CN105351404A - 轮装制动盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮装制动盘装置，其包括：内摩擦环和外摩擦环，沿内摩擦环径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的内安装孔组，每一内安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个内安装孔构成；沿外摩擦环的径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的外安装孔组，每一外安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个外安装孔构成，各外安装孔与各内安装孔的数量相等且分别对位设置；各对位设置的内安装孔与外安装孔均贯穿有螺栓，螺栓旋接有螺母，且螺栓以及与该螺栓配合的螺母均嵌入外摩擦环与内摩擦环之间。本发明提供的轮装制动盘装置，很好的控制了内摩擦盘和外摩擦盘在高速制动期间的翘曲变形，并使得内摩擦盘和外摩擦盘均能够受热均匀。

Description

轮装制动盘装置

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆制动领域，特别涉及一种轮装制动盘装置。

背景技术

运动中的列车其动能与列车速度的平方成正比，随着车辆速度的增加，列车制动热负荷会大幅度增加。对于速度超过100km/h的轨道交通车辆，如采用踏面制动会使车轮踏面剥离或热裂纹现象更加严重。因此，对于速度超过100km/h的城市轨道交通车辆一般采用盘形制动。

制动盘和闸片是盘形制动的一对摩擦副，车辆在进行制动时，盘形制动利用摩擦副的相互作用将城轨车辆的动能转变成热能。制动盘和闸片作为基础制动的一对摩擦副，其使用情况直接影响到列车的运行安全。随着列车速度的提高，制动负荷越来越大，对基础制动摩擦副的要求也越来越高。目前轨道交通车辆上普遍使用的制动盘有两种结构：1、轮装制动盘；2、轴装制动盘。顾名思义，轮装制动盘是将制动盘直接安装在列车车轮上，而轴装制动盘是将制动盘安装在列车车轴上，其中，轮装制动盘由于重量轻，占用空间小，轮盘安装在车轮辐板两侧还可显著降低车辆运行时的车下风阻，因此运用广泛。特别是在动车组列车的动力车上，由于安装空间限制，只能使用轮装制动盘。

目前所使用的轮装制动盘都是利用多个螺栓紧固件将两片制动盘固定在车轮辐板的两侧，且各螺栓紧固件的中心点连线呈圆形，但是，由于该连接方式不能对制动盘的整个摩擦面进行有效约束，在没有约束的地方制动盘的翘曲变形得不到有效控制，从而导致制动盘与制动闸片摩擦的不均匀性客观存在，因此在列车高速制动过程中，制动盘摩擦面变形明显，导致制动盘摩擦面与闸片接触更加不均匀，进而造成制动盘面局部接触区域受热过大产生热斑、擦伤、热裂纹等不可逆转的不良影响，严重影响制动盘的使用寿命及列车运行安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够解决制动摩擦面变形问题的轮装制动盘装置。

为达到上述目的，本发明提供了一种轮装制动盘装置，其包括：内摩擦环，沿其径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的内安装孔组，每一所述内安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个内安装孔构成；外摩擦环，沿其径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的外安装孔组，每一所述外安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个外安装孔构成，各所述外安装孔与各所述内安装孔的数量相等且分别对位设置；各对位设置的所述内安装孔与所述外安装孔均贯穿有螺栓，所述螺栓旋接有螺母，且所述螺栓以及与该螺栓配合的所述螺母均嵌入所述外摩擦环与所述内摩擦环之间。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，在所述内摩擦环和所述外摩擦环对向的表面上对应设有多个相间隔的对位凸台，沿所述内摩擦环上的所述对位凸台的中心开设有通孔形成所述内安装孔，沿所述外摩擦环上的所述对位凸台的中心开设有通孔形成所述外安装孔。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，在所述内摩擦环和所述外摩擦环对向的表面上沿径向均设有多条相间隔的散热筋，所述内摩擦环上的相邻两所述散热筋之间形成内摩擦环散热通道，所述外摩擦环上的相邻两所述散热筋之间形成外摩擦环散热通道。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，所述内摩擦环上的多条所述散热筋等间隔设置，所述外摩擦环上的多条所述散热筋等间隔设置。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，在所述内摩擦环和所述外摩擦环对向的表面上沿径向对应设有多个相间隔的对中定位凸台，各所述对中定位凸台上均设有键槽，对应的所述内摩擦环上的所述对中定位凸台和与所述外摩擦环上的所述对中定位凸台通过对中定位键与所述键槽的卡装配合相接。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，所述对中定位键呈圆柱状，所述对中定位键的两端分别设有与所述键槽卡接配合的凸棱。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，所述对中定位键的中部设有环形凹槽，所述环形凹槽设有O型密封圈。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，所述内摩擦环上的所述对中定位凸台和所述外摩擦环上的所述对中定位凸台均为椭圆形凸柱或者矩形凸柱。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，所述内摩擦环上的相邻两所述内安装孔组上的各所述内安装孔沿周向交错设置；所述外摩擦环上的相邻两所述外安装孔组上的各所述外安装孔沿周向交错设置。

