Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту
The article reviews publications on the evaluation of the effectiveness of materials used for the manufacture of brake pads for railway rolling stock. The chemical composition, mechanical properties and performance characteristics of cast iron and composite brake pads made of rubber compound, includ...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/273 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471996188884992 |
|---|---|
| author | Сіренко , Катерина Адольфівна Мазур , Валерій Леонідович |
| author_facet | Сіренко , Катерина Адольфівна Мазур , Валерій Леонідович |
| author_sort | Сіренко , Катерина Адольфівна |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-06-04T07:05:42Z |
| description | The article reviews publications on the evaluation of the effectiveness of materials used for the manufacture of brake pads for railway rolling stock. The chemical composition, mechanical properties and performance characteristics of cast iron and composite brake pads made of rubber compound, including those equipped with cast iron inserts, are compared. It is shown that the chemical composition and mechanical properties of cast iron brake pads meet the requirements regulated in standards, in particular, in GOST 30249-97, which is currently in force in Ukraine. Composite brake pads are manufactured according to specifications that do not regulate the percentage of composite rubber compound components and their chemical composition, which is a violation of GOST 2.114-95. This excludes the possibility of controlling these main indicators of the pads' quality by their consumers. It has been confirmed that the main disadvantage of composite brake pads is the significantly low thermal conductivity of the composite rubber compound compared to the thermal conductivity of cast iron. Due to the low thermal conductivity of the friction element of brake pads made of this composite material and, as a result, insufficient heat dissipation from the friction zone between the pad and the wheel during train braking, the temperature in this zone can reach 900 °C. This is despite the fact that the self-ignition temperature of the composite rubber compound is (300...550) °C according to the technical specifications for composite pads. An increase in temperature changes the friction conditions of the pads on the rolling surface of the wheels and impairs the wear resistance of the pads. To mitigate the negative impact of the low thermal conductivity of the composite rubber compound, the friction element of composite brake pads is equipped with inserts made of cast iron, which has a relatively high thermal conductivity. Such a solution has a positive effect on the temperature regime of the pads and wheels, but does not provide a radical improvement in heat removal from the contact zone of brake pads with the wheels of moving vehicles. The mechanism of influence of the temperature in the contact zone of the pad with the wheel on the occurrence of defects in the rolling surface of wheels is considered. The toxicity of brake composite pads made of uncontrolled rubber compounds and the harmfulness of their wear products to human health and the environment are noted. Recommendations for the selection of cast iron for inserts in the friction material of brake pads are given. The article shows the prospects of using inserts made of partially graphitised cast iron. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:24Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-273 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:24Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2732025-06-04T07:05:42Z Selection of Cast Iron for Inserts in the Friction Element of Brake Pads for Rolling Stock Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту Сіренко , Катерина Адольфівна Мазур , Валерій Леонідович brake pads cast iron composite material properties thermal conductivity friction coefficient standardisation гальмівні колодки чавун композиційний матеріал властивості теплопровідність коефіцієнт тертя стандартизація The article reviews publications on the evaluation of the effectiveness of materials used for the manufacture of brake pads for railway rolling stock. The chemical composition, mechanical properties and performance characteristics of cast iron and composite brake pads made of rubber compound, including those equipped with cast iron inserts, are compared. It is shown that the chemical composition and mechanical properties of cast iron brake pads meet the requirements regulated in standards, in particular, in GOST 30249-97, which is currently in force in Ukraine. Composite brake pads are manufactured according to specifications that do not regulate the percentage of composite rubber compound components and their chemical composition, which is a violation of GOST 2.114-95. This excludes the possibility of controlling these main indicators of the pads' quality by their consumers. It has been confirmed that the main disadvantage of composite brake pads is the significantly low thermal conductivity of the composite rubber compound compared to the thermal conductivity of cast iron. Due to the low thermal conductivity of the friction element of brake pads made of this composite material and, as a result, insufficient heat dissipation from the friction zone between the pad and the wheel during train braking, the temperature in this zone can reach 900 °C. This is despite the fact that the self-ignition temperature of the composite rubber compound is (300...550) °C according to the technical specifications for composite pads. An increase in temperature changes the