CN208268261U - 高速列车全盘制动器盘毂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速列车全盘制动器盘毂，盘毂的外圆周上设有与摩擦盘装配的花键齿，所述花键齿的顶端沿轴向贯通设有盘毂轴向通风槽，所述花键齿的顶端沿圆周方向设有盘毂周向通风槽，所述盘毂周向通风槽和花键齿之间的花键槽将所有盘毂轴向通风槽之间连通，并与全盘制动器上的动摩擦盘上和静摩擦盘上的径向通风孔连通成组合通风散热通道系统。本实用新型的全盘制动器盘毂及其应用的高速列车全盘制动器可以在加快全盘制动器内侧与车轴之间冷却风的流动速度，不仅可以制动过程中减少盘毂的温升，防止盘毂与车轴的过盈失效，而且可以进一步促进整个全盘制动器的散热，从而保证全盘制动器在高速列车上的制动效果。

Description

高速列车全盘制动器盘毂

技术领域

本实用新型属于轨道交通车辆制动技术，具体涉及一种散热良好的高速列车全盘制动器盘毂。

背景技术

随着高速列车不断向高速度、高能载、轻量化发展，其对制动装置的要求越来越严苛。全盘式制动器由于摩擦面积大、制动效率高且结构简单，可以大大降低车辆的簧下质量，在保证制动效果的同时有效减少能耗，因此是未来轨道交通车辆制动器的一个重要发展方向。

但是由于列车速度的提高，列车的制动能量大，巨大的制动热负荷容易使制动盘产生很大的温度梯度，引起极高的热应力导致制动装置失效。而且，由于全盘式制动器的摩擦盘通过盘毂安装在车轮轴上，盘毂和车轮轴之间为过盈配合，盘毂由于全部包覆在摩擦片内部，刹车过程中摩擦片会产生大量的热量，目前普通的没有散热结构的盘毂会吸收这些热出现温升过大，进而导致与车轮轴之间的过盈配合失效。因此，如何提高制动器的散热效果，同时避免盘毂温升过大，是高速列车全盘制动器发展中一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有高速列车全盘制动器的盘毂因摩擦热量导致装配失效的问题，提供一种散热良好的高速列车全盘制动器盘毂。

本实用新型采用如下技术方案实现：

全盘制动器盘毂，盘毂1的外圆周上设有与摩擦盘装配的花键齿11，所述花键齿11的顶端沿轴向贯通设有盘毂轴向通风槽12，所述花键齿11的顶端沿圆周方向设有盘毂周向通风槽13，所述盘毂周向通风槽13和花键齿之间的花键槽将所有盘毂轴向通风槽12之间连通。

进一步的，所述花键齿11沿盘毂1的外圆周均匀分布，数量为5-15个。

优选的，所述盘毂轴向通风槽12的截面形状为U形、矩形或者倒梯形。

具体的，每个花键齿11上设有1-5个盘毂轴向通风槽12，每个花键齿11上的盘毂轴向通风槽12的总宽度为花键齿宽度的1/5-1/2，深度为花键齿高度的1/5-1/2。

进一步的，所述盘毂周向通风槽13在盘毂的不同轴向位置均匀布置有1-10圈。

优选的，所述盘毂周向通风槽13的截面形状为U形、矩形或者倒梯形。

具体的，所述盘毂周向通风槽13的宽度为1-10mm，深度与盘毂轴向通风槽12的深度相同。

在本实用新型的全盘制动器盘毂中，所述盘毂1上沿轴向设有贯通两个端面的盘毂轴向通孔14，所述盘毂轴向通孔14以盘毂端面圆心为中心均匀分布5-60个，所述盘毂轴向通孔14的内径为盘毂壁厚的1/5-1/3。

