[发明专利]铁道车辆双层法兰轴装制动盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆用制动盘，该制动盘采用铸造成型，适用于快速重 载货车和高速动车组列车。

技术背景

中国正在大规模快速建设高速铁路，根据国家规划，至2020年中国将建设 高速铁路1.8万公里。目前，京津高速客运列车的运营时速已经超过300km/h， 速度100km/h以上的城市轨道车辆业已开通运行；时速160km/h以上的重载货 运列车也在积极的研发过程中。

国际铁路联盟UIC对21t轴重的货车采用双侧铸铁闸瓦踏面制动的模式进 行过试验，结果表明，当速度高于130km/h时，原有的踏面制动将不能满足货 车安全制动的要求，对于速度160km/h以上的提速和高速客车，中国国内外基 本上也都采用盘形制动，盘形制动已经成为快速货车和高速动车组的主要制动 方式。

国内外已研发出的制动盘包括：铸铁制动盘、锻铸钢制动盘、铝基复合材 料制动盘、C/C复合材料制动盘。铸铁制动盘由于其材料自身性能的局限，难以 用于快速货车和高速动车组列车。C/C复合材料由于其成本过高、摩擦系数随 环境变化而产生较大波动，目前在国内外尚未见到用于轨道车辆的任何报道。 钢质制动盘具有技术成熟度高、成本低、适用速度范围广的特点，在国外发达 国家的快速和高速动车组列车已得到广泛的应用。铝基复合材料制动盘具有重 量轻、耐磨性好的特点，目前少数国家和地区已经应用于城市轨道车辆，时速 达到160km/h。

服役工况复杂，承受多种力场的耦合作用。在制动过程中列车的动能通过 制动盘与闸片的摩擦转变成热能，绝大部分的热能输入到制动盘内部使其温度 升高，目前，整体盘的结构不均匀性和自身的结构变形约束，导致整体制动盘 内部存在较大的内应力，严重影响制动盘的使用寿命。分体盘在制动过程中能 够使热应力得到充分释放，但是制动盘的轴向和径向变形较大，尤其在重载和 高速的情况下，制动盘吸收的能量高，分体制动盘的轴向和径向变形加剧，影 响制动盘和配副闸片的使用寿命，另外，分体制动盘对于加工精度要求较高， 增加了加工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：现有的制动盘质量分布的不均匀性大，盘体 与盘毂之间采用压紧装配极大限制了盘体的径向变形，采用单一的摩擦扭矩制 动。

本发明的技术方案：一种铁道车辆双层法兰轴装制动盘，该制动盘包括： 盘毂、盘体、压圈；其特征在于，盘体具有双层法兰，分别为第一法兰和第二 法兰，两层法兰分别与盘体的两摩擦环连成一体；在第一和第二法兰上开设第 一轴向通槽和第二轴向通槽；盘毂上均布凸缘；凸缘插入第一轴向通槽，实现 盘毂和盘体的周向定位；第一压圈放置在第一法兰的外侧，第二压圈放置在第 二法兰的外侧；紧固螺栓依次穿过第二压圈、第二轴向通槽、第一压圈、防松 垫片，通过螺母与紧固螺栓连接实现盘体和盘毂的轴向固定。

本发明的有益效果：

制动盘采用双层法兰，有效的改善了制动盘质量分布的不均匀性；制动盘 和盘毂采用插入式装配，并用螺栓夹紧，能够大幅减少紧固力矩，充分释放盘 体的径向变形，同时，由单一的摩擦扭矩制动变为机械扭矩和摩擦扭矩联合制 动，通过防松垫片、压圈和螺母三者的配合达到防松的目的，制动服役寿命和 安全性得到提高，社会和经济效益明显。

附图说明

图1为实施例一双层法兰轴装制动盘的零部件爆炸图；

图2为实施例一双层法兰轴装制动盘的装配主视图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图3的C-C剖面图；

图5为实施例一盘体的结构形状示意图；

图6为实施例一盘毂结构形状示意图；

图7为实施例一压圈结构形状示意图；

图8为防松垫片弯折后结构示意图；

图9为防松垫片防松原理示意图；

图10为实施例二双层法兰轴装制动盘的装配轴侧图；

图11为实施例二双层法兰轴装制动盘的装配主视图；

图12为图10的B-B剖面图；

图13为图11的D-D剖面图；

图14为实施例二盘体的结构形状示意图；

图15为实施例二盘毂结构形状示意图；

图16为实施例二压圈结构形状示意图；