CN102829106A - 一种带球形销的制动闸片 - Google Patents

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本发明涉及一种带球形销的制动闸片，其特征在于：它包括一闸片背板、若干闸片摩擦块体、若干三角支撑座、若干定位卡和若干球形销；所述闸片背板采用上、下对称的弧形结构，由钢质材料制成；在所述闸片背板上的闸片摩擦块体的分布为对称设置，所述闸片背板的上、下分别设置有三组对称结构，每一组对称结构均由三个所述闸片摩擦块体、一个所述三角支撑座、三个所述定位卡和一个所述球形销连接组成，所述三角支撑座通过所述球形销与所述闸片背板万向连接。本发明结构、制造工艺简单，制动力均匀，接触应力低，有效传递制动热负荷，综合制动性能优良，它可以广泛用于各种高速动车组的制动系统中。

Description

一种带球形销的制动闸片
技术领域
本发明涉及一种制动闸片，特别是关于一种用于铁路车辆转向架基础制动装置中带球形销的制动闸片。
背景技术
国内、外高速铁路及动车组车辆转向架基础制动装置，为了满足综合制动性能通常采用盘形制动基础制动装置。根据转向架结构和功能,盘形制动基础制动装置分为轴盘和轮盘两种形式，无论轴盘还是轮盘均利用闸片摩擦体与制动盘的摩擦，将动能转化成热能耗掉，从而实现车辆停车制动。
特别是高速动车组，由于车辆制动初速度高，制动时摩擦副温升相对较高，不仅要求闸片摩擦体耐磨、耐高温，而且要求摩擦体与其安装的机体之间应具有良好的传热性能，同时在有限的安装空间要求摩擦块体与其安装机体之间可进行调整，使摩擦体与制动盘间接触传力均匀，尽可能增大接触面积，从而降低接触应力，实现提高盘和闸片的寿命。因此，提供良好的满足制动性能要求的制动闸片，有效地提高车辆制动安全性十分必要。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能有效增大接触面积、实现均匀传力、结构简单，并能满足和改善车辆制动性能，确保车辆运行安全的带球形销的制动闸片。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种带球形销的制动闸片，其特征在于：它包括一闸片背板、若干闸片摩擦块体、若干三角支撑座、若干定位卡和若干球形销；所述闸片背板采用上、下对称的弧形结构，由钢质材料制成；在所述闸片背板上的闸片摩擦块体的分布为对称设置，所述闸片背板的上、下分别设置有三组对称结构，每一组对称结构均由三个所述闸片摩擦块体、一个所述三角支撑座、三个所述定位卡和一个所述球形销连接组成，所述三角支撑座通过所述球形销与所述闸片背板万向连接。
所述闸片背板两侧分别设置有用于定位制动夹钳的左翼板和右翼板，所述闸片背板的中部设置有一横向通长的凹槽，所述凹槽内间隔设置有两个减弱刚度孔；在所述闸片背板的上、下对称设置有一工艺孔和一用于连接制动夹钳的通孔；所述闸片背板上还设置有用于连接所述若干闸片摩擦块体和若干球形销的定位台阶孔，以及连接所述若干三角支撑座的若干台阶孔和若干定位通孔。
每个所述闸片摩擦块体均包括摩擦体背板、支柱和圆柱状的摩擦体；所述摩擦体背板上设置有一中心孔，所述中心孔周围设置有一球面凸台和若干浇注孔；所述支柱压装在所述中心孔内，与所述三角支撑座及闸片背板的定位台阶孔连接，并通过所述定位卡将所述支柱固定在所述闸片背板上；所述支柱底座上表面设置呈球面，与所述球面凸台内表面配合；所述支柱的上部还设置有一圈凹缘；所述摩擦体与所述摩擦体背板和支柱烧结成一体，在所述摩擦体中心设置有一贯通孔，所述贯通孔的直径小于所述支柱底座的直径。
所述每一组安装在所述支撑座上的三个所述闸片摩擦块体周向均设置有切边，位于所述定位脐两侧的两个所述闸片摩擦块体分别设置一个边，而另一个所述闸片摩擦块体的接触面设置两个边。
每个所述三角支撑座均呈三角花瓣状结构，所述三角支撑座顶面的中部设置有一与所述闸片背板的台阶孔连接的定位球面孔，并且所述定位球面孔与所述球形销连接；所述定位球面孔的下方设置有一与所述闸片背板的定位通孔连接的定位脐；所述三角支撑座底面的每一花瓣处均设置有一与所述摩擦体背板的球面凸台配合的定位球面台孔。
