[發明專利]一種適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤和車輪

在審

• 申請號: 201910216397.0
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109854643A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 焦標強;呂寶佳;齊冀;宋躍超;陳德峰;曹建行;趙鵬;楊廣楠
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所
• 主分類號: F16D65/095
• 分類號: F16D65/095;F16D65/12;F16D69/04;F16D65/847;B61H5/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 朱坤鵬;韓嫚嫚

本發明公開了一種適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤和車輪，所述適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤包括層疊連接固定的碳陶摩擦體(3)和隔離支撐體(2)，隔離支撐體(2)朝向碳陶摩擦體(3)的表面設有隔熱陶瓷涂層；沿隔離支撐體(2)的周向，所述適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤含有多個連接區域，在該連接區域內，碳陶摩擦體(3)和隔離支撐體(2)通過連接部件(4)連接固定。該適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤采用了復合式結構，能夠減輕輪裝制動盤的重量，滿足使用強度要求前提下，能夠承受更高的制動溫度，并提高制動盤的使用壽命，保證了高速動車組運行的長期可靠性。

技術領域

本發明涉及車輛制動技術領域，具體的是一種適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤，還是一種含有該適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤的車輪。

背景技術

制動系統是機車車輛關鍵技術之一，直接關系到列車的運行安全。目前，我國盤形制動研究和應用已經有了較大的發展，所有的高速動車組均安裝了盤形制動裝置。制動方式的最為關鍵裝置為制動盤。根據安裝方式，高速動車組用制動盤一般分為軸裝制動盤和輪裝制動盤。在制動過程中受到的載荷有：自身重量、制動扭矩、熱負荷及振動沖擊載荷等強摩擦、高熱負荷以及較大制動力和離心力等復雜工況下工作，制動盤工作的可靠性幾乎決定了整個基礎制動裝置結構的可靠性水平，直接影響鐵路機車車輛的行車安全。

制動盤和閘片作為基礎制動的一對摩擦副，在制動過程中，根據能量守恒理論，高速運動中的列車其動能與列車速度的平方成正比，當列車在制動時，制動盤與閘片的相互摩擦將車輛的動能轉變為熱能，一部分熱能消散在空氣中，另一部分形成制動盤與閘片的熱負荷。隨著列車速度的提高，制動時產生的熱負荷會大幅度增加。

傳統鑄鋼制動盤目前應用于時速350km/h的高速列車，在長時間制動高溫環境下，容易形成熱斑和熱疲勞裂紋，并且熱負荷已經接近鑄鋼盤的使用極限，隨著列車速度的提高，鑄鋼制動盤難以滿足使用需求。

傳統鑄鋼制動盤質量重，對于列車的減重要求尤其是簧下質量的減重不利，發明輕質、耐高溫的制動盤對于列車提速、節能減排、有著重要的指導意義。

傳統鑄鋼制動盤在受熱后，會發生翹曲變形，進而導致螺栓承受較大的彎曲疲勞應力，進而可能有螺栓斷裂的風險，影響列車的安全運行。

若將純碳陶制動盤用于高速動車組，其安全性未經考量。首先由于碳陶材料較脆，強度較低，若全碳陶應用在高速動車組上，一方面則難以承受高的制動扭矩，二來不能抵抗螺栓受熱發生膨脹進而導致制動盤轉動，第三制動盤向車輪甚至車軸傳遞的溫度較高，可能導致車輛軸溫報警，進而影響列車安全。

發明內容

為了解決350km/h以上動車組制動盤熱負荷不足、減輕列車的簧下質量、減小制動盤的變形及給螺栓帶來的斷裂風險、降低向車輪車軸傳遞熱量，本發明提供了一種適用于高速動車組的碳陶輪裝制動和盤車輪，該適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤采用了復合式結構，能夠大大提高制動盤的使用壽命，保證了高速動車組運行的長期可靠性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤，包括層疊設置的碳陶摩擦體和隔離支撐體，隔離支撐體和碳陶摩擦體均為環形結構，隔離支撐體朝向碳陶摩擦體的表面設有隔熱陶瓷涂層；沿隔離支撐體的周向，所述適用于高速動車組的碳陶輪裝制動盤含有多個連接區域，在該連接區域內，碳陶摩擦體和隔離支撐體通過連接部件連接固定。

在一個所述連接區域內，該連接部件含有依次穿過碳陶摩擦體和隔離支撐體的兩顆第一螺栓，該兩顆第一螺栓沿隔離支撐體的周向間隔設置，隔離支撐體與第一螺栓間隙配合。

隔離支撐體的內側表面設有凸起環，凸起環套設于第一螺栓外，凸起環外連接有沿隔離支撐體的直徑方向設置的凸起條。