CN105041919B - 一种双瓦背结构闸瓦及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双瓦背结构闸瓦及其制造工艺，属于制动器技术领域，包括瓦背、挡块、闸瓦鼻、钢背、摩擦体和焊缝b，所述挡块焊接在瓦背外弧面两端，闸瓦鼻位于瓦背外弧面中间，构成瓦背组件；钢背与摩擦体烧结得到刹车块组件，瓦背组件与刹车块组件之间设有副瓦背，瓦背组件和刹车块组件分别与副瓦背的外弧面和内弧面固定连接，各刹车块组件钢背相邻端面无间隙接触，并通过压制摩擦体、刹车块烧结、焊接瓦背组件等步骤进行加工。本技术方案通过在瓦背组件与刹车块组件之间设副瓦背，增加了瓦背的厚度，从而提高了瓦背的抗弯曲变形能力，延长了闸瓦的工作寿命，达到了避免刹车块松动或脱落，消除车辆行车制动安全隐患的效果。

Description

一种双瓦背结构闸瓦及其制造工艺

技术领域

本发明属于制动器技术领域，涉及一种轨道交通刹车块上的闸瓦，尤其是涉及一种双瓦背结构闸瓦及其制造工艺。

背景技术

闸瓦是铁路机车和车辆制动时，在刹车推力作用下闸瓦摩擦面压紧靠在车轮踏面上产生制动力矩的重要部件。现有的粉末冶金闸瓦，是将摩擦体5与钢背4烧结成整体刹车块，再将刹车块等间距焊接在瓦背1内圆弧面上。

由于刹车块的摩擦面积设计的限制，同时闸瓦长度需满足有关标准要求，摩擦体5长度尺寸不能过小。在焊接刹车块时，由于三件刹车块是等距离设置在瓦背1内圆弧上，位于中间位置的刹车块摩擦体5与左、右两侧刹车块摩擦体5之间的间距狭窄，焊接时焊条或喷嘴无法伸进两刹车块之间的缝隙中对两刹车块之间的钢背侧边与闸瓦瓦背1进行焊接，因此在焊接中间刹车块时只能焊接刹车块靠瓦背1侧边的两侧，对两刹车块之间的边则没有进行焊接，从而使三件刹车块在瓦背1上的焊接焊缝是断开结构，没有连续，如图1所示。

刹车块焊接时通常采用手工焊接或自动焊接，手工焊接对操作者个人技能要求较高，自动焊接则因中间需要停顿，有时会出现焊缝8虚焊的情况，甚至造成中间刹车块与瓦背1的焊接熔深厚度较小，导致其焊接强度低，在频繁制动过程中，瓦背1受力变形，解除制动后瓦背1恢复原状，周而复始，闸瓦使用一段时间后，中间刹车块两侧边焊缝8出现水平方向裂纹，并逐渐扩大，最终将导致中间刹车块脱落，造成闸瓦失效；同时，由于两刹车块之间的瓦背1厚度最小，最为薄弱，受到弯曲应力时容易出现应力集中，随着瓦背1变形次数增加，两刹车块之间的瓦背1两侧也容易出现裂纹，并逐渐向瓦背1内侧延伸，直至瓦背1断裂，造成闸瓦失效；上述两种失效模式都会影响车辆的行车安全，给行车带来很大的安全隐患。

又由于瓦背1外弧面上有焊接闸瓦鼻3的通孔，且通孔的尺寸受闸瓦鼻3的板材厚度和闸瓦鼻3的宽度限制，若直接在原瓦背1基础上加厚瓦背1材料厚度，将不利于瓦背1上焊接闸瓦鼻3的通孔冲压成型，采用后期机械加工方法又将增加瓦背1的生产成本，降低闸瓦的整体生产效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双瓦背结构闸瓦及其制造工艺，从而达到了提高闸瓦强度，保证安全可靠刹车的效果。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种双瓦背结构闸瓦，包括瓦背、挡块、闸瓦鼻、钢背、摩擦体和焊缝b，所述挡块焊接在瓦背外弧面两端，闸瓦鼻位于瓦背外弧面中间，构成瓦背组件；钢背与摩擦体烧结得到刹车块组件，所述瓦背组件与刹车块组件之间设有副瓦背，瓦背组件和刹车块组件分别与副瓦背的外弧面和内弧面固定连接，所述各刹车块组件钢背相邻端面无间隙接触。

