CN102042356B - 有应力释放孔的钢刹车盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种有应力释放孔的钢刹车盘。本发明的动盘的外圆周表面均匀分布有与机轮上键槽对应的凸键，静盘内圆周表面均匀分布有键槽。在动盘和静盘的盘面上都均布有变形槽，并且该变形槽的槽底部为应力释放孔。应力释放孔的直径是所在动盘或静盘上的动盘变形槽或静盘变形槽槽宽的2～4倍，并且孔边缘为圆弧形。各摩擦片分别位于相邻的动盘变形槽之间。动盘变形槽与动盘上的凸键的位置对应，各静盘变形槽分别位于静盘上相邻的键槽之间。动盘盘面的动盘变形槽是从动盘的内圆表面向外到达盘面中部，静盘盘面的静盘变形槽是从静盘的外圆表面向内到达盘面中部。本发明减少由刹车高温导致的盘件翘曲变形，增加刹车盘件疲劳寿命。
Description
技术领域
本发明属于飞机制动技术领域，涉及钢刹车盘的设计和制造方法。
背景技术
现代飞机普遍采用多盘式刹车装置，例如二对盘、三对盘、四对盘等，刹车盘材料一般为低合金钢或者炭/炭复合材料。由于炭/炭复合材料具有良好的抗疲劳断裂特性、热稳定性和较轻的重量，所以炭盘结构设计较简单，使用寿命较长。而钢材比重大、比热容小、易发生热变形，而且容易发生疲劳断裂。这些特性使得钢刹车盘在飞机上使用时易于变形和断裂，使用寿命较短。现有技术中采取了一些措施以减轻产品重量，减少热变形，提高疲劳寿命，例如增加减重孔、开变形槽、采用较耐热的低合金钢材料等等，但是改进效果有限。
发明内容
为克服现有技术中存在的比重大、比热容小、易发生热变形，而且容易发生疲劳断裂的不足，本发明提出了一种有应力释放孔的钢刹车盘。
本发明包括动盘和静盘；动盘和静盘均为圆环形，在动盘烧结有摩擦片；其特征在于，动盘的外圆周表面均匀分布有与机轮上键槽对应的凸键。在动盘的盘面上均布有7个贯通该动盘厚度的动盘变形槽。动盘和静盘盘面上的应力释放孔边缘为圆弧形。动盘摩擦片分别位于相邻的动盘变形槽之间。静盘内圆周表面均匀分布有键槽；在静盘的盘面上均布有6个贯通该静盘厚度的静盘变形槽。动盘变形槽和静盘变形槽的宽度相同，均为5mm～7mm。动盘变形槽和静盘变形槽的槽底部为应力释放孔；应力释放孔的中心位于动盘或静盘外径与内径的平均直径处。应力释放孔的直径是所在动盘或静盘上的动盘变形槽或静盘变形槽槽宽的2～4倍。
动盘盘面的动盘变形槽是从动盘的内圆表面向外圆表面方向分布，静盘盘面的静盘变形槽是从静盘的外圆表面向内圆表面方向分布。
动盘变形槽与动盘上的凸键的位置对应，各静盘变形槽分别位于静盘上相邻的键槽之间。
摩擦片两端均为凹弧形，并且该凹弧的外形与动盘变形槽及应力释放孔的外形一致。
为了减少由刹车高温导致的盘件翘曲变形，本发明在动盘内侧和静盘外侧开变形槽。
倒圆部位应采用挤压铰孔锥加工，以增加该部位的压应力。倒圆加工应安排在热处理或者烧结工序之后，以保持倒圆部位的压应力，增加刹车盘件疲劳寿命。
在刹车过程中，由于摩擦使得钢刹车盘产生高温，在高温的作用下，钢刹车盘因为材料热胀冷缩的特性必然会产生盘片中心的应力集中和边缘处的翘曲变形，本发明中的应力释放孔则能够消除钢刹车盘在高温使用过程中产生的应力集中，而变形槽可以有效地防止钢刹车盘在高温使用过程中边缘发生的翘曲变形，防止刹车盘因为应力集中而损坏，从而保证钢刹车盘在刹车过程中尺寸保持稳定，刹车力矩不衰减。
附图说明
附图1是动盘的结构示意图；
附图2是动盘结构示意图的A-A视图；
附图3是静盘的结构示意图；
附图4是静盘结构示意图的B-B视图。其中：
1.动盘凸键 2.动盘应力释放孔 3.动盘变形槽 4.动盘 5.摩擦片 6.动盘应力释放孔边缘 7.静盘 8.静盘变形槽 9.静盘应力释放孔 10.静盘键槽11.静盘应力释放孔边缘
具体实施方式
实施例一
