铁道货车用合成闸瓦(铁标2403-2010).pptx

1、铁道货车用合成闸瓦Brake shoes for freight rolling stock of railways,王秀飞 2012年02月15日 ,铁道货车用合成闸瓦,2010-12-02发布 2011-06-01实施 中华人民共和国铁道部 发 布,中华人民共和国铁道部行业标准 TB/T 2403-2010 代替TB/T 2403-1993，TB/T 2404-1999,Brake shoes for freight rolling stock of railways,目 录,前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语、定义和符号 4 分类与使用要求 5 技术要求 结构及外形尺寸 外观

2、使用 物理及力学性能 制动摩擦磨耗性能 摩擦体与瓦背粘结强度 材料及制造,TB/T 2403-2010,目 次,6 检查与试验方法 外观检查 外形及配合尺寸检查 物理及力学性能试验 摩擦体与瓦背粘结强度试验 制动摩擦磨耗性能试验 红外光谱分析 热重分析 7 检查规则 出厂检验 周期检验 型式检验 线路运用考核,TB/T 2403-2010,目 次,8、标志、包装、运输与储存 标志 包装 运输与储存 附录A（规范性附录） 闸瓦外形及配合尺寸 附录B（规范性附录） 闸瓦瞬时摩擦系数允许范围 附录C（规范性附录） 物理力学性能试样取样部位 附录D（规范性附录） 压缩模量的确定方法 附录E（规范性附录

3、） 摩擦体与瓦背粘结强度试验方法 附录F（规范性附录） 制动摩擦性能试验方法 参考文献,TB/T 2403-2010,前 言,本标准与TB/T2403-1993货车用高摩擦系数合成闸瓦、TB/T2404-1999铁路货车用低摩擦系数合成闸瓦相比，主要技术变化如下： 将铁道货车用合成闸瓦分为高摩擦系数合成闸瓦（H闸瓦）和低摩擦系数合成闸瓦（L闸瓦）两类（见第4章）； 增加两项型式试验要求，即摩擦体材料的红外光谱分析（见和热重分析（见5.7.11和6.7）； 补充并明确了闸瓦物理力学性能试验的取样方法和试验要求（见6.3和附录C）； 补充并明确了压缩模量的确定方法（见6.3.5和附录D）；,TB/

4、T 2403-2010,前 言,增加了弯曲强度要求和试验方法（见5.4表1和6.3.7）； 增加了丙酮可溶物含量检测要求和试验方法（见5.7.12和6.3.3）； 补充并明确了摩擦体与瓦背粘结剪切强度试验的取样方法和试验要求；增加了摩擦体与瓦背拉脱力要求和试验方法（见6.4和附录E）； 增加了闸瓦制动摩擦磨耗性能试验的内同（见附录F）； 删除了吸油性和吸水性要求（见1993、1999版的表1）； 重新规范了闸瓦的外形尺寸（见附录A）。,TB/T 2403-2010,前 言,TB/T 2403-2010,本标准由铁道部标准计量研究所提出并归口。 本标准起草单位：中国铁道科学研究院金属及化学研究所

5、、中国铁道科学研究院机车车辆研究所、铁道部标准计量研究所、北京瑞斯福科技有限公司。 本标准起草人：王京波、裴顶峰、朱梅、成燕武、党佳、邹怀森。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： TB/T 2403-1993； TB/T 2404-1993，TB/T 2404-1999。,1 范围,TB/T 2403-2010,本标准规定了铁道货车用合成闸瓦的术语、定义和符号、技术要求、检查试验方法、检验规则、标志、包装及储存要求等。 本标准适用于最高运行速度为120km/h，轴重不大于25t的铁道货车用合成闸瓦。轴重大于25t的铁道货车用合成闸瓦可参照使用本标准。,2 规范性引用文件,TB/T 2403