本实用新型具体以下有益效果：盘毂壁上的盘毂轴向通孔可以促进盘毂自身的轴向散热，减少制动过程中盘毂的温升，防止盘毂与车轴的过盈失效；同时，花键齿上的轴向通风槽和圆周方向的盘毂周向通风槽相互连通，可以在盘毂外表面形成涡流状气膜对流散热，这样在车轮旋转过程中，冷却风可以由盘毂外表面和动、静摩擦盘上径向散热通道之间沿径向方向快速流动，促进全盘制动器整体在径向方向上的热对流交换性能。因此，本实用新型的散热良好的高速列车全盘制动器盘毂可以促进整个制动器的散热，提高制动时的冷却效率，从而保证制动效果。

综上所述，本实用新型的全盘制动器盘毂及其应用的高速列车全盘制动器可以在加快全盘制动器内侧与车轴之间冷却风的流动速度，不仅可以制动过程中减少盘毂的温升，防止盘毂与车轴的过盈失效，而且可以进一步促进整个全盘制动器的散热，从而保证全盘制动器在高速列车上的制动效果。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的高速列车全盘制动器盘毂结构示意图。

图2为实施例中的盘毂装配应用的高速列车全盘制动器的装配示意图。

图3为实施例中的高速列车全盘制动器的摩擦盘和制动器壳体的装配示意图。

图4为实施例中的动摩擦盘的结构示意图。

图5为实施例中的静摩擦盘的结构示意图。

图中标号：

1-盘毂，11-花键齿，12-盘毂轴向通风槽，13-盘毂周向通风槽，14-盘毂轴向通孔；

2-动摩擦盘，21-动盘内花键，22-动盘轴向通风孔，23-动盘径向通风孔，24-动盘轴向通风槽，25-动盘径向散热凹槽；

3-静摩擦盘，31-静盘外花键，32-静盘轴向通风孔，33-静盘径向通风孔；

4-制动器壳体。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的盘毂为本实用新型的优选方案，其中，盘毂1为连接全盘制动器的动摩擦盘和车轴之间的安装件，具体为套筒结构，在盘毂1的外圆周上设有花键齿11，盘毂1通过花键齿11与动摩擦盘的内圈同轴装配，由车轴带动盘毂和动摩擦盘一同转动。花键齿11的顶端沿轴向设有盘毂轴向通风槽12，盘毂轴向通风槽12贯通整个花键齿11设置，即盘毂轴向通风槽12沿轴向在花键齿11上的两个端面贯通开口，花键齿11的顶端沿圆周方向设有盘毂周向通风槽13，盘毂周向通风槽13在同一圆周上，花键齿之间的花键槽同样可以看作设置在盘毂1上的轴向散热通道，盘毂周向通风槽13将所有的盘毂轴向通风槽12和花键槽之间连通一个轴向和周向方向连通的组合散热通道。

花键齿11沿盘毂1的外圆周均匀分布，数量根据盘毂1的外径尺寸大小在5-15个之间，花键齿11的具体参数设计参考机械设计手册。

在每一花键齿11上根据花键齿的宽度可以设有1-5个盘毂轴向通风槽12，为了保证花键齿11的强度，每个花键齿11上的盘毂轴向通风槽12的总宽度为花键齿宽度的1/5-1/2，深度为花键齿高度的1/5-1/2。盘毂轴向通风槽12的截面形状可以加工成U形、矩形或者倒梯形槽。

盘毂周向通风槽13根据盘毂的轴向尺寸可以在盘毂的不同轴向位置均匀布置有1-10圈，同一周向的盘毂周向通风槽13围成一圈，本实施例以设置一圈盘毂周向通风槽进行说明，为了保证花键齿11的强度，盘毂周向通风槽13的宽度为1-10mm，深度与盘毂轴向通风槽12的深度相同。盘毂周向通风槽13的截面形状可以加工成U形、矩形或者倒梯形。

另外，在盘毂1上沿轴向设有贯通两个端面的盘毂轴向通孔14，盘毂轴向通孔14在盘毂1的两个环形端面上以端面圆心为中心均匀分布，分布的数量根据盘毂的直径大小在5-60个之间，为了保证盘毂的整体结构，盘毂轴向通孔14的内径为盘毂壁厚的1/5-1/3。