所述副瓦背的长度和宽度分别大于瓦背的长度和宽度；所述副瓦背外弧面弯曲弧度与瓦背内弧面弯曲弧度相同，副瓦背外弧面与瓦背内弧面完全贴合；所述钢背与副瓦背的连接面为弧面，其弧度与副瓦背内弧面相同；所述刹车块组件的数量为3组。

一种双瓦背结构闸瓦的制造工艺，包括如下步骤：

1)压制摩擦体：将粉末压制成型，得到摩擦体；

2)刹车块烧结：将摩擦体与钢背捆绑定位，通过加压高温烧结，冷却后得到刹车块组件；

3)焊接瓦背组件：将闸瓦鼻插入到瓦背外弧面通槽中，在瓦背外弧面两端固定挡块，将闸瓦鼻和挡块分别与瓦背焊接固定，构成瓦背组件；

4)瓦背组件焊接：将瓦背组件瓦背内弧面与副瓦背外弧面完全贴合并对中，采用自动焊接设备或手工焊接沿瓦背与副瓦背之间的焊缝a任一方向绕行一周一次完成焊接；

5)刹车块组件焊接：将刹车块组件整齐定位在副瓦背内弧面上，保证钢背弧形面与副瓦背内弧面贴合，保证各刹车块组件钢背相邻端面间相互接触，不留间隙；采用自动焊接设备或手工焊接沿钢背与副瓦背之间的焊缝b任一方向绕行一周一次完成焊接，保证各刹车块组件钢背焊缝连接成一体；

6)摩擦体弧面成型：机加工摩擦体一侧成圆弧面R，保证各摩擦体同时得到加工。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种双瓦背结构闸瓦及其制造工艺，通过在瓦背组件与刹车块组件之间设副瓦背零件，在保证原有瓦背机加工便捷的情况下，增加了瓦背的厚度，从而提高了瓦背的抗弯曲变形能力；通过将相邻钢背端面连接，不留间隙，并将各钢背与副瓦背整体焊接，提高了钢背与副瓦背之间的连接强度，增加了副瓦背和钢背结合后各个部位的厚度均匀性，避免了瓦背上的应力集中，防止瓦背和焊接缝处出现裂纹；可通过自动焊接将各钢背与副瓦背一次性焊接，简化了焊接工序，有利于提高焊接工作效率，并减少虚焊现象出现，延长了闸瓦的工作寿命，达到了避免刹车块松动或脱落，提高制动可靠性，消除车辆行车制动安全隐患的效果。

附图说明

图1为现有技术中闸瓦的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的主视结构示意图；

图4为本发明中瓦背组件的结构示意图；

图5为瓦背组件与副瓦背连接后的结构示意图；

图6为刹车块组件与副瓦背连接后的结构示意图。

图中：1-瓦背，2-挡块，3-闸瓦鼻，4-钢背，5-摩擦体，6-副瓦背，7-焊缝a，8-焊缝b。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图2～6所示，本发明所述的一种双瓦背结构闸瓦，包括瓦背1、挡块2、闸瓦鼻3、钢背4、摩擦体5和焊缝b8，所述挡块2焊接在瓦背1外弧面两端，闸瓦鼻3位于瓦背1外弧面中间，构成瓦背组件；钢背4与摩擦体5烧结得到刹车块组件，所述瓦背组件与刹车块组件之间设有副瓦背6，瓦背组件和刹车块组件分别与副瓦背6的外弧面和内弧面固定连接，所述各刹车块组件钢背4相邻端面相接触，没有间隙。

所述副瓦背6的长度和宽度分别大于瓦背1的长度和宽度，以便形成台阶状的焊接面，确保瓦背1与副瓦背6焊接时有足够的焊接宽度，副瓦背6厚度可略大于或小于瓦背1厚度；所述副瓦背6外弧面弯曲弧度与瓦背1内弧面弯曲弧度相同，副瓦背6外弧面与瓦背1内弧面完全贴合；所述钢背4与副瓦背6的连接面为弧面，其弧度与副瓦背6内弧面相同；所述刹车块组件的数量为3组。