每个所述定位卡均采用锰钢材料制作而成，其形状呈ω形；每个所述定位卡分别设置在所述闸片摩擦块体中支柱的凹缘处，通过所述定位卡将所述闸片摩擦块体的支柱定位在所述闸片背板上。
每个所述球面销均采用阶梯状结构，其包括球面、定位台阶和端面，所述球面与所述三角支撑座的定位球面孔配合连接，所述定位台阶和端面均与所述闸片背板的台阶孔铆接或过度配合，所述端面为轴向安装定位面。
每个所述球面销均采用阶梯状结构，其包括球面、定位台阶和端面，并在所述球面销中心处开设的T型中空结构；所述球面与所述三角支撑座的定位球面接触，所述定位台阶和端面均与所述闸片背板的台阶孔铆接或过度配合，所述端面为轴向安装定位面。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于通过闸片背板、闸片摩擦块体、三角支撑座和定位卡实现制动闸片各部件之间的弹性连接，而闸片摩擦块体与三角支撑座的3个花瓣的球面接触，使摩擦体一级均载接触调整，实现作用在制动盘上的制动压力均载。2、本发明由于在闸片背板、球形销、三角支撑座之间采用球面安装定位，使三角支撑座相对闸片背板实现万向运动，从而使安装在三角支撑座上的三个摩擦体实现二级均载接触调整。3、本发明由于在闸片背板上设置有凹槽和减弱刚度孔，通过减弱刚度孔不仅可以降低上、下对称的闸片背板的连接刚度，使整个制动闸片重量减轻，而且易于上部闸片摩擦体与下部闸片摩擦体的均载，即三级均载调整。4、本发明由于摩擦体采用不规则结构，可使有效接触面积增大，从而实现摩擦体与制动盘低的接触应力。5、本发明由于球形销的采用简化了闸片背板的制造，有利于降低该闸片制造成本。本发明结构设计合理，制动性能好，运行安全可靠，它可以广泛用于各种铁路车辆制动系统中，且特别适用于高速动车组的制动系统中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的后视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是本发明的闸片背板结构示意图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是本发明的闸片摩擦体结构示意图；
图7是本发明摩擦体采用的第一种结构示意图；
图8是本发明摩擦体采用的第二种结构体示意图；
图9是本发明的三角支撑座结构示意图；
图10是图9的A-A剖视图；
图11是本发明的定位卡结构示意图；
图12是本发明球形销采用的第一种结构示意图；
图13是本发明球形销采用的第二种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1～图3所示，本发明包括一整体式的闸片背板10、若干闸片摩擦块体30、若干三角支撑座40、若干定位卡50（如图2所示）和若干球形销60（如图3所示）。其中，闸片背板10采用上、下对称的弧形结构，由钢质材料制成；在闸片背板10上的闸片摩擦块体30的分布为对称设置，闸片背板10的上、下分别设置有三组对称结构，每一组对称结构均由三个闸片摩擦块体30、一个三角支撑座40、三个定位卡50和一个球形销60连接组成，通过球形销60使三角支撑座40与闸片背板10实现万向连接，实现制动摩擦体接触均匀。
如图2、图4、图5所示，闸片背板10两侧分别设置有用于定位制动夹钳的左翼板11和右翼板12，闸片背板10的中部设置有一横向通长的凹槽13，凹槽13内间隔设置有两个减弱刚度孔14，通过两个减弱刚度孔14可以降低上、下对称的闸片背板10的连接刚度，进而使得闸片背板10的上部和下部闸片摩擦块体30均载。在闸片背板10的上、下对称设置有一工艺孔15和一用于连接制动夹钳的通孔16；闸片背板10上还设置有用于连接若干闸片摩擦块体30和若干球形销60的定位台阶孔17（如图5所示），以及连接若干三角支撑座40的若干台阶孔18和若干定位通孔19。
