具有強制散熱筋的高速列車制動盤制造技術

本實用新型專利技術公開了一種具有強制散熱筋的高速列車制動盤，包括具有盤體摩擦面和盤體背面的盤體，在盤體上設置有盤體中孔和散熱筋，所述散熱筋為圓弧條狀結構，該散熱筋的圓弧半徑R與盤體外徑D之比R/D=0.4～0.6；散熱筋的入流角β1=0～15°，散熱筋的排流角β2=25～35°；相鄰兩散熱筋之間形成通風槽，在該通風槽的底部設有通至盤體摩擦面的散熱孔；所述散熱筋的高度B2與盤體的厚度B1之比B2/B1=1.0～1.2。本實用新型專利技術的制動盤能實現散熱空氣場的強制引導，散熱速度快，整體強度高，廣泛適用于各類高速列車的制動系統中。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及高速列車制動裝置，尤其涉及高速列車制動裝置中的制動盤。 具有強制散熱筋的高速列車制動盤
技術介紹
隨著列車運行速度的提高，列車的制動功率和制動溫升也越來越高。由于盤式制 動在制動功率、減少車輪踏面熱損害等方面較其它摩擦制動形式具有顯著的優勢而得到廣 泛的應用，盤式制動已成為高速列車最終實現停車所必不可少的基本制動方式。 盤式制動是借助制動盤與閘片之間的摩擦獲得制動力，一旦產生摩擦，制動盤和 閘片間接觸摩擦部位的溫度就上升，并且車輛速度越快溫升就越高。制動盤受摩擦發熱后， 溫度升高不僅會造成接觸摩擦表面的燒蝕，而且摩擦副相互作用產生的熱應力還會造成制 動盤的熱蠕變和熱疲勞損壞。 技術專利申請（申請號201110244664. 9)公開了一種高速列車制動盤結構，該 高速列車制動盤包括盤體，以及位于盤體上的摩擦面和內側面。出于成型工藝和盤體強度 的考慮，該技術專利申請在盤體內側面上還設有第一徑向板狀散熱筋和第二徑向板狀 散熱筋，其散熱性能則主要通過材料組份和徑向板狀散熱筋來實現。雖然該結構的散熱盤 能夠通過徑向散熱盤取得一定的散熱效果，但其徑向板狀散熱筋對制動盤周圍空氣的攪動 散熱，更多的是依賴圍繞制動裝置周圍的空氣渦流，渦漩流動的熱空氣擴散范圍和擴散速 度都十分有限，尤其是當高速列車運行速度在300km/h上時，這種制動盤的散熱速度總是 小于摩擦溫升，使高速列車的制動裝置總是處于熱負荷較大的惡劣工況中，容易導致高速 列車制動裝置的加快失效或提前失效。鑒于此如何使制動盤能夠高效散熱，以提高制動盤 使用壽命是當前需要解決的技術問題。
技術實現思路
針對現有技術所存在的上述不足，本技術所要解決的技術問題是提供一種具 有強制散熱筋的高速列車制動盤，它能通過對制動盤周圍空氣強制引導，加快摩擦熱的快 速擴散，避免摩擦盤溫升過高。 為了解決上述技術問題，本技術的具有強制散熱筋的高速列車制動盤，包括 具有盤體摩擦面和盤體背面的盤體，在盤體上設置有盤體中孔和散熱筋，所述散熱筋為圓 弧條狀結構，該散熱筋的圓弧半徑R與盤體外徑D之比R/D=0. 4?0. 6 ;散熱筋的入流角 0?15°，散熱筋的排流角02=25?35° ;相鄰兩散熱筋之間形成通風槽，在該通風 槽的底部設有通至盤體摩擦面的散熱孔；所述散熱筋的高度Β2與盤體的厚度Β1之比Β2/ Β1=1· 0 ?1. 2。 在上述結構中，由于散熱筋呈圓弧條狀結構，相鄰散熱筋之間形成了同樣呈圓弧 槽形結構的通風槽，這種圓弧凸筋結構的散熱筋和弧形結構的通風槽，在制動時兼具徑向 和切向等多方向的氣流強制導向功能，引導制動盤體側面空氣沿徑向、切向甚至軸向向盤 體外快速擴散流動，形成能高速流經散熱筋側面和通風槽槽底的空氣流場，實現了對制動 盤進行強制持續的通風散熱，加快摩擦制動熱量的擴散。又由于在本技術中散熱筋圓 弧半徑與盤體外徑之比R/D選擇在0. 4?0. 6之間，以及散熱盤入流角β 1=0?15°，排流 角β 2=25?35°，大量試驗證明這些參數的選擇，對高速列車行駛速度在200?400km/h 時散熱筋所形成泵風通風效率最高，空氣更換流動最快，流經通風槽的氣體流動更加順暢， 盤外冷空氣能高效地從通風槽口進入到槽內，并帶著大量摩擦熱由槽外端而流出，使大部 位摩擦熱以熱對流方式傳遞到周圍空間，形成合理的空氣流動場和高效的散熱效果。還由 于本技術優選了散熱筋高度和盤體厚度比例，有利于摩擦熱的快速擴散，實現了制動 盤導風效率和制作安裝工藝綜合效果；過低的散熱筋高度不能達到有效的泵風通風效果， 形成不成合理的空氣擴散場，而過高的散熱筋又明顯影響通風槽槽底表面的空氣流速，且 增加了散熱筋的成型工藝難度，加大了制動盤的安裝空間。本技術中還在通風槽槽底 設置有通至盤體摩擦面的散熱孔，該散熱孔不僅能直接將摩擦面產生的熱量帶至通風槽而 隨空氣流動散發，而且能起到較好的排粉效果，從而具有高而穩定的摩擦系數；反復的試驗 證明，本技術對高速列車能有針對性地強化盤體表面空氣的導向和流動，比現有制動 盤散熱面積增加30%左右，制動功率提高12%左右，且本技術制作工藝合理，安裝維修 方便，結構強度高，使用壽命長。 