6、-2010,下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 700-2006 碳素结构钢 GB/T 1033.1-2008 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分 浸渍法、液体比重瓶 法和滴定法 GB/T 1041-2008 塑料 压缩性能的测定 GB/T 1043.1-2008 塑料 简支梁冲击性能的测定 第1部分 非仪器化冲击试验 GB/T 2918-1998 塑料 试样状态调节和试验的标准环境 GB/T 3398.2-2008 塑料 硬度测定 第2部分 洛氏硬度,2 规范

7、性引用文件,TB/T 2403-2010,下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 4617-2009 塑料 酚醛模塑制品 丙酮可溶物的测定 GB/T 6040-2002 红外光谱分析方法 GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定 TB/T 449 机车车辆车轮轮缘踏面外形 TB/T 2456.20-2006 铁道车辆用闸瓦样板 ISO11358:1997 塑料 聚合物的热重分析 一般原则,3 术语、定义和符号,3.1 瞬时摩擦系数 Instantaneous

8、 Friction Coefficient 瞬时摩擦系数是速度的函数。它是制动过程每一瞬间的制动力与闸瓦推力之比。符号为k。 3.2 平均摩擦系数 Average Friction Coefficient 平均摩擦系数是制动初始速度的函数。它是瞬时摩擦系数在制动距离Se上的积分，符号s，即： （1） 式中： Se从闸瓦推力达到规定值的95%时起到停车时为止的制动距离，单位为米（m）。,TB/T 2403-2010,4 分类与使用要求,铁道货车用合成闸瓦（以下简称闸瓦）分以下两类： 高摩擦系数合成闸瓦（以下简称 H 闸瓦）； 低摩擦系数合成闸瓦（以下简称 L 闸瓦）。 H 闸瓦不能与L闸瓦及各类

9、铸铁闸瓦互换使用。 H 闸瓦使用于速度不超过120km/h，轴重不大于25t的铁道货车；L闸瓦适用于速度不超过90km/h，轴重不大于21t的铁道货车。 H 闸瓦分为以下两种规格： 规格为840mm的闸瓦适用于公称直径840mm的车轮； 规格为915mm的闸瓦适用于公称直径915mm的车轮。,TB/T 2403-2010,5 技术要求,5.1 结构及外形尺寸 闸瓦由瓦背和摩擦体组成，摩擦体由粘结材料、增强材料和摩擦材料组成。 瓦鼻两侧弧面应与检测样板中部至少三爪接触；允许一爪存在不大于0.5mm的间隙。瓦背弧面与检测样板两端四爪的间隙不应超过2mm。,TB/T 2403-2010,闸瓦的外形及

10、配合尺寸应符合附录A的规定。,附录A （规范性附录） 闸瓦外形及配合尺寸,TB/T 2403-2010,H闸瓦和L闸瓦的配合位置和外形尺寸分别见图A.1和图A.2。,图A.1 H闸瓦,TB/T 2403-2010,5 技术要求,5.2 外观 闸瓦瓦背不应有裂纹及其他有可能会在使用中引起闸瓦断裂的缺陷，并应进行防锈处理。 闸瓦摩擦体不应有夹杂物，不应有起泡、鼓包、分层、疏松、翘曲等缺陷。摩擦体侧面允许存在深度不大于0.5mm的毛细裂纹。 闸瓦摩擦体与瓦背应牢固结合。摩擦体应充满瓦背及抓料孔。摩擦体侧面与瓦背之间允许存在深度不大于1mm、长度不大于30mm的固化收缩缝。 闸瓦磨耗到限标志及磨耗限度

11、标记应明显、清楚、完整。 闸瓦标识应正确、清晰。,TB/T 2403-2010,5 技术要求,5.3 使用 在正常使用条件下，闸瓦的使用限度（包括瓦背和摩擦体在内）为任何一处的剩余厚度不小于14mm。 在正常使用条件下及规定的使用限度内： 闸瓦应保持其制动摩擦性能符合本标准规定的要求； 闸瓦不应折断；瓦背不应外露而与车轮接触；摩擦体不应变形、脱落、掉块；摩擦面不应产生隆起、烧蚀等缺陷。L闸瓦中部凹槽处允许出现裂纹。,TB/T 2403-2010,5 技术要求,5.3 使用 在正常使用条件下及规定的使用限度内： 闸瓦不应使车轮踏面产生不均匀磨耗、沟状磨耗和犁痕状磨耗；闸瓦摩擦面不应产生导致上述车

