CN109307027A - 一种列车用制动闸片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种列车用制动闸片，包括燕尾通用型钢背，钢背的正面设有多个碟形弹簧槽，钢背的背面对应碟形弹簧槽的部位设有碟形卡簧槽，碟形弹簧槽中心开设定位窝孔，每一个定位窝孔中装有一个摩擦粒子，摩擦粒子的中心设有一锁紧销，锁紧销穿过碟形弹簧的后伸入到相应的定位窝孔中，之后用蝶形卡簧卡在锁紧销端部的环形凹槽中卡紧。对制动闸片钢背形状和摩擦粒子分布进行设计优化，增加闸片内缘摩擦材料受力面积和闸片内缘摩擦粒子之间的间隙，保证热量可以快速散失，减少闸片的热积聚，降低闸片内缘磨耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种盘形制动技术，尤其涉及一种列车用制动闸片。
背景技术
目前，列车用制动闸片在制动过程中易出现闸片偏磨的情况，尤其是闸片内缘磨耗严重，闸片内缘寿命到限时，外缘距磨耗到限仍有3mm以上，导致闸片使用寿命降低，产生严重的浪费。主要原因在于两方面：
其一，制动夹钳在向闸片施加推力时，闸片内缘单位面积推力大；
其二，闸片在设计过程中为保证不同摩擦半径的单位面积制动能量相同，而忽略了闸片内外缘散热条件的差异。制动时，闸片内缘制动压力大，产热多、散热慢，摩擦材料温度高，导致闸片内缘磨耗严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车用制动闸片。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的列车用制动闸片，包括燕尾通用型钢背，所述钢背的正面设有多个碟形弹簧槽，所述钢背的背面对应碟形弹簧槽的部位设有碟形卡簧槽，碟形弹簧槽中心开设定位窝孔，每一个定位窝孔中装有一个摩擦粒子，所述摩擦粒子的中心设有一锁紧销，所述锁紧销穿过碟形弹簧的后伸入到相应的定位窝孔中，之后用蝶形卡簧卡在所述锁紧销端部的环形凹槽中卡紧。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的列车用制动闸片，对制动闸片钢背形状和摩擦粒子分布进行设计优化，增加闸片内缘摩擦材料受力面积和闸片内缘摩擦粒子之间的间隙，保证热量可以快速散失，减少闸片的热积聚，降低闸片内缘磨耗。
附图说明
图1a、图1b分别为本发明实施例提供的列车用制动闸片的正面和背面结构示意图；
图2a、图2b分别为本发明实施例中的燕尾通用型钢背一体的正面和背面结构示意图；
图3为本发明实施例中的碟形弹簧的结构示意图；
图4a、图4b分别为本发明实施例中的摩擦粒子及其锁紧销的结构示意图；
图5为本发明实施例中的背板的结构示意图；
图6为本发明实施例中的蝶形卡簧的结构示意图。
图中：
燕尾通用型钢背11、摩擦粒子12、碟形弹簧13、蝶形卡簧14、防旋凸台15；
碟形弹簧槽21、定位窝孔22；
碟形弹簧的球面31；
锁紧销41、环形凹槽42、摩擦粒子的球面43、背板45、摩擦体46、通孔47、凸台48；
连接片51；
开口端61、圆形卡环62、圆形卡环出口通道63。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的列车用制动闸片，其较佳的具体实施方式是：
包括燕尾通用型钢背，所述钢背的正面设有多个碟形弹簧槽，所述钢背的背面对应碟形弹簧槽的部位设有碟形卡簧槽，碟形弹簧槽中心开设定位窝孔，每一个定位窝孔中装有一个摩擦粒子，所述摩擦粒子的中心设有一锁紧销，所述锁紧销穿过碟形弹簧的后伸入到相应的定位窝孔中，之后用蝶形卡簧卡在所述锁紧销端部的环形凹槽中卡紧。
