高速列車軸裝制動盤制造技術

本發(fā)明專利技術屬于列車制動裝置技術領域，具體涉及一種高速列車軸裝制動盤。其包括盤體、盤轂、壓環(huán)和緊固件；所述盤體為具有散熱筋的整體式焊接盤體；盤轂具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤轂法蘭齒，在與壓環(huán)配合面上有3個等圓周分布的齒槽；壓環(huán)上有9個等圓周分布的螺栓孔和3個等圓周分布的與所述齒槽適配的壓環(huán)法蘭齒。本發(fā)明專利技術改變了原高速列車軸裝制動盤盤體的加工方式，通過鍛造和焊接的方式代替既有的鑄造方式，提高了產品的成品率，降低產品的生產成本，縮短了產品的供貨周期；同時也改進了原軸裝制動盤盤轂和壓環(huán)的結構，約束了壓環(huán)除縱向以外的所有自由度，減小了螺栓受到的彎矩，有效提高了制動盤使用壽命、提高了產品核心競爭力。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
高速列車軸裝制動盤
本專利技術屬于列車制動裝置
，具體涉及一種高速列車軸裝制動盤。
技術介紹
目前，國內CRH系列動車組以及“復興號”動車組全部采用盤型制動方式，其中拖車全部安裝高速列車軸裝制動盤。既有的動車組軸裝制動盤主要是由盤體、盤轂、壓環(huán)和緊固件構成。盤體是具有散熱筋的整體式鑄鋼結構，由兩片摩擦環(huán)、多個散熱筋和9個等圓周分布的法蘭齒組成：摩擦環(huán)是具有一定厚度的實體圓環(huán)，起到與閘片摩擦制動并吸收摩擦產生的熱量的作用；散熱筋是近似于圓柱形或橢圓柱形的實體，按照一定的排列規(guī)則分布在兩個摩擦環(huán)之間，起到連接兩個摩擦環(huán)和散熱的作用；法蘭齒是中間帶有螺栓孔的法蘭，等圓周分布在兩個摩擦環(huán)之間，起到連接盤體和盤轂的作用。由于散熱筋分布在兩片摩擦環(huán)中間，盤體無法采用鍛造成型，只能采用鑄造成型。盤轂也具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的法蘭齒，用于將制動盤固定在車軸上；壓環(huán)是具有一定厚度的圓環(huán)，在圓環(huán)上有9個等圓周分布的螺栓孔；組裝制動盤時，將盤體、盤轂和壓環(huán)上的9個螺栓孔對齊，然后穿入螺栓和螺母固定；制動盤組裝完成后，通過壓裝的方式將制動盤固定在車軸上。列車施加制動后，制動盤盤體和閘片之間相互摩擦并產生制動摩擦扭矩，制動摩擦扭矩通過盤轂傳遞到車軸上，從而實現(xiàn)列車的制動功能。目前，國內整體鑄造工藝水平不高，而盤體對鑄造缺陷的控制要求非常嚴格，導致國內鑄造盤體的成品率很低且質量不穩(wěn)定，難以保證制動盤大批量裝車運用，因此國內動車組制動盤盤體鑄造毛坯依賴于進口，進口盤體鑄造毛坯成本高且供貨周期長，不利于降低動車組的成本，也不利于提高動車組的產品核心競爭力。此外，在線路條件比較惡劣的蘭新線上，動車組軸裝制動盤多次發(fā)生螺栓斷裂或者丟失的現(xiàn)象。為了找到螺栓斷裂的原因，對在線路上斷裂的螺栓進行了理化分析及斷口宏觀和光學顯微鏡分析，認定螺栓的失效形式是彎曲疲勞斷裂。為了找到螺栓承受彎矩的原因，對現(xiàn)車上的制動盤進行了溫度和振動測試，發(fā)現(xiàn)動車組在運行及制動過程中，制動盤溫度和振動水平明顯高于標準值。振動和溫度可以導致壓環(huán)相對于盤轂產生相對位移，進而使螺栓承受彎矩，螺栓發(fā)生彎曲疲勞斷裂。
技術實現(xiàn)思路