如图6所示，每个闸片摩擦块体30均包括摩擦体背板31、支柱32和圆柱状的摩擦体33。摩擦体背板31上设置有一中心孔34，中心孔34周围设置有一球面凸台35和若干浇注孔36。支柱32压装在中心孔34内，用于与三角支撑座40及闸片背板10的定位台阶孔17连接，并通过定位卡50将支柱32固定在闸片背板10上。支柱32底座上表面设置呈球面，以便与球面凸台35内表面配合；支柱32的上部设置有一圈凹缘37。摩擦体33与摩擦体背板31和支柱32烧结成一体，在摩擦体33中心设置有一贯通孔38，该贯通孔38的直径小于支柱32底座的直径，以便使支柱32底座支撑在摩擦体33与摩擦体背板31之间；同时，该贯通孔38一方面可以实现摩擦体33散热，另一方面可以储存摩擦体33的摩擦屑。
上述实施例中，如图1所示，为了确保摩擦体间安装定位，可以在闸片摩擦块体30的周向均设置有切边，例如：在每一组安装在支撑座40上的三个闸片摩擦块体30中，将相互靠近的两接触面分别切边，即位于定位脐42两侧的两个闸片摩擦块体30分别设置一个边301（如图7所示），使其呈“苹果”状，而另一个闸片摩擦块体30的接触面设置两个边302（如图8所示），使其呈“鸭梨”状。
如图9、图10所示，每个三角支撑座40均呈三角花瓣状结构，三角支撑座40顶面的中部设置有一与闸片背板10的台阶孔18连接的定位球面孔41，并且定位球面孔41与球形销60连接；定位球面孔41的下方设置有一与闸片背板10的定位通孔19连接的定位脐42，以限制三角支撑座40圆周方向的转动量。三角支撑座40底面的每一花瓣处均设置有一与摩擦体背板31的球面凸台35配合的定位球面台孔43（如图10所示），以实现闸片摩擦块体30制动时第一级和第二级均载。
如图11所示，每个定位卡50均采用锰钢或其它弹性材料制作而成，其形状可以根据需要而定，如呈ω形。每个定位卡50分别设置在闸片摩擦块体30中支柱32的凹缘37处，通过定位卡50将闸片摩擦块体30的支柱32定位在闸片背板10上。
如图12、13所示，本发明的各个球面销60均可以采用两种结构，每个球面销60采用的第一种结构为阶梯状结构，该阶梯状结构的球面销60包括球面61、定位台阶62和端面63（如图12所示），球面61与三角支撑座40的定位球面孔41配合连接，使三角支撑座40与闸片背板10球绞连接，实现二级调整均载；定位台阶62和端面63均与闸片背板10的台阶孔18铆接或过度配合，端面63为轴向安装定位面。
如图13所示，每个球面销60采用的第二种结构仍为阶梯状结构，该阶梯状结构的球面销60也包括球面61、定位台阶62和端面63，该结构的球面销60还包括在球面销60中心处开设的T型中空结构64。球面61与三角支撑座40的定位球面41接触，使三角支撑座40与闸片背板10球绞连接，实现二级调整均载；定位台阶62和端面63均与闸片背板10的台阶孔18铆接或过度配合，端面63为轴向安装定位面。在球面销60中心增设的T型中空结构64有利于进一步散热。
综上所述，本发明的安装步骤如下：
1）将每一个球面销60的台阶62和端面63安装在闸片背板10的定位台阶孔18中，将每个三角支撑座40上的定位球面孔41与球面销60的球面61配合安装，定位脐42插入闸片背板10上定位通孔19中。
2）重复步骤1）安装六次，将所有球面销60和三角支撑座40与闸片背板10安装到位；
3）按照每一组闸片摩擦块体30的布局，将每一闸片摩擦块体30的支柱32依次穿过三角支撑座40上的定位球面台孔43和闸片背板10上的定位台阶孔17；再用定位卡50从闸片背板10另一侧将支柱32上的凹缘35卡紧在闸片背板10上，以使闸片摩擦块体30固定在闸片背板10的台阶孔17中；
4）重复步骤3）安装，将所有闸片摩擦块体30均安装在整体闸片背板上。
5）上述安装完成后，沿着闸片背板10的左翼板11和右翼板12内侧方向将制动夹钳从上而下套入闸片背板10上，然后通过销柱将闸片背板10的通孔16与制动夹钳的相应孔固定连接，实现本发明带球形销的制动闸片在制动夹钳中的安装。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的连接和结构都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种带球形销的制动闸片，其特征在于：它包括一闸片背板、若干闸片摩擦块体、若干三角支撑座、若干定位卡和若干球形销；所述闸片背板采用上、下对称的弧形结构，由钢质材料制成；在所述闸片背板上的闸片摩擦块体的分布为对称设置，所述闸片背板的上、下分别设置有三组对称结构，每一组对称结构均由三个所述闸片摩擦块体、一个所述三角支撑座、三个所述定位卡和一个所述球形销连接组成，所述三角支撑座通过所述球形销与所述闸片背板万向连接。
