CN105065521A - 一种列车用制动闸片组件结构 - Google Patents

Abstract

一种列车用制动闸片组件结构，包括钢背、背板、摩擦体和蝶形卡簧，所述背板上设有球面和圆柱销，所述圆柱销端部设有环形卡槽；所述背板和摩擦体通过烧结成为连接体；所述背板与摩擦体的连接体通过圆柱销定位，所述钢背中部设有调节补偿结构；在钢背上还设有安装凸台，每个安装凸台中心孔设有凹球面过渡结构；背板的球面与安装凸台中心孔的凹球面过渡结构配合，通过蝶形卡簧卡在圆柱销的环形卡槽内而固定在安装凸台上。该制动闸片结构能够保证闸片摩擦表面与制动盘的良好接触，避免摩擦副产生偏磨及非正常磨损，有利于延长闸片更换周期，提高制动闸片组件的性能稳定性。

Description

一种列车用制动闸片组件结构

技术领域

本发明涉及一种制动装置，特别涉及一种列车用制动闸片组件结构。

背景技术

随着铁路列车向高速快速发展的趋势，对列车制动性能有了更高的要求。列车盘式制动系统中，制动闸片组件是关键部件。制动闸片组件结构、制动闸片与钢背的连接方式对制动系统的使用性能及性价比有很大的影响。现有列车制动闸片多数是用铆钉将闸片固定在钢背上，少量则采用具有浮动功能连接结构。前者钢背的整体刚性很大，在列车高速制动时，摩擦块与制动盘之摩擦面难以实现完全贴合，这样闸片在承受机械应力和高热负荷的共同作用下容易产生摩擦块裂纹、掉块、缺损等现象，严重时还会导致制动盘裂纹，影响高速列车的制动效果。

后者如CN102401047A公开的用于列车制动闸片的弹性支撑片，其包括球形支撑面部分、中心导向孔部分以及调整架部分。CN201810706U公开了一种带调整器的列车制动闸片，包括安装板、调整器、摩擦块和弹簧卡圈组成。CN203146655U公开了一种组合浮动式制动闸片，包括由两块背板互相拼接连接而成的组合背板，背板上的若干个摩擦块，摩擦块与背板之间的弹性支撑片，摩擦块的球形支撑部贴合连接的球形支撑面；球形支撑面外侧的若干支撑棘爪，支撑棘爪从球形支撑面的边缘向球形支撑面的底部并倾向远离导向孔方向延伸。这些技术方案的调整结构均采用调整器（支撑棘爪），目的是实现两级浮动。列车制动时闸片的摩擦块可以在弹性支撑片球形支撑面内自动调整，提高摩擦块与制动盘的有效摩擦面积。但在实际应用过程中，也易产生偏磨现象，特别是一个调整架支撑三个闸片，当其中一个闸片产生偏磨或受损时，受力点会远离调整架中心，从而导致其它两个闸片位置难以平正贴合制动盘，也就难以有效发挥制动作用，影响闸片的整体使用性能，由此导致列车在运行过程中的安全性能难以保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种有一定柔性、保证制动闸片上的全部摩擦体与制动盘贴合良好的列车用制动闸片组件结构，提高了列车制动安全可靠性和列车营运的经济性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种列车用制动闸片组件结构，包括钢背、背板、摩擦体和蝶形卡簧，所述背板上设有球面和圆柱销，所述圆柱销端部设有环形卡槽；所述背板和摩擦体通过烧结成为连接体；所述背板与摩擦体的连接体通过圆柱销定位，所述钢背中部设有调节补偿结构；所述钢背上还设有安装凸台，每个安装凸台中心孔设有凹球面过渡结构；所述背板的球面与安装凸台中心孔的凹球面过渡结构配合，通过蝶形卡簧卡在圆柱销的环形卡槽内而固定在安装凸台上。

进一步，所述调节补偿结构由两个矩形通孔和一根调节筋组成。

进一步，所述钢背呈扇形，所述钢背与安装凸台均为整体精密铸造件。

进一步，所述钢背上的安装凸台为18个，排列在三个半径不同的同心圆弧上。

进一步，所述安装凸台上的凹球面过渡结构由中心导向孔、球形支撑面上、直面过渡面和球形支撑面下组成；所述中心导向孔位于球形支撑面上与球形支撑面下两支撑面的中心处，两个直径不同的球形支撑面之间用直面过渡面过渡。