12、轮损伤或影响制动摩擦磨耗性能的金属镶嵌物。 不应因闸瓦原因使车轮踏面产生热斑、热裂纹、热剥离等损伤，也不应因闸瓦原因使轮轨黏着系数明显下降。 闸瓦不应产生持续刺耳的噪声。,TB/T 2403-2010,5 技术要求,5.4 物理及力学性能 闸瓦摩擦体的物理、力学性能应符合表1的规定。,TB/T 2403-2010,表1 物理及力学性能,5 技术要求,5.5 制动摩擦磨耗性能 5.5.1 一次停车制动工况的瞬时摩擦系数 5.5.1.1 常温干燥状态、一次停车制动工况的瞬时摩擦系数基准值按表2给定的公式计算。,TB/T 2403-2010,表2 闸瓦瞬时摩擦系数基准值,5 技术要求,5.5.1.2

13、 常温干燥状态、一次停车制动工况的瞬时摩擦系数应符合表3或附录B的规定。,TB/T 2403-2010,表3 闸瓦瞬时摩擦系数允许变化范围,附录B （规范性附录） 闸瓦瞬时摩擦系数允许范围,TB/T 2403-2010,H闸瓦瞬时摩擦系数允许范围见图B.1；,附录B （规范性附录） 闸瓦瞬时摩擦系数允许范围,TB/T 2403-2010,L闸瓦瞬时摩擦系数的允许范围见图B.2。,5 技术要求,5.5.1.3 常温干燥或加湿状态、闸瓦推力降低1/2、一次停车制动工况的瞬时摩擦系数的上限允许比表3或附录B图中规定的上限提高15%，但下降不应低于表3或附录B图中规定的下限。,TB/T 2403-20

14、10,5.5.2 一次停车制动工况的瞬时摩擦系数 5.5.2.1 常温干燥状态、一次停车制动工况的平均摩擦系数应符合表4的规定。,5 技术要求,TB/T 2403-2010,表4 闸瓦平均摩擦系数的允许范围（干燥状态）,5 技术要求,TB/T 2403-2010,5.5.1.2 常温加湿状态、闸瓦推力降低1/2、一次停车制动工况的平均摩擦系数应符合表5的规定。,表5 闸瓦平均摩擦系数的允许范围（加湿状态）,5 技术要求,TB/T 2403-2010,5.5.3 坡道匀速持续制动瞬时摩擦系数 坡道持续制动条件下，闸瓦的瞬时摩擦系数应符合表6的规定。,表6 闸瓦瞬时摩擦系数的允许范围（坡道持续制动

15、）,5 技术要求,TB/T 2403-2010,5.5.4 静摩擦系数：闸瓦的静摩擦系数符合表7的规定。,表7 闸瓦静摩擦系数的允许范围,5.5.5 磨耗量：闸瓦磨耗量不应超过1.0cm3/MJ。 5.5.6 车轮踏面温度 在1:1制动动力试验台上进行各种规定程序试验时，车轮踏面局部温度不应超过400。 5.5.7 闸瓦状态 在1:1制动动力试验台上进行各种规定程序试验时，闸瓦不应产生横向贯通裂纹、目测可见的金属镶嵌物及5.3.2规定的其他各类缺陷。,5 技术要求,5.6 摩擦体与瓦背粘结强度 摩擦体与瓦背粘结剪切强度不应小于1.2MPa。 摩擦体与瓦背纵向粘结力试验加载过程中，当载荷达到15