一种双瓦背结构闸瓦的制造工艺，包括如下步骤：

1)压制摩擦体：将粉末压制成型，得到摩擦体5；

2)刹车块烧结：将摩擦体5与钢背4捆绑定位，通过加压高温烧结，冷却后得到刹车块组件；

3)焊接瓦背组件：将闸瓦鼻3插入到瓦背1外弧面通槽中，在瓦背1外弧面两端固定挡块2，将闸瓦鼻3和挡块2分别与瓦背1焊接固定，构成瓦背组件；

4)瓦背组件焊接：将瓦背组件瓦背1内弧面与副瓦背6外弧面完全贴合并对中，采用自动焊接设备或手工焊接沿瓦背1与副瓦背6之间的焊缝a7任一方向绕行一周一次完成焊接；

5)刹车块组件焊接：将刹车块组件整齐定位在副瓦背6内弧面上，保证钢背4弧形面与副瓦背6内弧面贴合，保证各刹车块组件钢背4相邻端面间相互接触，不留间隙；采用自动焊接设备或手工焊接沿钢背4与副瓦背6之间的焊缝b8任一方向绕行一周一次完成焊接，保证各刹车块组件钢背4焊缝连接成一体；

6)摩擦体弧面成型：机加工摩擦体5一侧成圆弧面R，保证各摩擦体5同时得到加工。

实施例

根据粉末冶金闸片特殊使用工况，为解决目前使用的闸瓦中间位置刹车块易脱落和瓦背圆弧面易断裂的技术问题，本发明提供了下述技术方案，其具有耐高温、磨损小、瓦背不出现裂纹、刹车块不松动和掉落的特点，适用于时速在200km/h以下的轨道交通工具刹车制动。

一种双瓦背结构闸瓦，包括瓦背1、挡块2、闸瓦鼻3、钢背4、摩擦体5和焊缝b8，所述挡块2焊接在瓦背1外弧面两端，闸瓦鼻3位于瓦背1外弧面中间，构成瓦背组件；摩擦体5的数量为3块，各摩擦体5分别与一钢背4对应烧结得到刹车块组件，所述瓦背组件与刹车块组件之间设有副瓦背6，瓦背组件和刹车块组件分别与副瓦背6的外弧面和内弧面固定连接，所述各刹车块组件钢背4相邻端面无间隙接触；副瓦背6的长度和宽度分别大于瓦背1的长度和宽度，副瓦背6外弧面弯曲弧度与瓦背1内弧面弯曲弧度相同，副瓦背6外弧面与瓦背1内弧面完全贴合；钢背4与副瓦背6的连接面为弧面，其弧度与副瓦背6内弧面相同。

一种双瓦背结构闸瓦的制造工艺，其步骤如下：

1)按配方称料混合后把粉末压制成尺寸相同的摩擦体5。

2)为保证刹车块组件钢背4互相接触，同时保证各摩擦体5之间的间距，需适当加长钢背4的长度；将压制成型的摩擦体5捆绑在钢背上，通过加压高温烧结，得到刹车块组件。

3)先将闸瓦鼻3插入到瓦背1外弧面槽中后焊接，再将挡块2分别固定在瓦背1外弧面两端后焊接，得到瓦背组件。

4)将瓦背组件瓦背1内弧面与副瓦背6外弧面完全贴合并对中，采用自动焊接设备或手工焊接沿瓦背1与副瓦背6之间的焊缝a7任一方向绕行一周一次完成焊接。

5)在副瓦背6内弧面上固定中间位置的刹车块组件，再固定两端的刹车块组件，保证两端刹车块组件钢背4要与中间刹车块钢背4端面相互接触，不留间隙，同时保证钢背4下弧面与副瓦背6内弧面完全贴合，不留间隙，钢背4两侧面对齐；采用自动焊接工艺沿钢背4与副瓦背6之间的焊缝b8任一方向绕行一圈，一次完成刹车块与副瓦背6的焊接，各刹车块组件钢背4均与副瓦背6连接为一体，以提高各刹车块钢背4之间的间隙位置瓦背材料结构均匀性，提高其抗弯曲强度和焊缝部位的焊接强度。