friction conditions of the pads on the rolling surface of the wheels and impairs the wear resistance of the pads. To mitigate the negative impact of the low thermal conductivity of the composite rubber compound, the friction element of composite brake pads is equipped with inserts made of cast iron, which has a relatively high thermal conductivity. Such a solution has a positive effect on the temperature regime of the pads and wheels, but does not provide a radical improvement in heat removal from the contact zone of brake pads with the wheels of moving vehicles. The mechanism of influence of the temperature in the contact zone of the pad with the wheel on the occurrence of defects in the rolling surface of wheels is considered. The toxicity of brake composite pads made of uncontrolled rubber compounds and the harmfulness of their wear products to human health and the environment are noted. Recommendations for the selection of cast iron for inserts in the friction material of brake pads are given. The article shows the prospects of using inserts made of partially graphitised cast iron. Наведено огляд публікацій, присвячених оцінці ефективності матеріалів, які застосовують для виготовлення гальмівних колодок рухомого складу залізниці. Порівняно хімічний склад, механічні властивості та експлуатаційні характеристики чавунних і композиційних колодок, виготовлених із гумосуміші, в тому числі оснащених вставками із чавуну. Показано, що хімічний склад і механічні властивості чавунних гальмівних колодок відповідають вимогам, регламентованим у стандартах, зокрема в ГОСТ 30249-97, який нині діє в Україні. Композиційні гальмівні колодки виготовляють за технічними умовами, в яких вимоги до відсоткового вмісту компонентів композиційної гумосуміші та їх хімічний склад не регламентовані, що є порушенням ГОСТ 2.114-95. Зазначене виключає можливість контролювати основні показники якості колодок їх споживачами. Підтверджено, що головний недолік композиційних гальмівних колодок полягає в суттєво низькій теплопровідності композиційної гумосуміші порівняно з теплопровідністю чавуну. Внаслідок низької теплопровідності фрикційного елемента гальмівних колодок, виготовленого із такого композиційного матеріалу, і, як результат, недостатнього тепловідводу із зони тертя колодки з колесом при гальмуванні потягу, температура в цій зоні може досягти 900 °C. При тому, що температура самозаймання композитної гумосуміші складає (300…550) °C згідно з даними технічних умов на композиційні колодки. Підвищення температури змінює умови тертя колодок по поверхні кочення коліс і погіршує зносостійкість колодок. Для послаблення негативного впливу низької теплопровідності композитної гумосуміші фрикційний елемент гальмівних композиційних колодок оснащують вставками із чавуну, який має відносно високу теплопровідність. Таке рішення позитивно відображається на температурному режимі колодок і коліс, але не забезпечує кардинального покращення тепловідводу із зони контакту гальмівних колодок з колесами рухомих засобів. Розглянуто механізм впливу температури в зоні контакту колодки з колесом на виникнення дефектів поверхні кочення коліс. Відмічено токсичність гальмівних композиційних колодок, виготовлених із гумосуміші неконтрольованого складу, та шкідливість для здоровʼя людей і довкілля продуктів їх зносу. Надано рекомендації щодо вибору чавуну для вставок у фрикційний матеріал гальмівних колодок. Показано перспективність використання вставок, виготовлених із частково графітизованого чавуну. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2024-12-24 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/273 10.15407/steelcast2024.03-04.006 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 32 No. 3-4 (2024): Metal and Casting of Ukraine; 49-57 Метал та лиття України ; Том 32 № 3-4 (2024): Метал та лиття України; 49-57 2706-5529 2077-1304 10.15407/steelcast2024.03-04 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/273/275 Авторське право (c) 2025 Метал та лиття України |
| spellingShingle | гальмівні колодки чавун композиційний матеріал властивості теплопровідність коефіцієнт тертя стандартизація Сіренко , Катерина Адольфівна Мазур , Валерій Леонідович Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту |
| title | Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту |
| title_alt | Selection of Cast Iron for Inserts in the Friction Element of Brake Pads for Rolling Stock |
| title_full | Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту |
| title_fullStr | Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту |
| title_full_unstemmed | Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту |
| title_short | Вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту |
| title_sort | вибір чавуну для вставок у фрикційний елемент гальмівних колодок рухомого залізничного транспорту |
| topic | гальмівні колодки чавун композиційний матеріал властивості теплопровідність коефіцієнт тертя стандартизація |
| topic_facet | brake pads cast iron composite material properties thermal conductivity friction coefficient standardisation гальмівні колодки чавун композиційний матеріал властивості теплопровідність коефіцієнт тертя стандартизація |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/273 |
| work_keys_str_mv | AT sírenkokaterinaadolʹfívna selectionofcastironforinsertsinthefrictionelementofbrakepadsforrollingstock AT mazurvaleríjleonídovič selectionofcastironforinsertsinthefrictionelementofbrakepadsforrollingstock AT sírenkokaterinaadolʹfívna vibírčavunudlâvstavokufrikcíjnijelementgalʹmívnihkolodokruhomogozalízničnogotransportu AT mazurvaleríjleonídovič vibírčavunudlâvstavokufrikcíjnijelementgalʹmívnihkolodokruhomogozalízničnogotransportu |