所述燕尾通用型钢背正面为板式平面，背面连一倒梯形燕尾的不规则五边形板式结构，整体为燕尾和钢背一体式金属机械加工件。
所述摩擦粒子包括背板和摩擦体，所述背板上还设有若干通孔，摩擦体的相应位置上设有凸台，由凸台与通孔啮合使背板与摩擦体紧密连接，所述锁紧销通过连接片与所述背板连接。
所述摩擦体为六边形结构，所述钢背的板式平面上设有防旋凸台，每个防旋凸台与至少两个摩擦体的边缘配合。
所述蝶形卡簧呈圆形蝴蝶状，一侧为开口端；
所述蝶形卡簧的内侧设有一与所述锁紧销的环形凹槽相配合的圆形卡环，圆形卡环的出口通道连接所述开口端。
闸片內缘摩擦粒子分布数量多于外缘摩擦粒子分布数量，內缘摩擦粒子总摩擦面积与摩擦半径的平方的乘积大于外缘摩擦粒子总摩擦面积与摩擦半径的平方的乘积。
优选，每个制动闸片分布有10个摩擦粒子，自闸片內缘向外缘排成四列，每列的摩擦粒子分布数量依次为3个、3个、2个、2个。
本发明的列车用制动闸片，优化钢背形状和摩擦粒子分布，能够有效调节制动过程中闸片摩擦粒子的制动压力，保证与制动盘有效贴合，同时增加闸片散热通道，均匀化闸片表面温度，避免制动过程中的闸片偏磨现象，制动稳定，使用寿命长，并具有方便安装和拆卸的特点。
该制动闸片具有摩擦面积大，摩擦粒子分布均匀，间隙大，散热通道多，制动稳定，磨耗均匀和便于安装拆卸等特点。制动过程中，闸片温度分布均匀，散热快，可有效避免闸片的热积聚，减少闸片的局部异常磨耗和制动盘的高温热斑、沟状磨耗等问题，可满足列车制动的需求。
具体实施例：
如图1a、图1b所示，其主要包括：燕尾通用型钢背11、N个摩擦粒子12、N个碟形弹簧13与N个蝶形卡簧14。
所述燕尾通用型钢背是后背连一倒梯形燕尾的不规则五边形板式结构，为燕尾和钢背一体式金属机械加工件；燕尾的中部挖空，并设有N个蝶形卡簧槽；如图2a、图2b所示，在所述的钢背的板式平面上开有N个碟形弹簧槽，并在其中心开设定位窝孔21，其中的N个定位窝孔位于蝶形卡簧卡槽中心位置。
本领域技术人员可以理解，如图1a、图1b-图2a、图2b所示的结构中为了便于表示从而将N设为10，但实际上N的具体数值可以根据需求来确定。
如图3所示，每一闸片碟形弹簧13均为碟形结构，其球面31朝上与摩擦粒子12接触配合。
如图4a、图4b所示，每一闸片摩擦粒子12均为六方形结构，中心设有一锁紧销41，长度大于碟形弹簧高度与钢背的厚度之和，且超出部分上还设有一环形凹槽42，摩擦粒子的球面43与碟形弹簧31接触配合。
闸片摩擦粒子12错落分布在所述钢背11上，以降低闸片整体在制动过程中因受热膨胀的变形量；每一闸片摩擦粒子12的锁紧销41均穿过碟形弹簧13伸入所述钢背中相应的定位窝孔中，通过锁紧销的环形凹槽42与蝶形卡簧14配合卡紧。
所述闸片摩擦粒子12在所述钢背11平面上单位半径摩擦面积与摩擦半径的平方沿径向方向由内到外先增大后减小，保证在制动过程中不同摩擦半径的摩擦材料单位面积上的摩擦粒子12承受的制动压力一定，单位面积上的摩擦粒子的温升一致，磨耗接近，避免闸片摩擦粒子的不均匀磨耗，提高闸片使用寿命。
本实施例中，闸片摩擦粒子12中的设有环形凹槽的锁紧销41主要用来固定，以防止从钢背11上脱落，此外，还使得摩擦粒子12能够以锁紧销41所在位置为旋转中心通过碟形弹簧在所述钢背上方进行适量旋转摆动，所述锁紧销41的位置，能保证在制动过程中，单位面积所受摩擦力产生的相对于旋转中心的扭矩与相对于制动盘中心的扭矩相互抵消。另外闸片中摩擦粒子12能够在列车制动时的压力下通过碟形弹簧13和蝶形卡簧14的弹性伸缩，使得其与制动盘面达到最大面积的贴合。