以下结合图2中的盘毂装配的高速列车全盘制动器详细说明该盘毂与制动器关联的散热结构。

参见图2和图3，图示中的全盘制动器为上述的盘毂应用的高速列车全盘制动器，还包括制动器壳体4和若干同轴叠装的动摩擦盘2和静摩擦盘3，其中，动摩擦盘2的内圈通过花键配合套装在本实用新型的盘毂1上，盘毂1的内圈与车轴过盈固定套装，车轴通过盘毂1带动动摩擦盘2一同转动，静摩擦盘的外圈通过花键配合装配在固定的制动器壳体内，相对于动摩擦盘2静止不动。制动器壳体4为筒形结构，用于保护摩擦盘并承受与传递制动力矩。

结合参见图4和图5，动摩擦盘2和静摩擦盘3均为圆环盘体，材质包括但不限于碳陶、金属、粉末冶金、复合材料等。转向架车轴穿过制动器壳体，其中动摩擦盘2的内圈设置动盘内花键21，通过花键配合套装在转向架车轴上，与转向架车轴保持同步旋转，动摩擦盘2的外圈设置呈完整圆周，与制动器壳体为相对转动设置；静摩擦盘3的外圈设置静盘外花键31，通过花键配合装配在固定的制动器壳体4内，静盘外花键31与壳体的内花键之间配合使得静摩擦盘3随制动器壳体4之间保持相对固定状态。

动摩擦盘2和静摩擦盘3之间为自由接触状态，当高速列车制动时，制动系统的液压装置产生制动力直接作用在摩擦盘的端面，将静摩擦盘3与动摩擦盘2迅速贴紧，通过静摩擦盘3和动摩擦盘2之间的摩擦力实现转向架车轴的制动。在这个过程中，列车动能转化为摩擦盘的热能，通过制动器的动摩擦盘、静摩擦盘及制动器壳体设计的通风结构，形成强制空气对流散热，确保制动系统稳定性。

动摩擦盘2上沿轴向设有贯穿两个盘面的动盘轴向通风孔22，沿径向设有贯穿动摩擦盘外圈和内圈侧面的动盘径向通风孔23。

具体如图5所示，为了更好的展示动摩擦盘2内部的散热结构，该图中对动摩擦盘2进行了局部剖视，在动摩擦盘2上沿轴向设有贯穿摩擦盘两个盘面的动盘轴向通风孔22，用于制动器轴向通风散热，动盘轴向通风孔22采用圆形孔、条形孔、锥形孔等各式通风孔，本实施例采用直径为φ5-φ15mm的圆形通孔，动盘轴向通风孔22在动摩擦盘2的盘面上以动摩擦盘的圆心对称分布。

另外，还在动摩擦盘2的内部沿径向设有贯穿动摩擦盘外圈和内圈侧面的动盘径向通风孔23；同时，还在动摩擦盘2内圈的动盘内花键21花键齿顶端沿轴向设有动盘轴向通风槽24，将该动盘轴向通风槽24与动盘径向通风孔23连通，形成内外贯通的通风散热通道，该结构有利于摩擦盘内圈的轴向空气对流散热。考虑到动摩擦盘2随转向架车轴高速旋转，本实施例还在动摩擦盘2的外圈侧面上设有动盘径向散热凹槽25，动盘径向散热凹槽25覆盖两个相邻的动盘径向通风孔的外侧贯通口，并与动盘径向通风孔23的外圈贯通口形成沉台孔，该沉台孔的设计，利用孔道截面的突变，增强动盘径向通风孔23在旋转时的吸风效果，进一步加强摩擦盘内部的快速散热。

