CN101975234A - 带调整器的列车制动闸片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了带调整器的列车制动闸片，包括安装板、调整器、摩擦块和弹簧卡圈，所述调整器包括安装凸台和调整器定位凸销，所述摩擦块的尾部连接轴穿过调整器上的通孔以及安装板上的摩擦块安装孔，且尾部连接轴的端部通过弹簧卡圈与安装板弹性连接；所述摩擦块的第一摩擦块为六边形体，第二摩擦块为五边形体，第二摩擦块的五个侧面中面向安装板外侧的一个面为凸弧面第二摩擦块沿安装板正面四周分布并将第一摩擦块围在中间，或者第二摩擦块沿安装板正面内外弧边沿处分布两排并将第一摩擦块夹在中间。本发明带调整器的列车制动闸片能在工作过程中提高有效摩擦面积，散热能力强且能有效降低摩擦块发生裂纹、掉块、缺损和性能衰退等现象。

Description

带调整器的列车制动闸片
技术领域
本发明涉及一种列车制动装置，尤其是涉及一种列车制动闸片。
背景技术
随着列车向高速发展的趋势，对列车制动提出了更高的要求。列车用制动闸片普遍采用的是铆钉固定连接的闸片结构，而且摩擦块形状一般为圆形、六边形、四边形或三角形，这种闸片结构在列车高速制动时，闸片与制动盘之间的有效摩擦面积在90％左右，难以实现100％的贴合，这样一方面闸片在高速制动中由于承受交变应力和高热负荷的共同作用，容易造成闸片摩擦块裂纹、掉块、缺损等现象；另一方面制动盘表面容易出现温度高点，发生热应力集中，产生热裂纹，影响高速动车组的制动力效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能在工作过程中提高制动闸片与制动盘之间的有效摩擦面积，散热能力强且能有效降低闸片摩擦块受高温高压作用而发生裂纹、掉块、缺损和性能衰退等现象的带调整器的列车制动闸片。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种带调整器的列车制动闸片，包括安装板、调整器、摩擦块和弹簧，所述安装板上具有三个或三的整数倍个的安装板球杯，每个安装板球杯的底部均开有调整器安装孔；所述调整器包括承载板、调整器球杯和调整器球面体，承载板上具有三个调整器球杯，调整器球杯的底部开有通孔，承载板下部具有调整器球面体；所述摩擦块包括粉末层、支撑板、摩擦块球面体和尾部连接轴，粉末层位于支撑板上方且具有中孔，支撑板下部具有摩擦块球面体，摩擦块球面体的下端具有尾部连接轴；所述调整器的调整器球面体装入安装板上相应的安装板球杯中并且相互滑动配合；所述摩擦块的摩擦块球面体装入调整器上相应的调整器球杯中并且相互滑动配合，所述安装板上位于每个调整器安装孔的周围处均具有至少一个调整器定位销孔和三个摩擦块安装孔；所述调整器还包括安装凸台和调整器定位凸销，调整器定位凸销设在承载板下部，安装凸台设在调整器球面体的下端；所述调整器的安装凸台松配合地插入安装板的调整器安装孔中，调整器的调整器定位凸销插入安装板的调整器定位销孔中；所述摩擦块的尾部连接轴穿过调整器上的通孔以及安装板上的摩擦块安装孔，所述弹簧为弹簧卡圈，且尾部连接轴的端部通过该弹簧卡圈与安装板弹性连接；所述摩擦块分为第一摩擦块和第二摩擦块，第一摩擦块为六边形体，第二摩擦块为五边形体，第二摩擦块的五个侧面中面向安装板外侧的一个面为凸弧面；第二摩擦块沿安装板正面四周分布并将第一摩擦块)围在中间，或者第二摩擦块沿安装板正面内外弧边沿处分布成两排并将第一摩擦块夹在中间。
所述第一摩擦块有4块，其六边形体的各侧面均为平面；第二摩擦块有14块，其五边形体的侧面中除凸弧面之外其余四个侧面均为平面。