如上所述的轮装制动盘装置，其中，所述内摩擦环沿其径向由内至外间隔设有两组所述内安装孔组，两所述内安装孔组分别位于靠近所述内摩擦环的内环边缘和外环边缘处；所述外摩擦环沿其径向由内至外间隔设有两组所述外安装孔组，两所述外安装孔组分别位于靠近所述外摩擦环的内环边缘和外环边缘处。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的轮装制动盘装置，通过在内摩擦环和外摩擦环上分别间隔设置至少两组呈环形的内安装孔组和外安装孔组，使得由螺栓和与该螺栓旋接的螺母组成的紧固件得到合理地排布，从而很好的控制了内摩擦盘和外摩擦盘在高速制动期间的翘曲变形，且由于螺栓与螺母的端部均未伸出内摩擦环和外摩擦环，不会影响内摩擦盘与内闸片、外摩擦盘与外闸片之间的接触，使得内摩擦盘的摩擦面与内闸片、外摩擦盘的摩擦面与外闸片能够均匀接触，在制动过程中，内摩擦盘和外摩擦盘均能够受热均匀，显著降低了内摩擦盘和外摩擦盘的最高温升，有效缓解了内摩擦盘与内闸片、外摩擦盘与外闸片局部区域的异常磨耗，从而提高了内摩擦盘、外摩擦盘、内闸片和外闸片的使用寿命，并使得内摩擦盘和外摩擦盘几乎无热斑、热裂纹及热擦伤产生，进而保证了列车运行的安全性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是根据本发明一实施例提供的轮装制动盘装置的一局部装配结构示意图；