动摩擦盘2上的动盘径向通风孔23与盘毂1上的盘毂轴向通风槽12之间连通，静摩擦盘3上的静盘径向通风孔33与盘毂1外圆周上的花键齿之间的花键轴连通，再通过盘毂花键齿上的盘毂周向通风槽13与盘毂轴向通风槽12形成连通。这样，动盘轴向通风槽24与盘毂的花键槽之间形成的轴向通风通道将动摩擦盘2和静摩擦盘3上的径向通风通道之间形成立体相通的多维通风散热通道系统，这样带动了全盘制动器整体内部的空气流通，提高了全盘制动器整体的散热效率。

静摩擦盘3上沿轴向设有贯穿两个盘面的静盘轴向通风孔32，沿径向设有贯穿静摩擦盘外圈和内圈侧面的静盘径向通风孔33。

具体如图5所示，为了更好的展示静摩擦盘3内部的散热结构，该图中对静摩擦盘3进行了局部剖视，在静摩擦盘3上沿轴向设有贯穿摩擦盘两个盘面的静盘轴向通风孔32，用于制静器轴向通风散热，静盘轴向通风孔32采用圆形孔、条形孔、锥形孔等各式通风孔，本实施例采用直径为φ5-φ15mm的圆形通孔，静盘轴向通风孔32在静摩擦盘3的盘面上以静摩擦盘的圆心对称分布。

另外，还在静摩擦盘3的内部沿径向设有贯穿静摩擦盘外圈和内圈侧面的静盘径向通风孔33，本实施例的静盘径向通风孔33采用等截面的直通孔，即位于静摩擦盘外圈和内圈的径向贯通口截面相同，其中静盘径向通风孔33在轴向的高度为静摩擦盘本体厚度的1/3-2/3，宽度为静摩擦盘本体厚度的1-5倍。径向贯通口沿沿静盘外花键31的花键齿和花键槽区域布置，并且以静摩擦盘的圆心为中心对称分布，保证了内花键的结构完整。

以上实施例描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.高速列车全盘制动器盘毂，其特征在于：盘毂(1)的外圆周上设有与摩擦盘装配的花键齿(11)，所述花键齿(11)的顶端沿轴向贯通设有盘毂轴向通风槽(12)，所述花键齿(11)的顶端沿圆周方向设有盘毂周向通风槽(13)，所述盘毂周向通风槽(13)和花键齿之间的花键槽将所有盘毂轴向通风槽(12)之间连通。

2.根据权利要求1所述的高速列车全盘制动器盘毂，所述花键齿(11)沿盘毂(1)的外圆周均匀分布，数量为5-15个。

3.根据权利要求2所述的高速列车全盘制动器盘毂，所述盘毂轴向通风槽(12)的截面形状为U形、矩形或者倒梯形。

4.根据权利要求3所述的高速列车全盘制动器盘毂，每个花键齿(11)上设有1-5个盘毂轴向通风槽(12)，每个花键齿(11)上的盘毂轴向通风槽(12)的总宽度为花键齿宽度的1/5-1/2，深度为花键齿高度的1/5-1/2。

5.根据权利要求1所述的高速列车全盘制动器盘毂，所述盘毂周向通风槽(13)在盘毂的不同轴向位置均匀布置有1-10圈。

6.根据权利要求5所述的高速列车全盘制动器盘毂，所述盘毂周向通风槽(13)的截面形状为U形、矩形或者倒梯形。

7.根据权利要求6所述的高速列车全盘制动器盘毂，所述盘毂周向通风槽(13)的宽度为1-10mm，深度与盘毂轴向通风槽(12)的深度相同。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的高速列车全盘制动器盘毂，所述盘毂(1)上沿轴向设有贯通两个端面的盘毂轴向通孔(14)。

9.根据权利要求8所述的高速列车全盘制动器盘毂，所述盘毂轴向通孔(14)以盘毂端面圆心为中心均匀分布5-60个，所述盘毂轴向通孔(14)的内径为盘毂壁厚的1/5-1/3。