所述第一摩擦块有6块，且其六边形体的各侧面均为平面；第二摩擦块有12块，且其五边形体的侧面中除凸弧面之外其余四个侧面均为平面。
所述第一摩擦块有4块或6块，且其六边形体的各侧面均为弧面；第二摩擦块相对应地有14块或12块，且其五边形体的侧面中除凸弧面之外其余四个侧面均为弧面。
所述安装板的中部设有若干条调节筋。
所述摩擦块的尾部连接轴上具有弹簧槽，弹簧槽上装有弹簧卡圈，以使摩擦块与安装板弹性连接。
所述调整器的承载板是三角花瓣形，每一花瓣上有一个调整器球杯，调整器定位凸销设在其中的两个花瓣之间，承载板的底面由内而外逐渐向上倾斜，即承载板的壁厚由内而外逐渐减小。
所述安装板的两端各有一个安装销孔，安装板背部的内外弧边沿处设有弧形卡槽，作为与制动夹钳闸片托的接口。
所述摩擦块的尾部连接轴上的弹簧槽为环形卡槽。
采用上述结构后，本发明的制动闸片具有以下优点：
(1)制动闸片各部件采用弹性接触、浮动式连接，尤其是尾部连接轴的端部通过弹簧卡圈与安装板弹性连接，相对于刚性连接闸片结构，可降低噪音，并起到一定的减震作用。
(2)利用三点定面原理调整平面，使每一调整器上的各个摩擦块更有效地自动调整到同一平面、提高工作时接触面积、杜绝材料局部受力不均所产生的过热疲劳，提高闸片的散热能力、克服闸片摩擦性能衰退。
(3)通过摩擦块球面体和调整器球面体对摩擦块的调节，使各摩擦块的摩擦面同时完全处于同一平面，能够有效降低闸片摩擦块在高速动车组在进行制动时，受高温高压的作用发生裂纹、掉块、缺损和性能衰退等现象，确保高速动车组安全运行。
(4)摩擦块的粉末层具有中孔，既增加摩擦体的比表面，又提高散热能力。
(5)第二摩擦块的五个侧面中面向安装板外侧的一个面为凸弧面，可减少机械碰伤和扭动力。
(6)由于各个摩擦块可以自动调整到同一平面，摩擦块的厚度只要烧结时控制在一定的尺寸范围，不需要磨削加工，节省了后续加工成本。
(7)闸片维修、更换方便，磨耗到限后只需更换摩擦块，其他零部件可以重复使用。降低维修成本。
附图说明
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的带调整器的列车制动闸片第一实施例的主视结构示意图；
图2为图1的右视图；
图3为本发明中的调整器的结构示意图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为图3的B-B剖视图；
图6为本发明中的摩擦块的结构示意图；
图7为图6的C-C剖视图；
图8为图1中的调整器与摩擦块及安装板的组装局部剖视图；
图9为图1中的第二摩擦块的结构示意图；
图10为本发明第一实施例的摩擦块形成的平面单元示意图；
图11为图10的D-D剖视图；
图12为图10的E-E剖视图；
图13为本发明的第二实施例的结构示意图；
图14为图13的摩擦块形成的平面单元的示意图；
图15为本发明第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1～9所示，本发明的第一实施例，本发明的带调整器的列车制动闸片，包括安装板1、调整器2、摩擦块3和弹簧，所述安装板1上具有三个或三的整数倍个的安装板球杯1-6，每个安装板球杯1-6的底部均开有调整器安装孔1-4；所述调整器2包括承载板2-6、调整器球杯2-1和调整器球面体2-3，承载板2-6上具有三个调整器球杯2-1，调整器球杯2-1的底部开有通孔2-2，承载板2-6下部具有调整器球面体2-3；所述摩擦块3包括粉末层3-1、