為了解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種螺栓不容易承受彎矩作用、且不依賴于鑄造成型而是采用鍛造和焊接成型的高速列車軸裝制動盤。為實現(xiàn)上述技術目的，本專利技術采用以下的技術方案：高速列車軸裝制動盤，包括盤體、盤轂、壓環(huán)和緊固件；所述盤體為具有散熱筋的整體式焊接盤體，且具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤體法蘭齒；盤轂具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤轂法蘭齒，在與壓環(huán)配合面上有3個等圓周分布的齒槽；壓環(huán)上有9個等圓周分布的螺栓孔和3個等圓周分布的與所述齒槽適配的壓環(huán)法蘭齒。所述盤體包括兩片摩擦環(huán)、分布于兩片所述摩擦環(huán)之間的多個散熱筋以及9個等圓周分布的盤體法蘭齒；所述摩擦環(huán)、散熱筋、盤體法蘭齒為分別鍛造成型；所述散熱筋、所述盤體法蘭齒分別與兩個所述摩擦環(huán)相焊接。作為優(yōu)選的技術方案，所述散熱筋為圓柱形實體，每個散熱筋的直徑和長度相同。作為優(yōu)選的技術方案，所述散熱筋在摩擦環(huán)上等圓周分布，根據散熱筋分布圓的大小，分為外圈散熱筋、中圈散熱筋和內圈散熱筋。作為優(yōu)選的技術方案，外圈散熱筋的個數不大于中圈散熱筋的個數，中圈散熱筋的個數不大于內圈散熱筋的個數，且相鄰兩個散熱筋之間的距離為20mm～35mm。作為優(yōu)選的技術方案，所述摩擦環(huán)上加工有與所述散熱筋、盤體法蘭齒分別相對應的凹槽。作為優(yōu)選的技術方案，所述凹槽的深度為1mm～2mm。作為優(yōu)選的技術方案，所述散熱筋、盤體法蘭齒與摩擦環(huán)的焊接方法如下：先將所述散熱筋和盤體法蘭齒端部對應插入到摩擦環(huán)的凹槽里，兩片摩擦環(huán)在受壓的狀態(tài)下，再將散熱筋和盤體法蘭齒焊接到摩擦環(huán)上，焊接完成后進行保壓處理。作為優(yōu)選的技術方案，盤體法蘭齒的螺栓孔分布圓直徑與壓環(huán)的螺栓孔分布圓直徑相等，且比盤轂法蘭齒的螺栓孔分布圓直徑小1mm～2mm；壓環(huán)的螺栓孔直徑比盤轂法蘭齒的螺栓孔直徑大1mm～2mm。作為優(yōu)選的技術方案，壓環(huán)上相鄰的壓環(huán)法蘭齒和螺栓孔間隔20°排布，盤轂上相鄰的齒槽和盤轂法蘭齒螺栓孔間隔20°排布，壓環(huán)法蘭齒與盤轂的齒槽屬于間隙配合。由于采用上述技術方案，本專利技術具有至少以下有益效果：(1)本專利技術改變了原高速列車軸裝制動盤盤體的加工方式，通過鍛造和焊接的方式代替既有的鑄造方式。鍛造方式可以提高產品的成品率，有利于產品質量的控制和產品國產化，降低產品的生產成本，縮短產品的供貨周期，降低動車組的成本，提高動車組的產品核心競爭力；(2)本專利技術中散熱筋為圓柱形且在摩擦環(huán)上等圓周分布，有利于降低制動盤在高速轉動過程中與空氣的摩擦阻力，因而可以降低能量損耗。另外，散熱筋截面圓直徑為φ15～φ20mm，且相鄰兩個散熱筋之間的距離為20mm～35mm，有利于制動盤的機械強度、散熱性以及輕量化三方面的綜合性能達到最優(yōu)；(3)本專利技術中外圈散熱筋的個數不大于中圈散熱筋的個數，中圈散熱筋的個數不大于內圈散熱筋的個數，這樣在散熱筋間距相同的條件下，內圈散熱筋的數量多，保證了內圈散熱筋散熱占的比例，利于提高制動盤的散熱性能；外圈散熱筋的數量少，由此減小了外圈散熱筋產生的空氣摩擦阻力所占比例，利于減小制動盤的空氣摩擦阻力；(4)本專利技術中摩擦環(huán)上的凹槽便于散熱筋和法蘭齒的定位；在摩擦環(huán)、散熱筋和法蘭齒受壓狀態(tài)下進行焊接，利于使制動盤焊接完成后受到初始壓應力的作用，而抵消盤體在制動過程中受到的部分拉應力，可以降低盤體的應力幅值，改善盤體的疲勞性能；(5)本專利技術還改進了原軸裝制動盤盤轂和壓環(huán)的結構。壓環(huán)增加了3個等圓周分布的法蘭齒，盤轂對應增加了3個等圓周分布的齒槽，壓環(huán)法蘭齒和盤轂齒槽相互配合，約束了壓環(huán)除縱向以外的所有自由度。