如图4a、图4b所示，所述闸片摩擦粒子12包括：形状一致的背板45与摩擦体46；所述背板45上还设有若干通孔47，摩擦体46的相应位置上设有凸台48，由凸台48与通孔47啮合使背板45与摩擦体46紧密连接；保证了所述制动摩擦粒子的背板与摩擦体在高速摩擦制动过程中不会脱落。摩擦粒子12平面44与钢背11凸台或其他摩擦粒子12平面配合，防止摩擦粒子在制动过程中的过渡旋转。
如图5所示，所述背板45包括：锁紧销41与一连接片51。
本实施例中，所述背板和摩擦体均为边缘倒角的光滑过渡结构，保证了摩擦粒子的摩擦体边缘在高速摩擦制动过程中不会因边缘应力集中效应而破碎脱落。
本实施例中，闸片內缘摩擦粒子分布增加，降低內缘摩擦粒子在制动过程中的受力不均，有利于闸片摩擦面均匀磨耗，减少內缘过渡磨耗的产生。
本实施例中，设置在钢背上的闸片摩擦粒子之间均具有大间隙，降低闸片整体在制动过程中因受热膨胀的变形量，更便于制动时的热量及时排出。
如图6所示，所述蝶形卡簧14呈圆形蝴蝶状，一侧为开口端61；所述蝶形卡簧的内部设有一与定位销的凹槽相配合的圆形卡环62，圆形卡环出口通道63连接所述开口端。
在制动过程中，通过碟形弹簧13和蝶形卡簧14可以实现自动调节制动平面，与制动盘实现最大面积的平整贴合，进行摩擦制动。
本实施例提供的上述列车用制动闸片摩擦面积大，摩擦粒子分布均匀，间隙大，散热通道多，制动稳定，磨耗均匀和便于安装拆卸等特点。制动过程中，摩擦材料温度均匀，散热快，可有效避免闸片的热积聚，减少闸片的局部异常磨耗和制动盘的高温热斑、沟状磨耗等问题，可满足列车盘形制动的需求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种列车用制动闸片，其特征在于，包括燕尾通用型钢背，所述钢背的正面设有多个碟形弹簧槽，所述钢背的背面对应碟形弹簧槽的部位设有碟形卡簧槽，碟形弹簧槽中心开设定位窝孔，每一个定位窝孔中装有一个摩擦粒子，所述摩擦粒子的中心设有一锁紧销，所述锁紧销穿过碟形弹簧的后伸入到相应的定位窝孔中，之后用蝶形卡簧卡在所述锁紧销端部的环形凹槽中卡紧。
2.根据权利要求1所述的列车用制动闸片，其特征在于，所述燕尾通用型钢背正面为板式平面，背面连一倒梯形燕尾的不规则五边形板式结构，整体为燕尾和钢背一体式金属机械加工件。
3.根据权利要求2所述的列车用制动闸片，其特征在于，所述摩擦粒子包括背板和摩擦体，所述背板上还设有若干通孔，摩擦体的相应位置上设有凸台，由凸台与通孔啮合使背板与摩擦体紧密连接，所述锁紧销通过连接片与所述背板连接。
4.根据权利要求3所述的列车用制动闸片，其特征在于，所述摩擦体为六边形结构，所述钢背的板式平面上设有防旋凸台，每个防旋凸台与至少两个摩擦体的边缘配合。
5.根据权利要求1所述的列车用制动闸片，其特征在于，所述蝶形卡簧呈圆形蝴蝶状，一侧为开口端；
所述蝶形卡簧的内侧设有一与所述锁紧销的环形凹槽相配合的圆形卡环，圆形卡环的出口通道连接所述开口端。
6.根据权利要求1至5任一项所述的列车用制动闸片，其特征在于，闸片內缘摩擦粒子分布数量多于外缘摩擦粒子分布数量，內缘摩擦粒子总摩擦面积与摩擦半径的平方的乘积大于外缘摩擦粒子总摩擦面积与摩擦半径的平方的乘积。
7.根据权利要求6所述的列车用制动闸片，其特征在于，每个制动闸片分布有10个摩擦粒子，自闸片內缘向外缘排成四列，每列的摩擦粒子分布数量依次为3个、3个、2个、2个。
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