支撑板3-2、摩擦块球面体3-3和尾部连接轴3-4，粉末层3-1位于支撑板3-2上方且具有中孔3-5，支撑板3-2下部具有摩擦块球面体3-3，摩擦块球面体3-3的下端具有尾部连接轴3-4；所述调整器2的调整器球面体2-3装入安装板1上相应的安装板球杯1-6中并且相互滑动配合；所述摩擦块3的摩擦块球面体3-3装入调整器2上相应的调整器球杯2-1中并且相互滑动配合，所述安装板1上位于每个调整器安装孔1-4的周围处均具有至少一个调整器定位销孔1-3和三个摩擦块安装孔1-5；所述调整器2还包括安装凸台2-4和调整器定位凸销2-5，调整器定位凸销2-5设在承载板2-6下部，安装凸台2-4设在调整器球面体2-3的下端；所述调整器2的安装凸台2-4松配合地插入安装板1的调整器安装孔1-4中，调整器2的调整器定位凸销2-5插入安装板1的调整器定位销孔1-3中；所述摩擦块3的尾部连接轴3-4穿过调整器2上的通孔2-2以及安装板1上的摩擦块安装孔1-5，所述弹簧为弹簧卡圈4，且尾部连接轴3-4的端部通过该弹簧卡圈4与安装板1弹性连接；所述摩擦块3分为第一摩擦块3’和第二摩擦块3”，第一摩擦块3’为六边形体，第二摩擦块3”为五边形体，第二摩擦块3”的五个侧面中面向安装板1外侧的一个面为凸弧面3”-6；第二摩擦块3”沿安装板1正面四周分布并将第一摩擦块3’围在中间。
承载板2-6上的调整器球杯2-1可以是由一个整体球窝构成，也可以是由多个不同直径的多个球窝依次连接而成。
如图1所示，所述第一摩擦块3’有4块，其六边形体的各侧面均为平面；第二摩擦块3”有14块，其五边形体的侧面中除凸弧面3”-6之外其余四个侧面均为平面。
如图10、11所示，所述安装板1的中部设有若干条调节筋1-2。调节筋1-2作为制动闸片的第一级调整单元，在制动力作用下，调节筋1-2可发生弹性变形。
如图7、8所示，所述摩擦块3的尾部连接轴3-4上具有弹簧槽3-4-1，弹簧槽3-4-1上装有弹簧卡圈4，以使摩擦块3与安装板1弹性连接。
如图3、4所示，所述调整器2的承载板2-6是三角花瓣形，每一花瓣上有一个调整器球杯2-1，调整器定位凸销2-5设在其中的两个花瓣之间，承载板2-6的底面2-6-1由内而外逐渐向上倾斜，即承载板2-6的壁厚由内而外逐渐减小。这样可以增加调整器2的承载板2-6的弹性变形量，更好地调节摩擦块3的受力。
如图1、2、11、12所示，所述安装板1的两端各有一个安装销孔1-1，安装板1背部的内外弧边沿处设有弧形卡槽1-7，作为与制动夹钳闸片托的接口。
如图7、8所示，所述摩擦块3的尾部连接轴3-4上的弹簧槽3-4-1为环形卡槽。所述弹簧卡圈4卡在摩擦块3的尾部连接轴3-4的环形卡槽3-4-1上。
本发明第一实施例中：
制动闸片边缘处均采用带中孔3-5的五边形体的第一摩擦块3’，带中孔3-5的五边形体的第二摩擦块3”带有圆弧面，圆弧面面向安装板1外侧，圆弧面可有效降低闸片在高速高压的制动条件下的摩擦块破损。
制动闸片各部件采用弹性接触、浮动式连接，尤其是尾部连接轴的端部通过弹簧卡圈与安装板弹性连接，可降低噪音，并起到一定的减震作用。
如图13、14所示，是本发明第二实施例，其中，第二摩擦块3”沿安装板1正面内外弧边沿处分布成两排并将第一摩擦块3’夹在中间；第一摩擦块3’有6块，且其六边形体的各侧面均为平面；第二摩擦块3”有12块，且其五边形体的侧面中除凸弧面3”-6之外其余四个侧面均为平面。其余结构与上述第一实施例相同。
