專利名稱：一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，該制動盤采用鑄造成 型，適用于快速重載貨車和高速動車組列車。
背景技術：
國際鐵路聯(lián)盟UIC對21t軸重的貨車采用雙側鑄鐵閘瓦踏面制動的模式進行過試 驗，結果表明，當速度高于130km/h時，原有的踏面制動將不能滿足貨車安全制動的要求， 對于速度160km/h以上的提速和高速客車，中國國內外基本上也都采用盤形制動，盤形制 動已經成為快速貨車和高速動車組的主要制動方式。中國正在大規(guī)?？焖俳ㄔO高速鐵路，根據中國國家規(guī)劃，至2020年中國將建設高 速鐵路1. 8萬公里。目前，京津高速客運列車的運營時速已經超過300km/h ；時速160km/h 以上的重載貨運列車也在積極的研發(fā)過程中。有文獻表明，當列車速度低于160km/h時散熱筋多采用板狀結構，以加強通風散 熱效果，但這種結構具有泵風功率大的缺點；當列車速度高于200km/h時散熱筋多采用柱 狀結構，以降低泵風造成的功率損失，但這種結構容易使兩摩擦面間的氣流出現(xiàn)紊流，降低 通風散熱性。國內外已研發(fā)出的制動盤包括鑄鐵制動盤、鍛鑄鋼制動盤、鋁基復合材料制動 盤、C/C復合材料制動盤。鑄鐵制動盤由于其材料自身性能的局限，難以用于快速貨車和高 速動車組列車。C/C復合材料由于其成本過高、摩擦系數隨環(huán)境變化而產生較大波動，目前 在國內外尚未見到用于軌道車輛的任何報道。鋼質制動盤具有技術成熟度高、成本低、適用 速度范圍廣的特點，在發(fā)達國家的快速和高速動車組列車已得到廣泛的應用。鋁基復合材 料制動盤具有重量輕、耐磨性好的特點，目前少數國家和地區(qū)已經應用于城市軌道車輛，時 速達到160km/h。制動盤服役工況復雜，承受多種力場的耦合作用。在制動過程中列車的動能通過 制動盤與閘片的摩擦轉變成熱能，絕大部分的熱能輸入到制動盤內部使其溫度升高，目前， 整體盤的結構不均勻性、自身的結構變形約束和連接部件的徑向變形約束等，導致整體制 動盤內部存在較大的內應力，嚴重影響制動盤的使用壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題現(xiàn)有的制動盤通風散熱性能差，盤體與盤轂之間采 用壓緊裝配極大限制了盤體的徑向變形，采用單一的摩擦扭矩制動。本發(fā)明的技術方案一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，采用分體式結構，一套完整的制動 盤包括完全相同的第一分體盤、第二分體盤、第三分體盤、第四分體盤四片分體盤。第一至第四分體盤之間通過八個定位銷定位；六個螺栓依次穿過第二壓圈、第三、 第四分體盤、盤轂、第二分體盤、第一分體盤、第一壓圈、三個防松墊片上的通孔，通過六個螺母與六個螺栓連接，實現(xiàn)第一至第四分體盤和盤轂的軸向固定。在第一至第四分體盤的不同半徑上周向均布十七個第一柱狀散熱筋、二個第二柱 狀散熱筋、三個Y形散熱筋、六個第一板狀散熱筋、兩個第二板狀散熱筋、六個第三板狀散 熱筋、兩個第四板狀散熱筋；Y形散熱筋中部開設凹槽，與盤轂的凸臺配合連接；裝配法蘭 與摩擦面過渡相連。本發(fā)明的有益效果分體盤的散熱筋分為三種，柱狀散熱筋、板狀散熱筋和“Y”型散熱筋，在不同的半 徑上周向均布，有效的改善了制動盤通風散熱性能；分體盤和盤轂采用插入和壓緊混合裝 配，大幅減少緊固力矩，有效釋放盤體的徑向變形，同時，由單一的摩擦扭矩制動變?yōu)闄C械 扭矩和摩擦扭矩聯(lián)合制動。制動服役壽命和安全性得到提高，社會和經濟效益明顯。