图2是图1所示的轮装制动盘装置中内摩擦环的结构示意图；

图3是图2所示的内摩擦环的后视结构示意图；

图4是根据本发明一实施例提供的轮装制动盘装置的另一局部装配结构示意图。

附图标号说明：

1-内摩擦环；11-内安装孔；12-对位凸台；13-散热筋；14-内摩擦环散热通道；15-对中定位凸台，151-键槽；2-外摩擦环；21-外安装孔；3-螺栓；4-螺母；5-对中定位键；6-O型密封圈；7-车轮辐板。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种轮装制动盘装置，其包括：内摩擦环1和外摩擦环2，内摩擦环1和外摩擦环2分别位于车轮辐板7的内外两侧，其中，沿内摩擦环1径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的内安装孔组，每一内安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个内安装孔11构成；沿外摩擦环2的径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的外安装孔组，每一外安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个外安装孔21构成，各外安装孔21与各内安装孔11的数量相等且分别对位设置；各对位设置的内安装孔11与外安装孔21均贯穿有螺栓3，螺栓3旋接有螺母4，且螺栓3以及与该螺栓3配合的螺母4均嵌入外摩擦环2与内摩擦环1之间，即螺栓3与螺母4的端部均未伸出内摩擦环1和外摩擦环2。本发明提供的轮装制动盘装置，通过在内摩擦环1和外摩擦环2上分别间隔设置至少两组呈环形的内安装孔组和外安装孔组，使得由螺栓3和与该螺栓3旋接的螺母4组成的紧固件得到合理地排布，从而很好的控制了内摩擦盘和外摩擦盘在高速制动期间的翘曲变形，且由于螺栓3与螺母4的端部均未伸出内摩擦环1和外摩擦环2，不会影响内摩擦盘与内闸片、外摩擦盘与外闸片之间的接触，使得内摩擦盘的摩擦面与内闸片、外摩擦盘的摩擦面与外闸片能够均匀接触，在制动过程中，内摩擦盘和外摩擦盘均能够受热均匀，降低了内摩擦盘和外摩擦盘的最高温升，有效缓解了内摩擦盘与内闸片、外摩擦盘与外闸片局部区域的异常磨耗，从而提高了内摩擦盘、外摩擦盘、内闸片和外闸片的使用寿命，并使得内摩擦盘和外摩擦盘几乎无热斑、热裂纹及热擦伤产生，进而保证了列车运行的安全性。

可选的，内摩擦环1和外摩擦环2，均由强度较好的铸钢材料制成。

进一步，为了便于螺栓3以及与该螺栓3配合的螺母4均嵌入外摩擦环2与内摩擦环1之间，如图2和图3所示，在内摩擦环1和外摩擦环2对向的表面上对应设有多个相间隔的对位凸台12，沿内摩擦环1上的对位凸台12的中心开设有通孔形成内安装孔11，沿外摩擦环2上的对位凸台12的中心开设有通孔形成外安装孔21，在装配时，将螺栓3从内安装孔11穿过，并使螺栓3的头部卡接在内安装孔11内，螺栓3的螺杆端部穿过外安装孔21并置于安装孔内，再将螺母4与螺栓3旋接，并使螺母4卡接在外安装孔21内，或者，将螺栓3从外安装孔21穿过，并使螺栓3的头部卡接在外安装孔21内，螺栓3的螺杆端部穿过内安装孔11并置于内装孔内，再将螺母4与螺栓3旋接，并使螺母4卡接在内安装孔11内，从而使得螺栓3以及与该螺栓3配合的螺母4嵌入外摩擦环2与内摩擦环1之间的装配操作简单方便。

在本发明的一个优选实施例中，为了进一步降低内摩擦盘和外摩擦盘在制动过程中的温度，如图3所示，在内摩擦环1和外摩擦环2对向的表面上沿径向均设有多条相间隔的散热筋13，内摩擦环1上的相邻两散热筋13之间形成内摩擦环散热通道14，外摩擦环2上的相邻两散热筋13之间形成外摩擦环散热通道，在制动过程中，内摩擦盘与内闸片产生的热量能够通过内摩擦环散热通道14尽快传递出去，外摩擦盘与外闸片产生的热量能够通过外摩擦环散热通道尽快传递出去，进一步降低了内摩擦盘和外摩擦盘的最高温升，此外，散热筋13还起到将内摩擦环1和外摩擦环2支撑在车轮上的作用。

进一步，内摩擦环1上的多条散热筋13等间隔设置，外摩擦环2上的多条散热筋13等间隔设置，这样使得内摩擦盘和外摩擦盘在制动过程中散热更加均匀，从而提升了内摩擦盘和外摩擦盘在制动过程中的散热效率。

需要说明的是，内摩擦环1和外摩擦环2的厚度、散热筋13的数量和几何结构都是固定的，以在施加制动时将内摩擦环1和外摩擦环2的温度保持在允许的范围内。

在本发明的一个实施例中，为了避免因内摩擦环1和外摩擦环2在制动过程中受热膨胀，导致内摩擦环1和外摩擦环2发生相对偏移从而产生对螺栓3的剪切应力，如图3和图4所示，在内摩擦环1和外摩擦环2对向的表面上沿径向对应设有多个相间隔的对中定位凸台15，各对中定位凸台15上均设有键槽151，对应的内摩擦环1上的对中定位凸台15和外摩擦环2上的对中定位凸台15通过对中定位键5与键槽151的卡装配合相接，这样，使得内摩擦环1与外摩擦环2即使因温度升高膨胀时，也不会出现相对位置偏移，从而使得内摩擦环1与外摩擦环2相对位置得到固定，在对中定位键的强度范围内，有效避免了剪切应力的产生，进而保证了螺栓3的使用寿命，以及制动扭矩的准确传送。