16、kN时，摩擦体与瓦背不应产生缝隙，瓦鼻部位不应出现明显变形，摩擦体不应产生破损；当加载至40kN时，摩擦体不应脱落。 摩擦体与瓦背的拉脱力不应小于15kN。,TB/T 2403-2010,5 技术要求,5.7 材料及制造 5.7.1 闸瓦应按本标准及经规定程序批准的图样、材料和工艺制造。 5.7.2 闸瓦不应采用青石棉、铅、锌或其化合物以及其他可能危害人体健康、可能产生有害气体、粉尘或化合物的材料。 5.7.3 闸瓦不应采用或包含可能增加车轮磨耗、损伤车轮或对轮轨黏着状态产生明显不利的影响的材料、成分及杂质。,TB/T 2403-2010,5 技术要求,5.7 材料及制造 5.7.4 瓦背应采

17、用GB/T 700-2006中规定的、厚度不小于4mm的钢板制造。钢板的力学性能不应低于表8的规定。钢板不应有裂纹及其他可能会在使用中引起闸瓦断裂的缺陷。,TB/T 2403-2010,表8 闸瓦瓦背的力学性能,5 技术要求,5.7.5 瓦背的长度方向应与钢板的轧制方向一致。 5.7.6 瓦背的结构应有利于摩擦体与瓦背的牢固结合且不应损害闸瓦的抗弯强度。 5.7.7 同一抓料孔的爪数不应超过5瓣，爪高不应超过10mm，爪的方向不应削弱瓦背的抗弯强度；各爪应向外张开，不应直立且不应脱落。 5.7.8 瓦背不应含有油污、氧化皮、锈蚀 和其他可能损害与摩擦体粘结强度的缺陷。,TB/T 2403-20

18、10,5 技术要求,5.7.9 瓦背应做防锈处理，与摩擦体接触的部位应均匀涂覆粘结材料。 5.7.10 构成闸瓦摩擦体的各种成分应均匀分布。 5.7.11 闸瓦红外光谱特征吸收峰的位置、强度和面积应与其规定图谱保持一致；热重曲线的形状应与其规定曲线一致，温度900时的热失重应不超过其标称值的10%。 5.7.12 闸瓦摩擦材料的丙酮可溶物含量不超过其标称值。,TB/T 2403-2010,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.1 外观检查 目测检查闸瓦外观。 6.2 外形及配合尺寸检查 用符合TB/T 2456.20-2006并经过铁道专用计量器具定型鉴定的标准样板及塞尺和分度

19、值0.02mm的游标卡尺检查闸瓦的外形及配合尺寸。 6.3 物理及力学性能试验 6.3.1 试样的制备 6.3.1.1 硬度试验在闸瓦的两侧面进行，其他试样应从闸瓦摩擦体上制取。冲击强度和弯曲强度试样沿闸瓦长度方向制取，压缩强度和压缩模量试样沿闸瓦厚度方向制取。密度试样可用冲击强度试验后的试样制取。试样之间的间隔及试样与摩擦体边缘的距离不应小于5mm。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.3.1 试样的制备 6.3.1.2 丙酮可溶物试样用锉、钻、磨等机加工方法从闸瓦本体上，按GB/T 4617-2009的要求制取和筛选。 6.3.1.3 其他试样的尺寸和数量应符合表9的规定

20、，取样部位应符合附录C的规定。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,表9 物理力学试验用试样的尺寸,附录C （规范性附录） 物理力学性能试样取样部位,TB/T 2403-2010,硬度试验部位见图C.1；力学性能试样取样部位见图C.2。,图C.1 硬度试验部位,图C.2 力学性能试样取样部位,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.3.1 试样的制备 6.3.1.4 制取试样时应避免试样过热。 6.3.1.5具有规定尺寸的试样的所有表面应平整，无翘曲、刮痕、飞边、凹陷或其他可能影响结果的可见缺陷。 6.3.1.6 在进行试验前，所取试样应在试验环境下至少放置24h。