本技術的優選實施方式，所述散熱筋圓弧半徑R與盤體外徑D之比R/D=0. 5 ; 散熱筋入流角=10°，散熱筋的排流角β2=30°，散熱筋的高度B2與盤體厚度B1之比 Β2/ Bl=l.l。該結構的制動盤各參數更加協調合理，對于高速列車制動散熱效果更理想。 在所述盤體背面上設有安裝孔凸臺，在安裝孔凸臺上設有安裝孔。 所述通風槽的槽口寬度為40mm?50mm。 所述散熱筋的截面形狀為矩形或梯形。 所述盤體采用整體結構或分體結構。 【附圖說明】 下面結合附圖和【具體實施方式】對本技術具有強制散熱筋的高速列車制動盤 作進一步詳細說明。 圖1是本技術具有強制散熱筋的高速列車制動盤的主視結構示意圖； 圖2是圖1所示制動盤的左視結構示意圖。 圖中，1 一盤體、2-散熱筋、3-安裝孔凸臺、4一盤體中孔、5-通風槽、6-安裝孔、 7-散熱孔、8-盤體摩擦面、9 一盤體背面。 【具體實施方式】 如圖1、圖2所示的具有強制散熱筋的高速列車制動盤，該高速列車制動盤包括呈 圓盤狀的盤體1，盤體1具有盤體摩擦面8以及位于盤體摩擦8相對一側的盤體背面9,在 盤體背面9上均勻地分布有8個安裝孔凸臺3,在安裝孔凸臺3上設置有安裝孔6,在盤體 1的中心位置還設有盤體中心孔4,盤體1的外徑D=695mm，盤體中心孔4的內徑為378mm， 安裝孔6的直徑為15mm。 在盤體背面9上均勻分布有48根散熱筋2,相鄰兩根散熱筋2沿盤體圓周方向間 隔7. 5°，散熱筋2為凸出盤體背面9的呈圓弧條狀結構，其截面形狀為矩形；其矩形散熱 筋2的筋頂寬為20mm，高度為25mm。散熱筋2所在圓的圓弧半徑R=293mm，該圓弧半徑R與 盤體外徑D之比R/D=293/695=0. 42,該結構尺寸綜合考慮了盤體大小、高速列車運行速度 和散熱效率。位于散熱筋2外端的排流角β2 =30°，散熱筋2內端的入流角βι =10°，排 流角β2為散熱筋圓弧面外端點的切線與該端點所在盤體半徑間的夾角，入流角為散熱 筋2圓弧面內端點的切線與該端點所在盤體半徑間的夾角。兩根相鄰散熱筋2之間形成通 風槽5,試驗證明通風槽5的槽口寬度選擇在4(T50mm之間其有較好的通風流速和散熱速 度，在每一通風槽5的底部均設有3個通至盤體摩擦面8的散熱孔7,散熱孔7內徑為15_。 盤體厚度Bl=24mm，散熱筋2的高度B2=25mm，盤體1及其上的散熱筋由整體鑄造 而成，散熱筋高度B2與盤體厚度B1之比為B2/ Bl=l. 04。 本技術 申請人:通過1 :1制動動力試驗臺對制動盤進行大量實際試驗和空氣 流場的分析證明，制動盤的散熱效果與列車行駛速度和制動盤結構直接關聯，目前 申請人: 尚未發現業界有相關的研究和報送。經使用和研究分析顯示，當列車行駛速度在200km/ h?400km/h時，盤體1上的散熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有強制散熱筋的高速列車制動盤，包括具有盤體摩擦面（8）和盤體背面（9）的盤體（1），在盤體（1）上設置有盤體中孔（4）和散熱筋（2），其特征在于：所述散熱筋（2）為圓弧條狀結構，該散熱筋（2）的圓弧半徑R與盤體（1）外徑D之比R/D=0.4～0.6；散熱筋（2）的入流角β1=?0～15°，散熱筋（2）的排流角β2=25～35°；相鄰兩散熱筋（2）之間形成通風槽（5），在該通風槽（5）的底部設有通至盤體摩擦面（8）的散熱孔（7）；所述散熱筋（2）的高度B2與盤體（1）的厚度B1之比B2/B1=1.0～1.2。

【技術特征摘要】
1. 一種具有強制散熱筋的高速列車制動盤，包括具有盤體摩擦面（8)和盤體背面（9) 的盤體（1)，在盤體（1)上設置有盤體中孔（4)和散熱筋（2)，其特征在于：所述散熱筋（2) 為圓弧條狀結構，該散熱筋（2)的圓弧半徑R與盤體（1)外徑D之比R/D=0. 4?0. 6 ;散熱 筋（2)的入流角0?15°，散熱筋（2)的排流角β2=25?35° ;相鄰兩散熱筋（2)之 間形成通風槽（5 )，在該通風槽（5 )的底部設有通至盤體摩擦面（8 )的散熱孔（7 );所述散熱 筋（2)的高度Β2與盤體（1)的厚度Β1之比Β2/Β1=1· 0?1. 2。2. 根據權利要求1所述的具有強制散熱筋的高速列車制動盤，其特征在于：所述散熱 筋（2)圓弧半徑R與盤體（1)外...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周晚林，胡謙，韋紅余，馬玉龍，劉銀緯，高大可，
申請(專利權)人：南京中盛鐵路車輛配件有限公司，南京航空航天大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32