具体的，如图4所示，对中定位键5呈圆柱状，对中定位键5的两端分别设有与键槽151卡接配合的凸棱，将两凸棱分别插入两对中定位凸台15上的键槽151内，即可通过对中定位键5将两对中定位凸台15相连接，而呈圆柱形的对中定位键5便于与车轮辐板7上的装配孔相配合。

进一步，为了使对中定位键5固定在正确的位置，如图4所示，在对中定位键5的中部设有环形凹槽，环形凹槽设有O型密封圈6，由于对中定位键5需要与车轮辐板7上的装配孔相配合，在装配后，O型密封圈6与装配孔之间产生一定的阻尼，从而限制对中销的旋转运动，使得对中定位键5在一定程度内始终位于初始安装位置。

可选的，如图3所示，内摩擦环上1的对中定位凸台15和外摩擦环上2的对中定位凸台15均为椭圆形凸柱或者矩形凸柱，优选采用椭圆形凸柱作为对中定位凸台15，椭圆形的凸柱不会产生死角阻挡散热通道14的散热，从而在一定程度上提升了内摩擦环1或外摩擦环2的散热效率。

在本发明的一个优选实施例中，由于内安装孔11和外安装孔21处最易形成热聚集和热节，为了避免内摩擦盘和外摩擦盘产生热聚集和热节，如图2所示，设计内摩擦环1上的相邻两内安装孔组上的各内安装孔11沿周向交错设置；外摩擦环2上的相邻两外安装孔组上的各外安装孔21沿周向交错设置，这样，使得内摩擦环1上的内安装孔11和外摩擦环2上的外安装孔21均分布更加分散，分布更加均匀，不容易产生热聚集和热节，从而进一步保证了内摩擦盘和外摩擦盘在制动过程中均能够受热均匀。

此外，发明人经过大量的研究和测试，发现摩擦环易翘曲区域分别在靠近摩擦环内环侧和外环侧两个区域，其中，在靠近摩擦环外环侧的部位翘曲变形最大，举例来说，250km/h初速度紧急制动时，在靠近摩擦环外环侧的翘曲量在0.5mm以上，300km/h初速度紧急制动时，在靠近摩擦环外环侧的翘曲量接近1mm，这种情况下摩擦环和闸片在高速制动过程中将不能保持良好的接触状态，使得制动盘局部温升过快，进而出现各种缺陷以及安全隐患。

因此，在本实施例的一个具体示例中，如图2所示，内摩擦环1沿其径向由内至外间隔设有两组内安装孔组，两内安装孔组分别位于靠近内摩擦环1的内环边缘和外环边缘处；外摩擦环2沿其径向由内至外间隔设有两组外安装孔组，两外安装孔组分别位于靠近外摩擦环2的内环边缘和外环边缘处，具体来说，在内摩擦环1的两个易翘曲区分别设置一组内安装孔组，在外摩擦环2的两个易翘曲区分别设置一组外安装孔组，并通过螺栓3和螺母4将内安装孔组与外安装孔组相接，这样既能够控制车高速列在紧急制动过程中内摩擦盘和外摩擦盘的摩擦面的翘曲变形，又使得内摩擦环1和外摩擦环2的加工变得简单方便。