21、试验环境和状态调节应符合GB/T 2918-1998的规定。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.3.2 密度的试验方法 按GB/T 1033.1-2008规定的浸渍法测量闸瓦摩擦体材料的密度。 悬挂试样的细丝直径不大于0.5mm，重量应小于试样重量的0.05%。 试样浸入水中后，可采用往水里添加不超过0.1%的清洁剂的方法去除附着在试样上的气泡，称重应在1min内操作完毕。 6.3.3 丙酮可溶物的试验方法 按GB/T 4617-2009规定的方法检测闸瓦摩擦体材料的丙酮可溶物含量。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.3.4 洛氏硬度试验方法 6.3.4

22、.1硬度大于100HRX的材料，选用R标尺；对于硬度值小于30HRR的材料，采用非标准的X标尺，即，压头采用直径为19mm0.015mm、维氏硬度不小于7MN/mm2的抛光钢球。 6.3.4.2试验按GB/T 3398.2-2008的规定进行。在闸瓦两侧面各测量5个点，取各点测试结果的平均值作为闸瓦硬度。压痕边缘之间或压痕边缘距摩擦体边缘之间的最小距离应不小于10mm。 6.3.4.3试验中如试样出现压痕裂纹，则试验数据无效。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.3.5 压缩强度和压缩模量试验方法 6.3.5.1 试验按GB/T 1041-2008的规定进行。试验速度为1mm

23、/min；速度偏差为20%。 6.3.5.2 按附录D所示，在应力-应变曲线范围内计算压缩模量（图D.1）；应力-应变曲线线性范围不明显的按GB/T 1041-2008中10.3的规定，在零点附近，应变=0.00050.0025范围内计算压缩模量（图D.2）；或者在拐点a处，应变查=0.0020范围内计算压缩模量（图D.3）。,附录D （规范性附录） 压缩模量的确定方法,TB/T 2403-2010,线性范围明显的应力-应变曲线见图D.1；线性范围不明显的应力-应变曲线见图D.2和图D.3。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.3.6 冲击试验方法 采用无缺口试样。试验按GB

24、/T 1043-1993的规定进行。厚度方向为冲击加载方向。 6.3.7 弯曲强度试验方法 试验按GB/T 9341-2008的规定进行。支座间的跨距为100mm；试验速度为1mm/min，速度偏差为20%。 按GB/T 9341-2008的规定计算弯曲强度。试样无屈服或断裂时，以规定挠度的弯曲应力表示弯曲强度，且应在试验报告中注明。 试样在跨距中心1/3以外断裂的试验结果无效。应重新取样进行试验。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.4 摩擦体与瓦背粘结强度试验 6.4.1 摩擦体与瓦背粘结剪切强度试验 6.4.1.1 试样在闸瓦本体上制取。取样部位和试样尺寸见附录E中的图

25、E.1。每块闸瓦制取2个试样进行试验。,图E.1 摩擦体与瓦背粘结剪切强度试样取样部位和试样尺寸,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.4.1 摩擦体与瓦背粘结剪切强度试验,图E.2 瓦背与摩擦体粘结剪切强度试验装置示意图,6.4.1.2 试验用附录E中图E.2所示试验装置进行。试验最大载荷不应小于2.5kN，加载速度不应超过5kN/min。,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.4.2 摩擦体与瓦背纵向粘结力试验 试验用附录E中图E.3所示试验装置。最大试验载荷不应小于40kN。加载速度不应超过5kN/min。,图E.3 摩擦体与瓦背纵向粘结力试验装置示意图,

26、6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.4.3 摩擦体与瓦背拉脱力试验 试验用附录E中图E.4所示试验装置。最大试验载荷不应小于15KN。加载速度不应超过5kN/min。,图E.4 摩擦体与瓦背拉脱力试验装置示意图,6 检查与试验方法,TB/T 2403-2010,6.5 制动摩擦磨耗性能试验 6.5.1 制动摩擦性能试验应按附录F规定的程序，在铁道主管部门认可，并经国家计量主管部门计量认证合格的1:1制动动力试验台上进行。 6.5.2 用于试验的闸瓦应是未经使用的实物，不允许使用缩小比例的试样进行试验。 6.5.3 加湿条件下的试验应采用喷水装置进行。,6 检查与试验方法,TB