本实施例是用于某型机的刹车盘。刹车盘分为动盘和静盘。本实施例中，动盘骨架厚4.8mm，动盘总厚为8mm，外径D1为248mm，内径D3为184mm。静盘总厚为10mm，键槽部位厚6mm，外径D4为248mm，内径D6为184mm。
如图1、图2所示，动盘4为圆环状，所用材料为30CrSiMoVA；铁基粉末合金的摩擦片5烧结在动盘两个盘面上。
动盘4的外圆周表面均匀分布有与机轮上键槽对应的动盘凸键1，用于与转动的机轮上的键槽动配合。在动盘4的盘面上均布有7个贯通该动盘厚度的动盘变形槽3，该动盘变形槽3从动盘4的内圆表面向外圆表面方向分布，并与动盘凸键1的位置对应；动盘变形槽3宽度为5mm。动盘变形槽3的槽底部为动盘应力释放孔2；并且动盘应力释放孔2的中心位于动盘4外径与内径的平均直径D2处，即动盘应力释放孔2中心为D2＝(D1+D3)/2。动盘应力释放孔2的直径为10mm，是动盘变形槽3槽宽的2倍。动盘应力释放孔边缘6为圆弧形。
摩擦片5共7块，分别位于动盘4外圆周表面相邻的动盘变形槽3之间。摩擦片5两端均为凹弧形，该凹弧的外形为半圆形，与动盘变形槽3及动盘应力释放孔2的外形一致。
如图3、图4所示，静盘7为圆环状，所用材料亦为30CrSiMoVA。静盘7内圆周表面均匀分布有静盘键槽10，用于与刹车壳体动配合。在静盘7的盘面上均布有6个贯通该静盘厚度的静盘变形槽8，该静盘变形槽8是从静盘的外圆表面向内圆表面方向分布，并且各静盘变形槽8分别位于两个静盘键槽10之间。静盘变形槽8的宽度为5mm。静盘变形槽8的槽底部为静盘应力释放孔9，并且静盘应力释放孔9的中心位于静盘7外径与内径的平均直径D5处，即静盘应力释放孔9中心为D5＝(D4+D6)/2。本实施例中，静盘应力释放孔9的直径为10mm，是静盘变形槽8槽宽的2倍。静盘应力释放孔边缘11为圆弧形。
本实施例中，在动盘4内表面和静盘7外表面的动盘变形槽3和静盘变形槽8用于减少由刹车高温导致的盘件翘曲变形。
实施例二
本实施例是用于某型机的刹车盘。刹车盘分为动盘和静盘。本实施例中，动盘骨架厚H1＝8mm，动盘总厚为H2为16mm，外径D1为350mm，内径D3为260mm。静盘总厚H4为14mm，键槽部位厚H3为9mm，外径D4为350mm，内径D6为260mm。
如图1、图2所示，动盘4为圆环状，所用材料为30CrSiMoVA；铁基粉末合金的摩擦片5烧结在动盘两个盘面上。
动盘4的外圆周表面均匀分布有与机轮上键槽对应的动盘凸键1，用于与转动的机轮上的键槽动配合。在动盘4的盘面上均布有7个贯通该动盘厚度的动盘变形槽3，该动盘变形槽3从动盘4的内圆表面向外圆表面方向分布，并与动盘凸键1的位置对应；动盘变形槽3宽度为7mm。动盘变形槽3的槽底部为动盘应力释放孔2；并且动盘应力释放孔2的中心位于动盘4外径与内径的平均直径D2处，即动盘应力释放孔2中心为D2＝(D1+D3)/2。动盘应力释放孔2的直径为21mm，是动盘变形槽3槽宽的3倍。动盘应力释放孔边缘6为圆弧形。
摩擦片5共7块，分别位于动盘4外圆周表面相邻的动盘变形槽3之间。摩擦片5两端均为凹弧形，该凹弧的外形为半圆形，与动盘变形槽3及动盘应力释放孔2的外形一致。
如图3、图4所示，静盘7为圆环状，所用材料亦为30CrSiMoVA。静盘7内圆周表面均匀分布有静盘键槽10，用于与刹车壳体动配合。在静盘7的盘面上均布有6个贯通该静盘厚度的静盘变形槽8，该静盘变形槽8是从静盘的外圆表面向内圆表面方向分布，并且各静盘变形槽8分别位于两个静盘键槽10之间。静盘变形槽8的宽度为7mm。静盘变形槽8的槽底部为静盘应力释放孔9，并且静盘应力释放孔9的中心位于静盘7外径与内径的平均直径D5处，即静盘应力释放孔9中心为D5＝(D4+D6)/2。本实施例中，静盘应力释放孔9的直径为21mm，是静盘变形槽8槽宽的3倍。静盘应力释放孔边缘11为圆弧形。
本实施例中，在动盘4内表面和静盘7外表面的动盘变形槽3和静盘变形槽8用于减少由刹车高温导致的盘件翘曲变形。