进一步，所述背板包括正六边形背板和偏六边形背板两种；为提高背板与摩擦体的结合强度，在所述背板上设有2个大孔和2个小孔，4个孔在背板上呈对称分布。其中2个大孔的直径优选Φ8~Φ10mm，另外2个小孔的直径优选Φ4~Φ8mm。

进一步，为了降低背板球面与球形支撑面配合时的摩擦系数，在所述球形支撑面上与球形支撑面下的球面上设有固体润滑涂层，固体润滑涂层的厚度优选5-20μm。

进一步，所述固体润滑涂层由树脂、稀释剂、石墨粉和固化剂混合而成，其混合质量比例为1：（0.5~2）：（0.3~1.5）：（0.003~0.008）；所述树脂优选呋喃树脂或酚醛树脂，稀释剂优选乙醇或丙酮，固化剂优选对甲苯磺酸。

进一步，所述正六边形背板的数量与偏六边形背板的数量合计为18个，其中正六边形背板的数量是6个，偏六边形背板的数量是12个。

进一步，所述各安装凸台上的凹球面过渡结构的中心导向孔的尺寸相同。

进一步，所述各安装凸台上的凹球面过渡结构的球面支撑面上的球面半径尺寸相同。

进一步，所述各安装凸台上的凹球面过渡结构的球面支撑面下的球面半径尺寸相同。

进一步，所述各安装凸台上的直面过渡面的直径尺寸相同。

进一步，所述调节补偿结构的两个矩形通孔的尺寸相同。

进一步，为了提高闸片的抗腐蚀能力，在所述钢背、背板及圆柱销表面覆盖有电镀铜涂层，涂层厚度优选8~20μm。

与现有技术相比，本发明的所述技术方案具有以下有益效果：

（1）本发明列车用制动闸片组件结构，扇形钢背设计有调节补偿结构，使制动闸片组件结构沿圆周方向有一定的柔性。调节补偿结构将扇形钢背分为对称的两部分，以保证制动闸片组件在机械、热应力引起的翘曲、变形的情况下，仍能保证制动闸片摩擦面与制动盘良好的接触，避免摩擦副产生偏磨及非正常磨损，延长闸片更换周期，提高制动闸片组件的性能稳定性。

（2）采用调节补偿结构、凹球面过渡结构和润滑涂层的多向作用，即可有效的控制安装凸台和背板与摩擦体连接体的安装间隙，制动闸片可在安装凸台的凹球支撑面内实现绕轴线摆动、转动、平移等多自由度的运动，又使单个闸片工作时具有自位功能，达到使每个制动摩擦体与制动盘良好接触的效果，避免偏磨及非正常磨损。

（3）与现有浮动结构比较，本发明组件结构减少了调整架。采用安装凸台，减少了零件件数，简化了结构，减少了重量；与原来的背板比较，减少了机械加工面积，降低了机加工成本。简化了装配程序，缩短了维修时间。使用性能的提高则延长了制动闸片的使用寿命。

附图说明

图1为本发明列车用制动闸片组件结构实施例的装配示意图；

图2为图1所示本发明实施例的钢背与安装凸台的结构示意图；

图3为图1所示本发明实施例的安装凸台凹球面过渡结构的剖视图；

图4为图1所示本发明实施例的A-A向剖视图；

图5为图1所示本发明实施例的偏六边形背板结构放大示意图；

图6为图1所示本发明实施例的正六边形背板结构放大示意图；

其中：1-钢背，2-安装凸台，3-调节补偿结构，4-球形支撑面上，5-直面过渡面，6-球形支撑面下，7-中心导向孔，8-摩擦体，9-圆柱销，10-环形卡槽，11-蝶形卡簧，12-背板，13-球面，14-大孔，15-小孔。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