圖1為制動盤裝配的零部件爆炸圖；圖2為分體盤結構示意圖(正面)；圖3為分體盤結構示意圖(背面)；圖4為分體盤散熱筋分布圖；圖5為“Y”型散熱筋結構圖；圖6為制動盤裝配示意圖；圖7為圖6中A-A剖面圖；圖8為盤轂結構圖；圖9為防松墊片示意圖；圖10為壓圈結構圖；圖中，第一分體盤1，第二壓圈2，螺母3，防松墊片4，定位銷5，第二分體盤6，第三 分體盤7，盤轂8，螺栓9，第一壓圈10，第四分體盤11，柱狀散熱筋12，柱狀散熱筋13，“Y” 型散熱筋14，第一板狀散熱筋15，第二板狀散熱筋16，第三板狀散熱筋17，第四板狀散熱筋 18，凸臺19，凸緣20，裝配法蘭21，摩擦面22，盤轂凸臺23。
具體實施例方式結合附圖對本發(fā)明作進一步說明一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤見圖1、圖6?！N軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，采用分體式結構，一套完整的制動 盤包括完全相同的第一分體盤1、第二分體盤6、第三分體盤7、第四分體盤11四片分體盤。 均由鋁基復合材料制成。第一至第四分體盤1，6，7，11之間通過八個定位銷5定位；六個螺栓9依次穿過第 二壓圈10、第三分體盤7、第四分體盤11、盤轂8、第二分體盤6、第一分體盤1、第一壓圈2、 三個防松墊片4上的通孔，通過六個螺母3與六個螺栓9連接實現(xiàn)第一至第四分體盤1，6， 7，11和盤轂8的軸向固定，見圖1。在第一至第四分體盤1，6，7，11的不同半徑上周向均布十七個第一柱狀散熱筋 12、二個第二柱狀散熱筋13、三個Y形散熱筋14、六個第一板狀散熱筋15、兩個第二板狀散
4熱筋16、六個第三板狀散熱筋17、兩個第四板狀散熱筋18 ；Y形散熱筋14中部開設凹槽，與 盤轂8的凸臺23配合連接；裝配法蘭21與摩擦面22過渡相連，見圖2、3、4。第三板狀散 熱筋17和第四板狀散熱筋18，高度均為26mm。所述的第一柱狀散熱筋12、第二柱狀散熱筋13、Y形散熱筋14，第一至第四板狀散 熱筋(15，16，17，18)根部以圓角過渡連接。所述的裝配法蘭21軸向設有定位凸緣20，徑向設有定位凸臺19 ；所述的第一至第四分體盤1，6，7，11采用鑄造成型。所述的盤轂8采用輻板結構，輻板兩側各均布六個凸臺23。三個Y形散熱筋14周向均布，Y形散熱筋的截面輪廓由R131-R161-R41-R64-L43. 5-L12-L435-R64-R41-R161-R131-L51-R15-L51的圓弧和直線封閉連接而成，側面的斜度分 別為15°和8. 5°，Y形散熱筋14根部采用R15圓角過渡連接，Y形散熱筋14中部開設寬 為30mm的槽，與盤轂裝配連接，如圖5所示。摩擦盤面的厚度30mm，散熱筋的高度為26mm，摩擦面外徑0 675mm，摩擦面內徑 ①428mm，法蘭內徑①250mm。十七個柱狀散熱筋12均布在摩擦盤0 632mm的圓上，每兩個之間的中心角為 10°，截面輪廓為。22mm的圓，側面的斜度分別為3°，柱狀散熱筋12根部采用R5圓角過 渡連接，如圖2、4所示兩個柱狀散熱筋13均布在摩擦盤①550mm的圓上，兩者之間的中心角為60°，截 面輪廓為0 22mm的圓，側面的斜度分別為3°，柱狀散熱筋13根部采用R5圓角過渡連接， 如圖4所示板狀散熱筋15截面輪廓由①560mm，①417. 5mm和中心夾角為4. 5°的兩條徑向 直線圍成。四個側面的斜度分別為15°，8°，35°，8°，板狀散熱筋15根部采用R10圓角 過渡連接，如圖4所示。板狀散熱筋16截面輪廓由①504mm，①300mm和中心夾角為5. 2°的兩條徑向直 線圍成。四個側面的斜度分別為15°，8°，50°，8°，板狀散熱筋16根部采用R10圓角過 渡連接，如圖2、4所示。板狀散熱筋17截面輪廓由①560mm，①443mm和中心夾角為5. 2°的兩條徑向直 線圍成。四個側面的斜度分別為15°，8°，50°，8°，板狀散熱筋17根部采用R10圓角過 渡連接，如圖2、4所示板狀散熱筋18截面輪廓由①640mm，①322mm和間距為21mm的兩條平行直線圍 成。側面的斜度分別為3°，5°，60°，板狀散熱筋17根部采用R10圓角過渡連接，如圖2、 4所示制動盤裝配法蘭21與摩擦面22 —側以R5圓角過渡連接，另一側以8°的斜面連 接，三個①25mm的通孔均勻分布于裝配法蘭21，如圖3所示。