CN106949177A - 一种制动盘 - Google Patents

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Abstract

根据本发明所涉及的制动盘，包括制动盘主体，其特征在于，该制动盘主体上设置有：至少一排沟槽列，设置在制动盘主体的至少一个摩擦表面上，其中，一排沟槽列包括至少一个沟槽，沟槽的外形呈M形。因为本发明所提供的制动盘的表面上具有多个M型沟槽，所以在制动过程中能减小磨损量和残余应力，得到更稳定的摩擦系数；另外，本发明的制动盘能加快散热，降低摩擦表面温度，延长制动盘和配偶件的使用寿命；进一步地，本发明的制动盘在降低高频噪声的同时，避免了之前由于径向沟槽的设计而产生的二次振动引起的低频噪声；同时，本发明的制动盘加工方便，无须对制动机构进行改造，容易实施。

Description

一种制动盘
技术领域
本发明属于机械领域，具体涉及一种制动盘。
背景技术
盘式制动器具有结构简单、体积小、制动力矩大、操作维护方便等特点，是目前常用的一种安全制动装置，被广泛应用于车辆、矿井提升机、带式输送机等各个领域。制动过程中，制动盘与摩擦衬片之间摩擦力发生变化，导致制动力矩出现波动，这种现象称为BTV。BTV是产生制动振动、制动噪声的主要原因，而导致BTV的出现主要包括制动盘厚度发生变化、制动盘工作面跳动、发热状态下的制动抖动现象、摩擦系数f的速度稳定性差。
目前，已有两种对制动盘表面进行径向沟槽的加工加工方案，即《沟槽实心制动盘》对制动盘表面进行径向沟槽的加工、《一种可降低摩擦制动噪声的织构化表面的铸铁制动盘》中提到对制动盘表面进行沟槽设计的同时增加了球坑状凹坑织构。
由以上两种加工方案所生产的制动盘虽然具有产生的制动噪声小，改善了制动盘的散热状况以及减小制动力矩的热衰减的优点，但由于径向沟槽的设计而带来了会产生二次振动引起的低频噪声。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，本发明利用仿生学原理，模仿鸟类的翅膀形状，提出了在制动盘表面进行加工M型沟槽的加工方案，目的在于提供一种仿生鸟类翅膀M型沟槽制动盘。
本发明提供了一种制动盘，包括制动盘主体，其特征在于，该制动盘主体上设置有：至少一排沟槽列，设置在制动盘主体的至少一个摩擦表面上，其中，一排沟槽列包括至少一个沟槽，沟槽的外形呈M形。
在本发明提供的制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，制动盘主体呈圆形，摩擦表面上设置有至少一圈沟槽列，每圈沟槽列中的沟槽都沿圆周均匀设置在摩擦表面上。
另外，在本发明提供的制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，制动盘的两个摩擦表面上的沟槽的数量、排列方式以及形状尺寸是相同的。
另外，在本发明提供的制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，沟槽的深度为0.5mm-5mm，沟槽的宽度为0.3mm-5mm。
另外，在本发明提供的制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，摩擦表面上设置有二圈沟槽列，每圈沟槽列中沟槽的数量均为48个。
另外，在本发明提供的制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，内圈的沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽均围绕制动盘主体的圆心径向排列在摩擦表面上。
另外，在本发明提供的制动盘中，还可以具有这样的特征：其中，内圈沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽的位置相错设置。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的制动盘，因为本发明利用仿生学原理，模仿鸟类的翅膀形状，提出了在制动盘表面进行加工M型沟槽的加工方案。
本发明所提供的制动盘是基于模仿鸟类的翅膀外形设计出的M型沟槽，在制动过程中能减小磨损量和残余应力，得到更稳定的摩擦系数；另外，本发明所提供的制动盘能加快散热，降低摩擦表面温度，延长制动盘和配偶件的使用寿命；进一步地，本发明所提供的制动盘在降低高频噪声的同时，避免了之前由于径向沟槽的设计而产生的二次振动引起的低频噪声；更进一步地，本发明所提供的制动盘无须对制动机构进行其他的结构改造或增加构件，加工方便，容易实施。
附图说明
图1是本发明的实施例中制动盘1表面示意图；
图2是本发明的实施例中制动盘2表面示意图；
图3是图1中A的放大图；
图4是本发明的实施例中加工后的制动盘1的照片；以及
图5是本发明的实施例中加工后的制动盘2的照片。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所涉及的制动盘作具体阐述。