参照附图，本实施例包括钢背1、背板12、摩擦体8和蝶形卡簧11，所述背板12上设有球面13和圆柱销9，所述圆柱销9的端部设有环形卡槽10；所述背板12和摩擦体8通过烧结成为连接体；所述背板12与摩擦体8的连接体通过圆柱销9定位，所述钢背1的中部设有调节补偿结构3；所述钢背1上还设有安装凸台2，每个安装凸台2的中心孔设有凹球面过渡结构；所述背板12的球面13与安装凸台2的中心孔的凹球面过渡结构配合，通过蝶形卡簧11卡在圆柱销9的环形卡槽10内而固定在安装凸台2上。

钢背1呈扇形，钢背1与安装凸台2为整体精密铸造件；钢背1上有18个安装凸台2，安装凸台2排列在三个半径不同的同心圆弧上。

安装凸台2上的凹球面过渡结构由中心导向孔7、球形支撑面上4、直面过渡面5和球形支撑面下6组成；中心导向孔7位于球形支撑面上4与球形支撑面下6两支撑面的中心处，两个直径不同的球形支撑面之间通直面过渡面5过渡。

背板12外形分为正六边形和偏六边形两种，其中正六边形的6个，偏六边形的12个；为提高背板12与摩擦体8的结合强度，在背板12上设有2个大孔14和2个小孔15，4个孔在背板上呈对称分布，其中2个大孔14的直径为Φ10mm，另外2个小孔15的直径为Φ8mm。

所有安装凸台2上的凹球面过渡结构的中心导向孔7尺寸相同，球面支撑面上4的球面半径尺寸相同，球面支撑面下6的球面半径尺寸相同，直面过渡面5的直径尺寸相同。

在钢背1、背板12及圆柱销9表面，覆盖有电镀铜涂层，厚度为20μm。

本实施例的列车用制动闸片组件结构的扇形钢背1设计有调节补偿结构3，使制动闸片组件结构沿圆周向有一定的柔性；采用调节补偿结构3和凹球面过渡结构的多向作用，可有效的控制安装凸台2和背板12与摩擦体8连接体的安装间隙，还能使单个制动闸片在安装凸台2上的凹球面支撑面内能实现摆动、平移等多自由度的运动，实现了单个闸片工作时具有自位功能，达到与制动盘良好接触的效果，避免偏磨及非正常磨损；闸片更换周期延长50%，提高了制动闸片组件的性能稳定性。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于，大孔14的直径为Φ8mm，小孔的直径为Φ4mm；在球形支撑面上4与球形支撑面下6的凹球面上设有固体润滑涂层，固体润滑涂层的厚度为5μm，固体润滑涂层为呋喃树脂、工业酒精、石墨粉和对甲苯磺酸混合而成，其混合质量比例为1：0.5：0.3：0.003；在钢背1、背板12及圆柱销9表面均覆盖有电镀铜涂层，厚度为15μm。

本实施例的列车用制动闸片组件结构的扇形钢背1设计有调节补偿结构3，使制动闸片组件结构沿圆周向有一定的柔性；采用调节补偿结构3、凹球面过渡结构和润滑涂层的多向作用，可有效的控制安装凸台2和背板12与摩擦体8连接体的安装间隙，还能使单个制动闸片在安装凸台2上的凹球面支撑面内能实现摆动、平移等多自由度的运动，实现了单个闸片工作时具有自位功能，达到与制动盘良好接触的效果，避免偏磨及非正常磨损；闸片更换周期延长55%，提高了制动闸片组件的性能稳定性。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于，大孔14的直径为Φ9mm，小孔的直径为Φ6mm；在球形支撑面上4与球形支撑面下6的凹球面上设有固体润滑涂层，固体润滑涂层的厚度为10μm，固体润滑涂层为呋喃树脂、工业酒精、石墨粉和对甲苯磺酸混合而成，其混合质量比例为1：0.5：0.3：0.003；在钢背1、背板12及圆柱销9表面均采用电镀铜涂层，厚度为10μm。

本实施例的列车用制动闸片组件结构的扇形钢背1设计有调节补偿结构3，使制动闸片组件结构沿圆周向有一定的柔性；采用调节补偿结构3、凹球面过渡结构和润滑涂层的多向作用，可有效的控制安装凸台2和背板12与摩擦体8连接体的安装间隙，还能使单个制动闸片在安装凸台2上的凹球面支撑面内能实现摆动、平移等多自由度的运动，实现了单个闸片工作时具有自位功能，达到与制动盘良好接触的效果，避免偏磨及非正常磨损；闸片更换周期延长60%，提高了制动闸片组件的性能稳定性。