制動盤法蘭軸向設有10mm寬的定位凸緣，徑向設有六個定位凸臺，如圖2所示。裝配盤轂8如圖8所示，防松墊片4如圖9所示。第一壓圈10和第二壓圈2為一圓環(huán)狀，其環(huán)面上均布六個通孔，見圖10。制動盤采用的材料為申請?zhí)?00510011526. 0，發(fā)明名稱“一種制備顆粒增強鋁 基復合材料的真空機械雙攪拌鑄造法”制備的Sic顆粒增強鋁基復合材料；制動盤成型方法和設備為申請?zhí)?00410009617. 6，發(fā)明名稱“一種調壓鑄造方法及調壓用坩堝”。
注文件中所有長度單位均為“mm”。
權利要求
一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，采用分體式結構，一套完整的制動盤包括完全相同的第一分體盤(1)、第二分體盤(6)、第三分體盤(7)、第四分體盤(11)四片分體盤；其特征在于第一至第四分體盤(1，6，7，11)之間通過八個定位銷(5)定位；六個螺栓(9)依次穿過第二壓圈(10)、第三分體盤(7)、第四分體盤(11)、盤轂(8)、第二分體盤(6)、第一分體盤(1)、第一壓圈(2)、三個防松墊片(4)上的通孔，通過六個螺母(3)與六個螺栓(9)連接實現(xiàn)第一至第四分體盤(1，6，7，11)和盤轂(8)的軸向固定；在第一至第四分體盤(1，6，7，11)的不同半徑上周向均布十七個第一柱狀散熱筋(12)、二個第二柱狀散熱筋(13)、三個Y形散熱筋(14)、六個第一板狀散熱筋(15)、兩個第二板狀散熱筋(16)、六個第三板狀散熱筋(17)、兩個第四板狀散熱筋(18)；Y形散熱筋(14)中部開設凹槽，與盤轂(8)的凸臺(23)配合連接；裝配法蘭(21)與摩擦面(22)過渡相連。
2.根據權利要求1所述的一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，其特征在于， 第一柱狀散熱筋(12)、第二柱狀散熱筋(13) 3形散熱筋(14)，第一至第四板狀散熱筋(15， 16，17，18)根部以圓角過渡連接。
3.根據權利要求1所述的一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，其特征在于， 裝配法蘭(21)軸向設有定位凸緣(20)，徑向設有定位凸臺(19)；
4.根據權利要求1所述的一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，其特征在于， 第一至第四分體盤(1，6，7，11)采用鑄造成型。
5.根據權利要求1所述的一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，其特征在于， 盤轂(8)采用輻板結構，輻板兩側各均布六個凸臺(23)。
全文摘要
一種軸裝式結構約束釋放型鐵道車輛制動盤，該制動盤的第一至第四分體盤(1，6，7，11)之間通過定位銷(5)定位；六個螺栓(9)依次穿過第二壓圈(10)、第三、四分體盤(7、11)、盤轂(8)、第二、一分體盤(6、1)、第一壓圈(2)、三個防松墊片(4)上的通孔，通過螺母(3)與螺栓(9)連接實現(xiàn)第一至第四分體盤和盤轂的軸向固定。在第一至第四分體盤的不同半徑上周向均布第一、二柱狀散熱筋(12、13)、Y形散熱筋(14)、第一、二、三、四板狀散熱筋(15、16、17、18)；Y形散熱筋(14)中部開設凹槽，與盤轂(8)的凸臺(23)配合連接。改善了制動盤徑向變形受限和單一摩擦扭矩制動的缺點。
文檔編號F16D65/84GK101865223SQ20101019944
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權日2010年6月7日
發(fā)明者李衛(wèi)京, 李志強, 楊智勇, 王金華, 陳躍, 韓建民 申請人:北京交通大學