27、/T 2403-2010,6.6 红外光谱分析 闸瓦摩擦体材料的红外光谱分析按GB/T 6040-2002的规定进行。 6.7 热重分析 闸瓦摩擦体材料的热重分析按ISO 11358:1997的规定进行。 保护气氛：氮气； 升温速度：10/min； 最高温度：900。,7 检验规则,TB/T 2403-2010,7.1 出厂检验 7.1.1 外观检查：出厂的闸瓦应全部进行外观检查。 7.1.2 配合部位及外形尺寸检查 配合部位及外形尺寸应逐批随机抽样检查。 同材质、同规格的闸瓦，每3000块为一检查批。当生产批不足3000块时，以实际生产批为一检查批。每批随机抽样闸瓦数量不应少于5块。 检查中

28、若有一块不合格，则应加倍抽样复检。复检时若仍有1块不合格，则该检查批为不合格批。制造厂应对该批闸瓦逐个进行检查。,7 检验规则,TB/T 2403-2010,7.1.3 物理力学性能检验 物理力学性能应逐批随机抽样检查。 同材质、同规格的闸瓦，每一热处理批为一检查批。每批随机抽样试验闸瓦数量不应少于2块。 检查结果若有不合格项，则应加倍抽样，对不合格项目进行复检。若复检结果仍不合格，则该检查批为不合格批。 若连续5批出现2个及以上的不合格批，则从下一批起，每批随机抽样闸瓦数量不应少于4块。若此后连续5批均为合格批，则可从下一批起恢复正常检验。,7 检验规则,TB/T 2403-2010,7.1

29、.4 摩擦体和瓦背粘结强度检验 摩擦体和瓦背粘结强度检验应逐批随机抽样检查。 同材质、同规格的闸瓦，每3000块为一检查批。每批随机抽样不应少于2块。 首先进行摩擦体和瓦背纵向粘结力试验，然后进行摩擦体和瓦背粘结剪切强度试验。若摩擦体和瓦背纵向粘结力不合格，则摩擦体和瓦背粘结强度检验不合格。摩擦体和瓦背粘结剪切强度试验不再进行。,7 检验规则,TB/T 2403-2010,7.1.4 摩擦体和瓦背粘结强度检验 检查中若有1项检验结果不合格，则应加倍抽样复检。复检时若仍有1项检验结果不合格，则该检查批为不合格批。 若连续5批出现2个及以上的不合格批，则从下一批起，每批随机抽样闸瓦数量不应少于4块

30、。若此后连续5批均为合格批，则可从下一批起恢复正常检验。,7 检验规则,TB/T 2403-2010,7.1.5 摩擦体与瓦背拉脱力检验 摩擦体和瓦背拉脱力检验应逐批随机抽样检查。 同材质、同规格的闸瓦，每3000块为一检查批。每批随机抽样不应少于2块。 摩擦体和瓦背粘结强度检验不合格时，摩擦体与瓦背拉脱力检验不再进行。,7 检验规则,TB/T 2403-2010,7.1.5 摩擦体与瓦背拉脱力检验 检查中若有1项检验结果不合格，则应加倍抽样复检。复检时若仍有1项检验结果不合格，则该检查批为不合格批。 若连续5批出现2个及以上的不合格批，则从下一批起，每批随机抽样闸瓦数量不应少于4块。若此后连续5批均为合格批，则可从下一批起恢复正常检验。,7 检验规则,TB/T 2403-2010,7.2 周期检验 7.2.1 制动摩擦磨耗性能检验为周期性检验项目。制动摩擦磨耗性能每半年检验一次。若