如图15所示，是本发明第三实施例，其中第二摩擦块3”沿安装板1正面四周分布并将第一摩擦块3’围在中间；第一摩擦块3’有4块，且其六边形体的各侧面均为弧面；第二摩擦块3”相对应地有14块，且其五边形体的侧面中除凸弧面3”-6之外其余四个侧面均为弧面。其余结构与上述第一实施例相同。当然第一摩擦块3’也可以是6块，第二摩擦块3”相对应地有12块。
本发明工作过程如下：
制动闸片的安装板1背面弧形槽卡1-7与制动夹钳的闸片托相连接，并固定在制动夹钳上，当司机发出制动请求指令后，制动夹钳在压力空气的作用下，产生推力，推动制动闸片压紧制动盘，从而产生摩擦力，最终转化为车辆的制动力，完成车辆的制动过程。
本发明的工作原理：
如图10、14所示，当制动夹钳的制动力通过闸片托上的两个力点S0作用在安装板1上时，由于安装板调节筋1-2可以产生部分弹性变形，使整个制动闸片变为上、下两个独立平面系统。闸片托的力作用点S0处于平面系统的质点，安装板1的每个平面系统上分布有三个球杯1-6，用以支撑调整器2，调整器2有质点F0，三个调整器2的质点F0可形成一个三角形，而三角形的质点恰好与闸片托的力点S0重合。对于单个调整器2而言，其上分布的三个球杯2-1分别与三个摩擦块球面体3-3相配合，三个摩擦块3在受到制动盘施加的制动压力时，会自动调整角度，使单个调整器2上的三个摩擦块3保持在同一个摩擦平面上，贴合于制动盘的摩擦面。作为独立平面系统上的三个调整器2在受到制动压力时，可以通过自身的调整器球面体2-3与安装板1的球杯1-6之间的角度调整，保证三个调整器2上面的九个摩擦块3处于一个摩擦平面上。这样当制动闸片在进行制动过程中，就可以保证了制动闸片与制动盘的100％贴合，极大地提高了制动效率，有效避免了由于制动闸片受力不均造成的制动盘热斑产生。每个摩擦块3(含第一摩擦块3’和第二摩擦块3”)均采用弹性连接，浮动结构，当受到制动盘摩擦面的摩擦力作用时，同一调整器2上的三个摩擦块3在同一平面内将会沿各自的球销体3-3中心轴进行转动，转动到一定角度后，将会与相邻摩擦块3的边或角接触并相互锁定。在此期间，将使部分摩擦热能转化为摩擦块3的转动能，既降低了摩擦块3承担的总能量，又利于磨屑排出摩擦接触面，有效保持摩擦面的光洁，减缓制动闸片材料性能衰退。本发明的带调整器的列车制动闸片采用摩擦块的球面体、调整器和安装板调节筋三级调整机构，提高摩擦块工作时接触面积、杜绝材料局部受力不均所产生的过热疲劳。

Claims (9)

1.一种带调整器的列车制动闸片，包括安装板(1)、调整器(2)、摩擦块(3)和弹簧，所述安装板(1)上具有三个或三的整数倍个的安装板球杯(1-6)，每个安装板球杯(1-6)的底部均开有调整器安装孔(1-4)；所述调整器(2)包括承载板(2-6)、调整器球杯(2-1)和调整器球面体(2-3)，承载板(2-6)上具有三个调整器球杯(2-1)，调整器球杯(2-1)的底部开有通孔(2-2)，承载板(2-6)下部具有调整器球面体(2-3)；所述摩擦块(3)包括粉末层(3-1)、支撑板(3-2)、摩擦块球面体(3-3)和尾部连接轴(3-4)，粉末层(3-1)位于支撑板(3-2)上方且具有中孔(3-5)，支撑板(3-2)下部具有摩擦块球面体(3-3)，摩擦块球面体(3-3)的下端具有尾部连接轴(3-4)；所述调整器(2)的调整器球面体(2-3)装入安装板(1)上相应的安装板球杯(1-6)中并且相互滑动配合；所述摩擦块(3)的摩擦块球面体(3-3)装入调整器(2)上相应的调整器球杯(2-1)中并且相互滑动配合，其特征在于：
a、所述安装板(1)上位于每个调整器安装孔(1-4)的周围处均具有至少一个调整器定位销孔(1-3)和三个摩擦块安装孔(1-5)；