制動盤在試驗臺的振動試驗測試證明，壓環(huán)和盤轂的齒槽配合可以明顯降低壓環(huán)與盤轂的相對位移，壓環(huán)與盤轂的相對位移減小，螺栓受到的彎矩也將減小，利于提高制動盤和螺栓的使用壽命；(6)本專利技術中壓環(huán)螺栓孔分布圓直徑比盤轂法蘭齒的螺栓孔分布圓直徑小1mm～2mm，壓環(huán)螺栓孔直徑比盤轂法蘭齒螺栓孔直徑大1mm～2mm，是考慮到壓環(huán)受熱后相對于盤轂會產生1mm～2mm的徑向膨脹量，由于壓環(huán)螺栓孔分布圓直徑比盤轂法蘭齒的螺栓孔分布圓直徑小且壓環(huán)螺栓孔直徑比盤轂法蘭齒螺栓孔直徑大，因此即使壓環(huán)相對于盤轂產生徑向膨脹，螺栓也不會受到彎矩。附圖說明以下附圖僅旨在于對本專利技術做示意性說明和解釋，并不限定本專利技術的范圍。其中：圖1是本專利技術實施例的結構示意圖；圖2是盤體的結構示意圖；圖3是盤轂的結構示意圖；圖4是壓環(huán)的結構示意圖；圖5是摩擦環(huán)的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本專利技術。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本專利技術的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本專利技術的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。實施例如圖1所示，高速列車軸裝制動盤，包括：焊接盤體1、盤轂2、壓環(huán)3和9套緊固件4。參考圖2和圖5，焊接盤體1包括2個摩擦環(huán)11、多個散熱筋12和9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.高速列車軸裝制動盤，包括盤體、盤轂、壓環(huán)和緊固件；特征在于：所述盤體為具有散熱筋的整體式焊接盤體，且具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤體法蘭齒；盤轂具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤轂法蘭齒，在與壓環(huán)配合面上有3個等圓周分布的齒槽；壓環(huán)上有9個等圓周分布的螺栓孔和3個等圓周分布的與所述齒槽適配的壓環(huán)法蘭齒。

【技術特征摘要】
1.高速列車軸裝制動盤，包括盤體、盤轂、壓環(huán)和緊固件；特征在于：所述盤體為具有散熱筋的整體式焊接盤體，且具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤體法蘭齒；盤轂具有9個等圓周分布的中間帶有螺栓孔的盤轂法蘭齒，在與壓環(huán)配合面上有3個等圓周分布的齒槽；壓環(huán)上有9個等圓周分布的螺栓孔和3個等圓周分布的與所述齒槽適配的壓環(huán)法蘭齒。2.如權利要求1所述的高速列車軸裝制動盤，其特征在于：所述盤體包括兩片摩擦環(huán)、分布于兩片所述摩擦環(huán)之間的多個散熱筋以及9個等圓周分布的盤體法蘭齒；所述摩擦環(huán)、散熱筋、盤體法蘭齒為分別鍛造成型；所述散熱筋、所述盤體法蘭齒分別與兩個所述摩擦環(huán)相焊接。3.如權利要求2所述的高速列車軸裝制動盤，其特征在于:所述散熱筋為圓柱形實體，每個散熱筋的直徑和長度相同。4.如權利要求2所述的高速列車軸裝制動盤，其特征在于:所述散熱筋在摩擦環(huán)上等圓周分布，根據散熱筋分布圓的大小，分為外圈散熱筋、中圈散熱筋和內圈散熱筋。5.如權利要求4所述的高速列車軸裝制動盤，其特征在于:外圈散熱筋的個數不大于中圈散熱筋的個數，中圈散熱筋的...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：胡謙，
申請(專利權)人：南京中盛鐵路車輛配件有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32