2.如权利要求1所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：所述闸片背板两侧分别设置有用于定位制动夹钳的左翼板和右翼板，所述闸片背板的中部设置有一横向通长的凹槽，所述凹槽内间隔设置有两个减弱刚度孔；在所述闸片背板的上、下对称设置有一工艺孔和一用于连接制动夹钳的通孔；所述闸片背板上还设置有用于连接所述若干闸片摩擦块体和若干球形销的定位台阶孔，以及连接所述若干三角支撑座的若干台阶孔和若干定位通孔。
3.如权利要求1或2所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：每个所述闸片摩擦块体均包括摩擦体背板、支柱和圆柱状的摩擦体；所述摩擦体背板上设置有一中心孔，所述中心孔周围设置有一球面凸台和若干浇注孔；所述支柱压装在所述中心孔内，与所述三角支撑座及闸片背板的定位台阶孔连接，并通过所述定位卡将所述支柱固定在所述闸片背板上；所述支柱底座上表面设置呈球面，与所述球面凸台内表面配合；所述支柱的上部还设置有一圈凹缘；所述摩擦体与所述摩擦体背板和支柱烧结成一体，在所述摩擦体中心设置有一贯通孔，所述贯通孔的直径小于所述支柱底座的直径。
4.如权利要求3所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：所述每一组安装在所述支撑座上的三个所述闸片摩擦块体周向均设置有切边，位于所述定位脐两侧的两个所述闸片摩擦块体分别设置一个边，而另一个所述闸片摩擦块体的接触面设置两个边。
5.如权利要求1或2或4所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：每个所述三角支撑座均呈三角花瓣状结构，所述三角支撑座顶面的中部设置有一与所述闸片背板的台阶孔连接的定位球面孔，并且所述定位球面孔与所述球形销连接；所述定位球面孔的下方设置有一与所述闸片背板的定位通孔连接的定位脐；所述三角支撑座底面的每一花瓣处均设置有一与所述摩擦体背板的球面凸台配合的定位球面台孔。
6.如权利要求3所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：每个所述三角支撑座均呈三角花瓣状结构，所述三角支撑座顶面的中部设置有一与所述闸片背板的台阶孔连接的定位球面孔，并且所述定位球面孔与所述球形销连接；所述定位球面孔的下方设置有一与所述闸片背板的定位通孔连接的定位脐；所述三角支撑座底面的每一花瓣处均设置有一与所述摩擦体背板的球面凸台配合的定位球面台孔。
7.如权利要求1～6任一项所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：每个所述定位卡均采用锰钢材料制作而成，其形状呈ω形；每个所述定位卡分别设置在所述闸片摩擦块体中支柱的凹缘处，通过所述定位卡将所述闸片摩擦块体的支柱定位在所述闸片背板上。
8.如权利要求1～7任一项所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：每个所述球面销均采用阶梯状结构，其包括球面、定位台阶和端面，所述球面与所述三角支撑座的定位球面孔配合连接，所述定位台阶和端面均与所述闸片背板的台阶孔铆接或过度配合，所述端面为轴向安装定位面。
9.如权利要求1～7任一项所述的一种带球形销的制动闸片，其特征在于：每个所述球面销均采用阶梯状结构，其包括球面、定位台阶和端面，并在所述球面销中心处开设的T型中空结构；所述球面与所述三角支撑座的定位球面接触，所述定位台阶和端面均与所述闸片背板的台阶孔铆接或过度配合，所述端面为轴向安装定位面。
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