b、所述调整器(2)还包括安装凸台(2-4)和调整器定位凸销(2-5)，调整器定位凸销(2-5)设在承载板(2-6)下部，安装凸台(2-4)设在调整器球面体(2-3)的下端；
c、所述调整器(2)的安装凸台(2-4)松配合地插入安装板(1)的调整器安装孔(1-4)中，调整器(2)的调整器定位凸销(2-5)插入安装板(1)的调整器定位销孔(1-3)中；
d、所述摩擦块(3)的尾部连接轴(3-4)穿过调整器(2)上的通孔(2-2)以及安装板(1)上的摩擦块安装孔(1-5)，所述弹簧为弹簧卡圈(4)，且尾部连接轴(3-4)的端部通过该弹簧卡圈(4)与安装板(1)弹性连接；
e、所述摩擦块(3)分为第一摩擦块(3’)和第二摩擦块(3”)，第一摩擦块(3’)为六边形体，第二摩擦块(3”)为五边形体，第二摩擦块(3”)的五个侧面中面向安装板(1)外侧的一个面为凸弧面(3”-6)；第二摩擦块(3”)沿安装板(1)正面四周分布并将第一摩擦块(3’)围在中间，或者第二摩擦块(3”)沿安装板(1)正面内外弧边沿处分布成两排并将第一摩擦块(3’)夹在中间。
2.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述第一摩擦块(3’)有4块，其六边形体的各侧面均为平面；第二摩擦块(3”)有14块，其五边形体的侧面中除凸弧面(3”-6)之外其余四个侧面均为平面。
3.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述第一摩擦块(3’)有6块，且其六边形体的各侧面均为平面；第二摩擦块(3”)有12块，且其五边形体的侧面中除凸弧面(3”-6)之外其余四个侧面均为平面。
4.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述第一摩擦块(3’)有4块或6块，且其六边形体的各侧面均为弧面；第二摩擦块(3”)相对应地有14块或12块，且其五边形体的侧面中除凸弧面(3”-6)之外其余四个侧面均为弧面。
5.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述安装板(1)的中部设有若干条调节筋(1-2)。
6.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述摩擦块(3)的尾部连接轴(3-4)上具有弹簧槽(3-4-1)，弹簧槽(3-4-1)上装有弹簧卡圈(4)，以使摩擦块(3)与安装板(1)弹性连接。
7.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述调整器(2)的承载板(2-6)是三角花瓣形，每一花瓣上有一个调整器球杯(2-1)，调整器定位凸销(2-5)设在其中的两个花瓣之间，承载板(2-6)的底面(2-6-1)由内而外逐渐向上倾斜，即承载板(2-6)的壁厚由内而外逐渐减小。
8.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述安装板(1)的两端各有一个安装销孔(1-1)，安装板(1)背部的内外弧边沿处设有弧形卡槽(1-7)，作为与制动夹钳闸片托的接口。
9.根据权利要求1所述的带调整器的列车制动闸片，其特征在于：所述摩擦块(3)的尾部连接轴(3-4)上的弹簧槽(3-4-1)为环形卡槽。
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