CN101788029B - 铁道车辆双层法兰轴装制动盘 - Google Patents

Abstract

一种铁道车辆双层法兰轴装制动盘，该制动盘盘体(1)的第一法兰(3)和第二法兰(15)与盘体的两摩擦环连成一体；在第一和第二法兰上开设第一轴向通槽(2)和第二轴向通槽(10)；盘毂(9)上均布凸缘(11)；凸缘插入第一轴向通槽，实现盘毂和盘体的周向定位；第一压圈(8)放置在第一法兰的外侧，第二压圈(13)放置在第二法兰(15)的外侧；紧固螺栓(14)依次穿过第二压圈、第二轴向通槽(10)、第一压圈、防松垫片(7)，通过螺母(6)与紧固螺栓连接实现盘体和盘毂的轴向固定。解决了现有的制动盘质量分布的不均匀性大，盘体的径向变形受限，单一的摩擦扭矩制动的问题。

Description

铁道车辆双层法兰轴装制动盘

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆用制动盘，该制动盘采用铸造成型，适用于快速重载货车和高速动车组列车。

技术背景

中国正在大规模快速建设高速铁路，根据国家规划，至2020年中国将建设高速铁路1.8万公里。目前，京津高速客运列车的运营时速已经超过300km/h，速度100km/h以上的城市轨道车辆业已开通运行；时速160km/h以上的重载货运列车也在积极的研发过程中。

国际铁路联盟UIC对21t轴重的货车采用双侧铸铁闸瓦踏面制动的模式进行过试验，结果表明，当速度高于130km/h时，原有的踏面制动将不能满足货车安全制动的要求，对于速度160km/h以上的提速和高速客车，中国国内外基本上也都采用盘形制动，盘形制动已经成为快速货车和高速动车组的主要制动方式。

国内外已研发出的制动盘包括：铸铁制动盘、锻铸钢制动盘、铝基复合材料制动盘、C/C复合材料制动盘。铸铁制动盘由于其材料自身性能的局限，难以用于快速货车和高速动车组列车。C/C复合材料由于其成本过高、摩擦系数随环境变化而产生较大波动，目前在国内外尚未见到用于轨道车辆的任何报道。钢质制动盘具有技术成熟度高、成本低、适用速度范围广的特点，在国外发达国家的快速和高速动车组列车已得到广泛的应用。铝基复合材料制动盘具有重量轻、耐磨性好的特点，目前少数国家和地区已经应用于城市轨道车辆，时速达到160km/h。

服役工况复杂，承受多种力场的耦合作用。在制动过程中列车的动能通过制动盘与闸片的摩擦转变成热能，绝大部分的热能输入到制动盘内部使其温度升高，目前，整体盘的结构不均匀性和自身的结构变形约束，导致整体制动盘内部存在较大的内应力，严重影响制动盘的使用寿命。分体盘在制动过程中能够使热应力得到充分释放，但是制动盘的轴向和径向变形较大，尤其在重载和高速的情况下，制动盘吸收的能量高，分体制动盘的轴向和径向变形加剧，影响制动盘和配副闸片的使用寿命，另外，分体制动盘对于加工精度要求较高，增加了加工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：现有的制动盘质量分布的不均匀性大，盘体与盘毂之间采用压紧装配极大限制了盘体的径向变形，采用单一的摩擦扭矩制动。

本发明的技术方案：一种铁道车辆双层法兰轴装制动盘，该制动盘包括：盘毂、盘体、压圈；其特征在于，盘体具有双层法兰，分别为第一法兰和第二法兰，两层法兰分别与盘体的两摩擦环连成一体；在第一和第二法兰上开设第一轴向通槽和第二轴向通槽；盘毂上均布凸缘；凸缘插入第一轴向通槽，实现盘毂和盘体的周向定位；第一压圈放置在第一法兰的外侧，第二压圈放置在第二法兰的外侧；紧固螺栓依次穿过第二压圈、第二轴向通槽、第一压圈、防松垫片，通过螺母与紧固螺栓连接实现盘体和盘毂的轴向固定。

本发明的有益效果：

制动盘采用双层法兰，有效的改善了制动盘质量分布的不均匀性；制动盘和盘毂采用插入式装配，并用螺栓夹紧，能够大幅减少紧固力矩，充分释放盘体的径向变形，同时，由单一的摩擦扭矩制动变为机械扭矩和摩擦扭矩联合制动，通过防松垫片、压圈和螺母三者的配合达到防松的目的，制动服役寿命和安全性得到提高，社会和经济效益明显。

附图说明

图1为实施例一双层法兰轴装制动盘的零部件爆炸图；

图2为实施例一双层法兰轴装制动盘的装配主视图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图3的C-C剖面图；