实施例4

本实施例与实施例1的区别仅在于，大孔14的直径为Φ10mm，小孔的直径为Φ5mm；在球形支撑面上4与球形支撑面下6的凹球面上设有固体润滑涂层，固体润滑涂层的厚度为20μm，固体润滑涂层为呋喃树脂、工业酒精、石墨粉和对甲苯磺酸混合而成，其混合质量比例为1：0.5：0.3：0.003；在钢背1、背板12及圆柱销9表面均采用电镀铜涂层，厚度为8μm。

本实施例的列车用制动闸片组件结构的扇形钢背1设计有调节补偿结构3，使制动闸片组件结构沿圆周向有一定的柔性；采用调节补偿结构3、凹球面过渡结构和润滑涂层的多向作用，即可有效的控制安装凸台2和背板12与摩擦体8连接体的安装间隙，还能使单个制动闸片在安装凸台2上的凹球面支撑面内能实现摆动、平移等多自由度的运动，实现了单个闸片工作时具有自位功能，达到与制动盘良好接触的效果，避免偏磨及非正常磨损；闸片更换周期延长58%，提高了制动闸片组件的性能稳定性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何修改、变更以及等效结构变换，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种列车用制动闸片组件结构，包括钢背（1）、背板（12）、摩擦体（8）和蝶形卡簧（11），所述背板（12）上设有球面（13）和圆柱销（9），所述圆柱销（9）端部设有环形卡槽（10）；所述背板（12）和摩擦体（8）通过烧结成为连接体；所述背板（12）与摩擦体（8）的连接体通过圆柱销（9）定位，其特征在于，所述钢背（1）中部设有调节补偿结构（3）；所述钢背（1）上还设有安装凸台（2），每个安装凸台（2）中心孔设有凹球面过渡结构；所述背板（12）的球面（13）与安装凸台（2）中心孔的凹球面过渡结构配合，通过蝶形卡簧（11）卡在圆柱销（9）的环形卡槽（10）内而固定在安装凸台（2）上。

2.根据权利要求1所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述钢背（1）上的调节补偿结构（3）由两个矩形通孔和一根调节筋组成。

3.根据权利要求1或2所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述钢背（1）呈扇形，安装凸台（2）和钢背（1）为整体精密铸造件。

4.根据权利要求1或2或3所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述钢背（1）上有18个安装凸台（2），所述安装凸台（2）排列在三个半径不同的同心圆弧上。

5.根据权利要求1-4任意一权利要求所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述安装凸台（2）中心孔的凹球面过渡结构由中心导向孔（7）、球形支撑面上（4）、直面过渡面（5）和球形支撑面下（6）组成；所述中心导向孔（7）位于球形支撑面上（4）与球形支撑面下（6）两支撑面的中心处，两个直径不同的球形支撑面之间用直面过渡面（5）过渡。

6.根据权利要求1-5任意一权利要求所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述背板（12）外形分为正六边形和偏六边形两种；所述背板（12）设有2个大孔（14）和2个小孔（15），4个孔在背板（12）上呈对称分布。

7.根据权利要求6所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述2个大孔（14）的直径为Φ8~Φ10mm，所述2个小孔（15）的直径为Φ4~Φ8mm。

8.根据权利要求1-7之一所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述球形支撑面上（4）与球形支撑面下（6）的球面上设有固体润滑涂层，固体润滑涂层的厚度为5-20μm。

9.根据权利要求8所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述固体润滑涂层的涂料由树脂、稀释剂、石墨粉和固化剂混合配制而成，各组分的混合质量比例为：树脂：稀释剂：石墨粉：固化剂=1：（0.5~2）：（0.3~1.5）：（0.003~0.008）；所述树脂为呋喃树脂或酚醛树脂，稀释剂为乙醇或丙酮，固化剂为对甲苯磺酸。

10.根据权利要求1-9之一所述的列车用制动闸片组件结构，其特征在于，所述背板（12）分为正六边形和偏六边形两种，其中正六边形6个，偏六边形12个，共18个。