко К.А., Мазур В.Л. Оцінка стабільності хімічного складу і механічних властивостей промислових партій синтетич ного чавуну. Процеси лиття. 2021. № 4 (146). С. 66–75.
27. Сіренко К.А., Мазур В.Л. Ідеологія коригування хімічного складу синтетичного чавуну в процесі виготовлення литва. Метал та лиття України. 2021. Т. 29. № 4 (327). С. 44–54. DOI: https://doi.org/10.15407/steelcast2021.04.044
28. Сіренко К.А. Удосконалення нормативно-технічної документації на ливарні вироби з чавуну. Процеси лиття. 2021. № 3 (145). С. 69–76. DOI: https://doi.org/10.15407/plit2021.03.069
29. Сиренко Е.А. Характеристика химического состава и свойств синтетического чугуна для тормозных колодок локомоти вов. Труды 29-й Международной научно-технической конференции «Литейное производство и металлургия-2021. Беларусь». Минск, 17–19 ноября 2021. С. 140–143.
30. Ефимов Р.А. Оценка тепловых нагружений цельнокатаного колеса вагона при торможении. Канд. диссертация. Москва: МГУПС (МИИТ), 2017. 196 с.