6)采用机加工工艺，对闸瓦上摩擦体5一侧一体加工，使其呈圆弧面R。

将三件刹车块固定后，三件刹车块组件的钢背4侧面同时排列成一条线，由于闸瓦中间刹车块组件钢背4与两端刹车块组件钢背4之间无间隙，采用自动焊接设备对刹车块组件沿任一方向绕行一周一次完成三件刹车块组件焊接，中间刹车块组件钢背4与副瓦背6焊接的焊缝b8与两端刹车块组件钢背4与副瓦背6焊接的焊缝b8连接成一体，副瓦背6又与瓦背1焊接连接成一体，可实现瓦背1长度方向的板材厚度均匀加厚，并保证瓦背1上任何一处板厚相同，从而提高了中间位置刹车块组件钢背4焊缝的焊接强度，提高了闸瓦的整体性能；在闸瓦使用寿命内，可避开目前使用的闸瓦在机车频繁制动的情况下，中间刹车块组件出现脱落和瓦背1出现裂纹的情况，消除了行车安全隐患，保证其在高速运行的车辆上使用安全可靠。

将闸瓦安装到列车制动装置瓦托上后，闸瓦瓦背1外圆弧面与瓦托内圆弧面接触，闸瓦摩擦体5内圆弧面与车轮踏面之间存在间隙。在列车运行过程中，闸瓦在刹车推力作用下，瓦背1和副瓦背6同时抵抗弯曲变形，摩擦体5内圆弧面与车轮踏面外圆弧面之间紧密接触，通过摩擦体5与车轮踏面外圆弧面之间的摩擦力来完成制动过程；解除制动后，瓦背1和副瓦背6圆弧面恢复原状，摩擦体5与车轮踏面外圆弧面分离。

Claims (3)

1.一种双瓦背结构闸瓦，包括瓦背(1)、挡块(2)、闸瓦鼻(3)、钢背(4)、摩擦体(5)和焊缝b(8)，所述挡块(2)焊接在瓦背(1)外弧面两端，闸瓦鼻(3)位于瓦背(1)外弧面中间，构成瓦背组件；钢背(4)与摩擦体(5)烧结得到刹车块组件，其特征在于：所述瓦背组件与刹车块组件之间设有副瓦背(6)，所述副瓦背(6)的长度和宽度分别大于瓦背(1)的长度和宽度，副瓦背(6)外弧面弯曲弧度与瓦背(1)内弧面弯曲弧度相同，副瓦背(6)外弧面与瓦背(1)内弧面完全贴合；瓦背组件和刹车块组件分别与副瓦背(6)的外弧面和内弧面固定连接，所述各刹车块组件钢背(4)相邻端面无间隙接触，钢背(4)与副瓦背(6)的连接面为弧面，其弧度与副瓦背(6)内弧面相同。

2.根据权利要求1所述的一种双瓦背结构闸瓦，其特征在于：所述刹车块组件的数量为3组。

3.一种双瓦背结构闸瓦的制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)压制摩擦体：将粉末压制成型，得到摩擦体(5)；

2)刹车块烧结：将摩擦体(5)与钢背(4)捆绑定位，通过加压高温烧结，冷却后得到刹车块组件；

3)焊接瓦背组件：将闸瓦鼻(3)插入到瓦背(1)外弧面通槽中，在瓦背(1)外弧面两端固定挡块(2)，将闸瓦鼻(3)和挡块(2)分别与瓦背(1)焊接固定，构成瓦背组件；

4)瓦背组件焊接：将瓦背组件瓦背(1)内弧面与副瓦背(6)外弧面完全贴合并对中，采用自动焊接设备或手工焊接沿瓦背(1)与副瓦背(6)之间的焊缝a(7)任一方向绕行一周一次完成焊接；

5)刹车块组件焊接：将刹车块组件整齐定位在副瓦背(6)内弧面上，保证钢背(4)弧形面与副瓦背(6)内弧面贴合，保证各刹车块组件钢背(4)相邻端面间相互接触，不留间隙；采用自动焊接设备或手工焊接沿钢背(4)与副瓦背(6)之间的焊缝b(8)任一方向绕行一周一次完成焊接，保证各刹车块组件钢背(4)焊缝连接成一体；

6)摩擦体弧面成型：机加工摩擦体(5)一侧成圆弧面R，保证各摩擦体(5)同时得到加工。