图5为实施例一盘体的结构形状示意图；

图6为实施例一盘毂结构形状示意图；

图7为实施例一压圈结构形状示意图；

图8为防松垫片弯折后结构示意图；

图9为防松垫片防松原理示意图；

图10为实施例二双层法兰轴装制动盘的装配轴侧图；

图11为实施例二双层法兰轴装制动盘的装配主视图；

图12为图10的B-B剖面图；

图13为图11的D-D剖面图；

图14为实施例二盘体的结构形状示意图；

图15为实施例二盘毂结构形状示意图；

图16为实施例二压圈结构形状示意图；

图中，1-制动盘盘体，2-第一轴向通槽，3-第一法兰，4-弧形通风槽，5-垫片轴向通槽，6-螺母，7-防松垫片，8-第一压圈，9-盘毂，10-第二轴向通槽，11-盘毂凸缘，12-散热筋，13-第二压圈，14-螺栓，15-第二法兰。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明：

实施例一

一种铁道车辆双层法兰轴装制动盘，见图1、2。该制动盘包括：盘体1、螺母6、防松垫片7、第一压圈8、盘毂9、第二压圈13、和螺栓14。

盘体1具有双层法兰，分别为第一法兰3和第二法兰15，两层法兰分别与盘体1的两摩擦环连成一体，两个摩擦环之间通过柱状散热筋相连，散热筋以摩擦环中心为中心满足正五边形分布，见图3。

在第一和第二法兰上开设轴向通槽2和第二轴向通槽10，两类通槽的数量各5个，见图5，盘毂9具有5个凸缘11，见图6。

凸缘11插入第一轴向通槽2，实现盘毂9和盘体1的周向定位，见图3；第一压圈8放置在第一法兰3的外侧，第二压圈13放置在第二法兰15的外侧，见图4；紧固螺栓14依次穿过第二压圈13、第二轴向通槽10、第一压圈8、防松垫片7，通过螺母6与紧固螺栓14连接实现盘体1和盘毂9的轴向固定，见图4。

第一压圈8、第二压圈13采用环形结构，其上均匀分布与第二轴向通槽10数量相同的轴向通槽5和弧形通风槽4，见图7。

异形防松垫片7采用板料成形，见图8，防松垫片7弯折部分插入第一压圈8的轴向通槽5中，实现防松垫片7和压圈8的周向定位，见图9。

盘毂9和盘体1通过紧固螺栓14、第二压圈13、第一压圈8、防松垫片7、螺母6实现轴向夹紧后，防松垫片7沿着螺母6六边形的一条边弯折与螺母的一个平面贴紧，对螺母起到防松效果。

盘体1的材料为铸钢或铝基复合材料；盘体1采用铸造成型。

实施例二

实施例二与实施例一的部件装配关系相同，如图10、11、12、13，两个实施例的区别在于：实施例二中，散热筋以摩擦环中心为中心满足正六边形分布，如图12，第一和第二法兰上开设的两类通槽的数量各3个，如图14所示；盘毂具有3个均布凸缘，如图15所示；第一和第二压圈上轴向通槽和弧形通风槽的数量各为3个，如图16所示；螺栓、螺母、防松垫片的数量为3个。

Claims (6)

1.一种铁道车辆双层法兰轴装制动盘，该制动盘包括：盘毂、盘体、第一压圈、第二压圈；其特征在于，盘体(1)具有双层法兰，分别为第一法兰(3)和第二法兰(15)，两层法兰分别与盘体(1)的两摩擦环连成一体；在第一和第二法兰上开设第一轴向通槽(2)和第二轴向通槽(10)；盘毂(9)上均布凸缘(11)；凸缘(11)插入第一轴向通槽(2)，实现盘毂(9)和盘体(1)的周向定位；第一压圈(8)放置在第一法兰(3)的外侧，第二压圈(13)放置在第二法兰(15)的外侧；紧固螺栓(14)依次穿过第二压圈(13)、第二轴向通槽(10)、第一压圈(8)、防松垫片(7)，通过螺母(6)与紧固螺栓(14)连接实现盘体(1)和盘毂(9)的轴向固定。

2.按照权利要求1所述铁道车辆双层法兰轴装制动盘，其特征在于，第一轴向通槽(2)和第二轴向通槽(10)的数量均为3～5个；盘毂(9)上均布凸缘(11)的数量与第一轴向通槽(2)的数量相同。

3.按照权利要求1所述铁道车辆双层法兰轴装制动盘，其特征在于，盘体(1)的材料为铸钢或铝基复合材料；盘体(1)采用铸造成型。

4.按照权利要求1所述铁道车辆双层法兰轴装制动盘，其特征在于，第一压圈(8)、第二压圈(13)采用环形结构，其上均匀分布与第二轴向通槽(10)数量相同的轴向通槽(5)和弧形通风槽(4)。

5.按照权利要求1所述铁道车辆双层法兰轴装制动盘，其特征在于，防松垫片(7)弯折部分插入第一压圈(8)的轴向通槽(5)中，实现防松垫片(7)和第一压圈(8)的周向定位。

6.按照权利要求1所述铁道车辆双层法兰轴装制动盘，其特征在于，盘毂(9)和盘体(1)通过紧固螺栓(14)、第二压圈(13)、第一压圈(8)、防松垫片(7)、螺母(6)实现轴向夹紧后，防松垫片(7)沿着螺母(6)六边形的一条边弯折与螺母的一个平面贴紧，对螺母起到防松效果。

Images