实施例三
本实施例是用于某型机的刹车盘。刹车盘分为动盘和静盘。本实施例中，动盘骨架厚H1＝10mm，动盘总厚为H2为18mm，外径D1为370mm，内径D3为280mm。静盘总厚H4为16mm，键槽部位厚H3为10mm，外径D4为370mm，外径D6为280mm。
如图1、图2所示，动盘4为圆环状，所用材料为30CrSiMoVA；铁基粉末合金的摩擦片5烧结在动盘两个盘面上。
动盘4的外圆周表面均匀分布有与机轮上键槽对应的动盘凸键1，用于与转动的机轮上的键槽动配合。在动盘4的盘面上均布有7个贯通该动盘厚度的动盘变形槽3，该动盘变形槽3从动盘4的内圆表面向外圆表面方向分布，并与动盘凸键1的位置对应；动盘变形槽3宽度为6mm。动盘变形槽3的槽底部为动盘应力释放孔2；并且动盘应力释放孔2的中心位于动盘4外径与内径的平均直径D2处，即动盘应力释放孔2中心为D2＝(D1+D3)/2。动盘应力释放孔2的直径为24mm，是动盘变形槽3槽宽的4倍。动盘应力释放孔边缘6为圆弧形。
摩擦片5共7块，分别位于动盘4外圆周表面相邻的动盘变形槽3之间。摩擦片5两端均为凹弧形，该凹弧的外形为半圆形，与动盘变形槽3及动盘应力释放孔2的外形一致。
如图3、图4所示，静盘7为圆环状，所用材料亦为30CrSiMoVA。静盘7内圆周表面均匀分布有静盘键槽10，用于与刹车壳体动配合。在静盘7的盘面上均布有6个贯通该静盘厚度的静盘变形槽8，该静盘变形槽8是从静盘的外圆表面向内圆表面方向分布，并且各静盘变形槽8分别位于两个静盘键槽10之间。静盘变形槽8的宽度为6mm。静盘变形槽8的槽底部为静盘应力释放孔9，并且静盘应力释放孔9的中心位于静盘7外径与内径的平均直径D5处，即静盘应力释放孔9中心为D5＝(D4+D6)/2。本实施例中，静盘应力释放孔9的直径为24mm，是静盘变形槽8槽宽的4倍。静盘应力释放孔边缘11为圆弧形。
本实施例中，在动盘4内表面和静盘7外表面的动盘变形槽3和静盘变形槽8用于减少由刹车高温导致的盘件翘曲变形。
Claims (4)
1.一种有应力释放孔的钢刹车盘，包括动盘(4)和静盘(7)；动盘(4)和静盘(7)均为圆环形，在动盘(4)烧结有多片摩擦片(5)；其特征在于，
a.动盘(4)的外圆周表面均匀分布有与机轮上键槽对应的动盘凸键(1)；在动盘(4)的盘面上均布有7个贯通该动盘厚度的动盘变形槽(3)；动盘(4)和静盘(7)盘面上的动盘应力释放孔边缘(2)和静盘应力释放孔边缘(11)为圆弧形；各摩擦片(5)分别位于相邻的动盘变形槽(3)之间；
b.静盘内圆周表面均匀分布有静盘键槽(10)；在静盘(7)的盘面上均布有6个贯通该静盘厚度的静盘变形槽(8)；
c.动盘变形槽(3)和静盘变形槽(8)的宽度相同，均为5mm～7mm；
d.动盘变形槽(3)和静盘变形槽(8)的槽底部为动盘应力释放孔(2)和静盘应力释放孔(9)；动盘应力释放孔(2)和静盘应力释放孔(9)的中心位于动盘(4)或静盘(7)外径与内径的平均直径处；动盘应力释放孔(2)和静盘应力释放孔(9)的直径是所在动盘(4)或静盘(7)上的动盘变形槽(3)或静盘变形槽(8)槽宽的2～4倍。
2.如权利要求1所述一种有应力释放孔的钢刹车盘，其特征在于，动盘(4)盘面上的动盘变形槽(3)是从动盘的内圆表面向外圆表面方向分布，静盘(7)盘面上的静盘变形槽(8)是从静盘的外圆表面向内圆表面方向分布。
3.如权利要求1所述一种有应力释放孔的钢刹车盘，其特征在于，动盘变形槽(3)与动盘凸键(1)的位置对应，各静盘变形槽(8)分别位于静盘(7)上相邻的静盘键槽(10)之间。
4.如权利要求1所述一种有应力释放孔的钢刹车盘，其特征在于，摩擦片(5)两端均为凹弧形，并且该凹弧的外形与动盘变形槽(3)及动盘应力释放孔(2)的外形一致。
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