实施例
本发明所提供的制动盘基于仿生学原理，模仿鸟类翅膀外形结构在制动盘主体的表面加工出M型沟槽。
本发明通过CATIA制图三维软件设计出不同尺寸和不同深度、个数M型沟槽三维模型，再通过ABAQUS或其它分析软件仿真分析不同设计方案下制动盘的应力应变分布，模态，刚度，热稳定性等性能，从而找到最优的沟槽结构设计，以达到最好的摩擦磨损和减振降噪性能，提高制动盘的制动效能的如图一，图二所示的制动盘1和制动盘2。
一种制动盘，包括制动盘主体，其特征在于，该制动盘主体上设置有至少一排沟槽列，设置在制动盘主体的至少一个摩擦表面上，其中，一排沟槽列包括至少一个沟槽，沟槽的外形呈M形。
沿制动盘内外两摩擦面范围内加工出一排或多排具有一定间隙的与M型相似的沟槽。
制动盘两摩擦面上的类M型沟槽加工个数都是16-100个，且两摩擦面上的类M型沟槽加工个数、排列方式、沟槽大小完全一样。
沟槽加工深度为0.5mm-5mm，沟槽宽度B为0.3mm-5mm。
内圈的沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽均围绕制动盘主体的圆心径向排列在摩擦表面上。
内圈的沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽的位置也可以是相错的。
如图1所示，制动盘1的主体呈圆形，摩擦面上设置有两圈沟槽列，每圈沟槽列中的沟槽都沿圆周均匀设置在摩擦表面上，沟槽的外形呈类M形。
实施例中，如图1所示的制动盘1的沟槽数量为96个且两摩擦面上的类M型沟槽加工个数、排列方式、沟槽大小完全一样，内圈的沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽均围绕制动盘主体的圆心径向排列在摩擦表面上，内圈的沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽的位置是不相错的。
如图2所示的制动盘2的沟槽数量为48个且两摩擦面上的类M型沟槽加工个数、排列方式、沟槽大小完全一样，内圈的沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽均围绕制动盘主体的圆心径向排列在摩擦表面上，内圈的沟槽、与该内圈沟槽相邻的外圈沟槽的位置是不相错的。
图3是图1中A的放大图。
如图3所示的类M型沟槽，沟槽加工深度范围为0.5mm-5mm，沟槽宽度B范围为0.3mm-5mm，角度C范围为60-120度。
实施例中，沟槽加工深度为2mm，沟槽宽度B为3mm，角度C范围为90度。
通过激光加工法，对制动盘表面进行M型沟槽加工，加工出不同的方案M型沟槽的如图4、图5所示的实物。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的制动盘，因为本发明利用仿生学原理，模仿鸟类的翅膀形状，提出了在制动盘表面进行加工M型沟槽的加工方案。
本实施例所提供的制动盘是基于模仿鸟类的翅膀外形设计出的M型沟槽，在制动过程中能减小磨损量和残余应力，得到更稳定的摩擦系数；另外，本实施例所提供的制动盘能加快散热，降低摩擦表面温度，延长制动盘和配偶件的使用寿命；进一步地，本实施例所提供的制动盘在降低高频噪声的同时，避免了之前由于径向沟槽的设计而产生的二次振动引起的低频噪声；更进一步地，本实施例所提供的制动盘无须对制动机构进行其他的结构改造或增加构件，加工方便，容易实施。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种制动盘，包括制动盘主体，其特征在于，该制动盘主体上设置有：
至少一排沟槽列，设置在所述制动盘主体的至少一个摩擦表面上，
其中，一排所述沟槽列包括至少一个所述沟槽，
所述沟槽的外形呈M形。
2.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于：
其中，所述制动盘主体呈圆形，所述摩擦表面上设置有至少一圈沟槽列，每圈所述沟槽列中的所述沟槽都沿圆周均匀设置在所述摩擦表面上。
3.根据权利要求2所述的制动盘，其特征在于：
其中，所述制动盘主体的两个所述摩擦表面上的所述沟槽的数量、排列方式以及形状尺寸是相同的。
4.根据权利要求3所述的制动盘，其特征在于：
其中，所述沟槽的深度为0.5mm-5mm，所述沟槽的宽度为0.3mm-5mm。
5.根据权利要求2所述的制动盘，其特征在于：
其中，所述摩擦表面上设置有二圈所述沟槽列，每圈沟槽列中所述沟槽的数量均为48个。
6.根据权利要求2所述的制动盘，其特征在于：
其中，内圈的所述沟槽、与该内圈所述沟槽相邻的外圈所述沟槽均围绕所述制动盘主体的圆心径向排列在所述摩擦表面上。
7.根据权利要求6所述的制动盘，其特征在于：
其中，内圈的所述沟槽、与该内圈所述沟槽相邻的外圈所述沟槽的位置是相错的。
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