[實用新型]一種新型高速列車用強散熱制動盤

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220450881.3
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN202867654U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 房明;喻亮;葛錦明;張顯南;俞曉祥
• 申請（專利權）人: 浙江天樂新材料科技有限公司
• 主分類號: F16D65/12
• 分類號: F16D65/12;F16D65/847
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張允姿

技術領域

本實用新型屬于高速列車制動裝置領域，尤其于一種新型高速列車強散熱制動盤有關?

背景技術

制動盤是涉及列車安全的關鍵部件之一?以前采用的鐵基存在兩大問題：1、簧下重量大，影響機車車輛的動力學性能；2、使用時，其表面溫度較高，影響制動盤的機械性能，隨著交通運輸向高速安全發(fā)展，制動盤服役于高速、高溫、高制動壓力等特殊工況中，傳統鑄鐵盤或鑄鋼盤等鐵基制動盤已無法滿足現今鐵路運輸高速重載的需要。研制能夠滿足高速列車要求的輕質制動盤是實現鐵道車輛高速輕量化發(fā)展的重要技術難題?

由于鋁基復合材料具有密度低?強度和模量高?耐磨損?膨脹系數低?導熱系數高以及散熱速度快等一系列優(yōu)點，故采用鋁基復合材料制動盤可以大大減輕機車車輛的簧下重量，改善列車的動力學性能，并顯著降低制動盤的表面溫度，提高機車車輛運行的安全性?鋁基制動盤在服役過程中受到閘片的強烈摩擦作用，不僅會發(fā)生摩擦磨損，還會將列車的運行動能轉化成熱能?由制動能量轉換產生的熱量可以分為五部分:第一部分熱量散失到空氣中，第二部分熱量向散熱筋傳導，第三部分熱量向輪轂傳導，第四部分熱量向閘片傳導，第五部分熱量造成摩擦面升溫?制動盤和閘片的結構和材料應該能夠盡量增大第一到第四部分的熱量份額，而適當減少第五部分熱量?近年來，一些發(fā)達國家都在不斷改進制動盤的結構和材料，力求改善制動盤的散熱?通風效果和提高制動盤抵抗熱損傷的能力?根據材料、加工工藝和應用工況的不同，制動盤的結構存在較大的差別，這主要體現在分體盤和整體盤，圓柱筋和片狀筋，螺栓孔，散熱孔的數量不等，由于具體的應用工況不同，同一類制動盤的尺寸也存在明顯差異?

制動盤摩擦面的溫升速率高于制動盤散熱筋的溫升速率，散熱能力低于散熱筋的能力，這使得二者的溫升遠不能達到同步的效果，并最終導致摩擦面的熱膨脹受到散熱筋的嚴重約束?同時，制動盤爪的數量增加能夠改善制動盤內側的溫度均勻性，從而使制動盤的制動熱應力有所降低，制動盤爪的數量越多，熱應力降低的越明顯；制動盤爪之間連接筋的存在對制動熱應力也具有一定的積極影響；摩擦面厚度的增加增大了制動盤的熱容量，尤其是摩擦面的熱容量，所以制動盤的制動熱應力和摩擦面的溫度都明顯降低，但隨著摩擦面厚度的增加制動盤的重量明顯增加；摩擦面的復合結構能夠顯著降低制動盤的制動熱應力，對摩擦面的最大溫升影響較小。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種散熱性好，抗熱疲勞，抗龜裂，抗變形能力強的適用于時速380?km/h的高速列車緊急制動工況的具有通透性的通風槽結構的高效高壽命三維網絡碳化硅增強鋁合金復合材料制成的制動盤。

為此，本實用新型提供以下技術方案：本實用新型包括制動盤，該制動盤正面設置有摩擦片作為摩擦面，反面設置有散熱筋，制動盤中間設置有沿經向均勻設置的軸裝孔，其特征是：所述的摩擦面軸向設有數條對稱的排粉槽，制動盤反面設有交替排列的第一徑向散熱筋和第二徑向散熱筋，在第一徑向散熱筋和第二徑向散熱筋上設置有貫穿徑向散熱筋和排粉槽的通透性通風槽，所述的徑向散熱筋兩端端面上設有弧形凹槽形成的集風口，該集風口與所述的通風槽連接，所述的制動盤的摩擦面還可以設置一個或多個散熱孔，位置在摩擦面的中央，按照溫度梯度分布或均勻排列。

作為對上述方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下技術方案：

所述的散熱孔貫穿制動盤，也可以是不貫穿制動盤。

所述的第一徑向散熱筋和第二徑向散熱筋上的通風槽與軸裝孔的中心線在同一直線上，通風槽以制動盤的旋轉軸為旋轉對稱中心，從制動盤的外圓周向內圓周延伸，從摩擦面貫穿至散熱筋，第一徑向散熱筋與軸裝孔凸臺連為一體。

所述制動盤上第一徑向散熱筋的數量共12個，每一個散熱筋設有一個貫穿盤體的通透性通風槽，所述制動盤上第二徑向散熱筋的數量為12個，其中包括連接端面的2個散熱筋，每一個散熱筋設有一個貫穿盤體的通透性通風槽，所述的通風槽截面可為梯形、矩形或其他幾何形，摩擦面上通風槽寬為7~20mm，散熱筋端面通風槽寬為2~7?mm。

所述制動盤上的通風槽在第一徑向散熱筋和第二徑向散熱筋兩端端面的集風口的半徑為3~10mm的圓弧曲線。

所述的制動盤切割成兩片到六片對稱的制動盤單元，通過各自的兩個連接端面上的定位孔安裝連接為一整體的圓環(huán)形制動盤，方便于軸裝盤的安裝需要；同時，制動盤通過采用兩片到六片對稱的制動盤單元結構，其制動熱應力能夠得到大幅度的下降，原因是制動盤散熱筋的斷開，使得制動盤自身的結構約束得到了充分的釋放?