[发明专利]一种适用于高速动车组的碳陶轴装制动盘

说明书

本发明公开了一种适用于高速动车组的碳陶轴装制动盘，包括盘毂(1)，盘毂(1)外固定套设有隔离支撑体(2)、第一碳陶摩擦体(3)、第二碳陶摩擦体(4)和压环(5)，隔离支撑体(2)、第一碳陶摩擦体(3)、第二碳陶摩擦体(4)和压环(5)均为圆环形，第一碳陶摩擦体(3)、隔离支撑体(2)和第二碳陶摩擦体(4)沿盘毂(1)的轴线方向依次层叠设置，压环(5)套设于第一碳陶摩擦体(3)内，压环(5)与隔离支撑体(2)层叠设置。该适用于高速动车组的碳陶轴装制动盘采用了隔热复合式结构，能够大大提高制动盘的使用寿命，保证了机车运行的长期可靠性。

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，具体的是一种适用于高速动车组的碳陶轴装制动盘。

背景技术

制动系统是机车车辆关键技术之一，直接关系到列车的运行安全。目前，我国盘形制动研究和应用已经有了较大的发展，所有的高速动车组均安装了盘形制动装置。制动方式的最为关键装置为制动盘。根据安装方式，高速动车组用制动盘一般分为轴装制动盘和轮装制动盘。在制动过程中受到的载荷有：自身重量、制动扭矩、热负荷及振动冲击载荷等强摩擦、高热负荷以及较大制动力和离心力等复杂工况下工作，制动盘工作的可靠性几乎决定了整个基础制动装置结构的可靠性水平，直接影响铁路机车车辆的行车安全。

制动盘和闸片作为基础制动的一对摩擦副，在制动过程中，根据能量守恒理论，高速运动中的列车其动能与列车速度的平方成正比，当列车在制动时，制动盘与闸片的相互摩擦将车辆的动能转变为热能，一部分热能消散在空气中，另一部分形成制动盘与闸片的热负荷。随着列车速度的提高，制动时产生的热负荷会大幅度增加。

传统铸钢制动盘目前应用于时速350km/h的高速列车，在长时间制动高温环境下，容易形成热斑和热疲劳裂纹，并且热负荷已经接近铸钢盘的使用极限，随着列车速度的提高，铸钢制动盘难以满足使用需求。

传统铸钢制动盘质量重，对于列车的减重要求尤其是簧下质量的减重不利，发明轻质、耐高温的制动盘对于列车提速、节能减排、有着重要的指导意义。

若将纯碳陶制动盘用于高速动车组，其安全性未经考量。首先由于碳陶材料较脆，强度较低，若全的碳陶轴装制动盘结构应用在高速动车组上，难以承受高的制动压力及制动扭矩；若紧固螺栓放在制动盘环形中心，制动过程中该处温度最高，高温会使得螺栓膨胀，进而轴力下降，使得制动盘使用失效或螺栓发生疲劳断裂，进而影响行车安全。

发明内容

为了满足时速350km/h以上高速动车组使用需求、降低列车簧下质量、节能减排、保证列车安全运营，本发明提供了一种适用于高速动车组的碳陶轴装制动盘，该适用于高速动车组的碳陶轴装制动盘采用了隔热复合式结构，能够大大提高制动盘的使用寿命，保证了高速动车组运行的长期可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于高速动车组的碳陶轴装制动盘，包括盘毂，盘毂外固定套设有隔离支撑体、第一碳陶摩擦体、第二碳陶摩擦体和压环，隔离支撑体、第一碳陶摩擦体、第二碳陶摩擦体和压环均为圆环形，第一碳陶摩擦体、隔离支撑体和第二碳陶摩擦体沿盘毂的轴线方向依次层叠设置，压环套设于第一碳陶摩擦体内，压环与隔离支撑体层叠设置。

沿隔离支撑体的周向，隔离支撑体内设有多个插销通孔，插销通孔内设有插销，插销的两端分别插接于第一碳陶摩擦体和第二碳陶摩擦体内。

插销通孔外套设有第一凸起环，第一凸起环位于隔离支撑体的两侧表面，插销的中部的断面椭圆形，插销的两端均为长方体结构，第一碳陶摩擦体和第二碳陶摩擦体的表面均设有插销盲槽，该插销盲槽长度方向与隔离支撑体的直径方向相同。

在相邻的两个插销通孔之间，隔离支撑体的两侧表面上均设有多个条形凸棱，条形凸棱的长度方向与隔离支撑体的直径方向相同。

隔离支撑体、第一碳陶摩擦体和第二碳陶摩擦体的外侧边缘均设有外侧螺栓孔，外侧螺栓依次穿过第一碳陶摩擦体、隔离支撑体和第二碳陶摩擦体的外侧螺栓孔。