需要说明的是，由于本发明提供的轮装制动盘装置的内摩擦环1和外摩擦环2的结构基本相同，因此，省略了能够表明外摩擦环2结构的附图。

综上所述，本发明提供的轮装制动盘装置，通过在内摩擦环和外摩擦环上分别间隔设置至少两组呈环形的内安装孔组和外安装孔组，使得由螺栓和与该螺栓旋接的螺母组成的紧固件得到合理地排布，从而很好的控制了内摩擦盘和外摩擦盘在高速制动期间的翘曲变形，且由于螺栓与螺母的端部均未伸出内摩擦环和外摩擦环，不会影响内摩擦盘与内闸片、外摩擦盘与外闸片之间的接触，使得内摩擦盘的摩擦面与内闸片、外摩擦盘的摩擦面与外闸片能够均匀接触，在制动过程中，内摩擦盘和外摩擦盘均能够受热均匀，显著降低了内摩擦盘和外摩擦盘的最高温升，有效缓解了内摩擦盘与内闸片、外摩擦盘与外闸片局部区域的异常磨耗，从而提高了内摩擦盘、外摩擦盘、内闸片和外闸片的使用寿命，并使得内摩擦盘和外摩擦盘几乎无热斑、热裂纹及热擦伤产生，进而保证了列车运行的安全性。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种轮装制动盘装置，其特征在于，所述轮装制动盘装置包括：

内摩擦环，沿其径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的内安装孔组，每一所述内安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个内安装孔构成；

外摩擦环，沿其径向由内至外间隔设有至少两组呈环形的外安装孔组，每一所述外安装孔组均由沿环向均匀间隔设置的多个外安装孔构成，各所述外安装孔与各所述内安装孔的数量相等且分别对位设置；

各对位设置的所述内安装孔与所述外安装孔均贯穿有螺栓，所述螺栓旋接有螺母，且所述螺栓以及与该螺栓配合的所述螺母均嵌入所述外摩擦环与所述内摩擦环之间。

2.根据权利要求1所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

在所述内摩擦环和所述外摩擦环对向的表面上对应设有多个相间隔的对位凸台，沿所述内摩擦环上的所述对位凸台的中心开设有通孔形成所述内安装孔，沿所述外摩擦环上的所述对位凸台的中心开设有通孔形成所述外安装孔。

3.根据权利要求1所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

在所述内摩擦环和所述外摩擦环对向的表面上沿径向均设有多条相间隔的散热筋，所述内摩擦环上的相邻两所述散热筋之间形成内摩擦环散热通道，所述外摩擦环上的相邻两所述散热筋之间形成外摩擦环散热通道。

4.根据权利要求3所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

所述内摩擦环上的多条所述散热筋等间隔设置，所述外摩擦环上的多条所述散热筋等间隔设置。

5.根据权利要求1所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

在所述内摩擦环和所述外摩擦环对向的表面上沿径向对应设有多个相间隔的对中定位凸台，各所述对中定位凸台上均设有键槽，对应的所述内摩擦环上的所述对中定位凸台和与所述外摩擦环上的所述对中定位凸台通过对中定位键与所述键槽的卡装配合相接。

6.根据权利要求5所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

所述对中定位键呈圆柱状，所述对中定位键的两端分别设有与所述键槽卡接配合的凸棱。

7.根据权利要求6所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

所述对中定位键的中部设有环形凹槽，所述环形凹槽设有O型密封圈。

8.根据权利要求5所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

所述内摩擦环上的所述对中定位凸台和所述外摩擦环上的所述对中定位凸台均为椭圆形凸柱或者矩形凸柱。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

所述内摩擦环上的相邻两所述内安装孔组上的各所述内安装孔沿周向交错设置；

所述外摩擦环上的相邻两所述外安装孔组上的各所述外安装孔沿周向交错设置。

10.根据权利要求9所述的轮装制动盘装置，其特征在于，

所述内摩擦环沿其径向由内至外间隔设有两组所述内安装孔组，两所述内安装孔组分别位于靠近所述内摩擦环的内环边缘和外环边缘处；

所述外摩擦环沿其径向由内至外间隔设有两组所述外安装孔组，两所述外安装孔组分别位于靠近所述外摩擦环的内环边缘和外环边缘处。