一种适用于轨道交通车辆的复合材料轴装制动盘制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于轨道交通车辆的复合材料轴装制动盘，包括支撑体和两个复合材料摩擦环，所述支撑体的两个侧面上设置有多条散热筋，所述支撑体上设置有多个支撑体通孔，所述制动盘内部具有立体通风风道，所述立体通风风道包括径向贯通风道和轴向贯通风道，至少部分所述支撑体通孔位于所述散热筋的中部，所述散热筋具有不同的长度，所述散热筋之间形成径向贯通风道的至少一部分，所述支撑体的内侧圆周处构成所述轴向贯通风道的至少一部分，所述轴向贯通风道与所述径向贯通风道相连通，径向贯通风道和轴向贯通风道连通最终形成立体通风风道，从而实现制动盘整体快速降温。从而实现制动盘整体快速降温。从而实现制动盘整体快速降温。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于轨道交通车辆的复合材料轴装制动盘


[0001]本专利技术涉及轨道交通领域，具体而言，涉及一种适用于轨道交通车辆的复合材料轴装制动盘。

技术介绍

[0002]传统的钢质制动盘应用于时速350km的高速列车，在紧急制动时盘面温度已经接近材料使用极限，长期运用容易出现热斑和热疲劳裂纹问题。而且钢质制动盘质量较大，不利于列车的减重要求尤其是转向架簧下质量的减重。随着车辆运行速度的不断提高，无论是从减少运行能耗还是制动能量方面的需求，都对降低转向架簧下质量提出了更高的要求。亟需开发轻质量、高耐热的制动盘来匹配轨道交通行业的高速和轻量化发展趋势。
[0003]当前常用碳陶复合材料用于制造高铁制动盘，碳陶是陶瓷基复合材料的一种，碳陶材料不仅具有高性能陶瓷的高强度、高模量、高硬度、耐冲击、抗氧化、耐高温、耐酸碱和化学物质腐蚀，热膨胀系数小、比重轻等优点，同时还完全克服了一般陶瓷材料的脆性大、功能单一等缺点，是世界上公认的理想的高温结构材料和摩擦材料。但一体式碳陶制动盘用于高速列车存在安全性的问题。碳陶材料强度较低，难以承受高速轮轨振动冲击载荷，且难以承受较大制动压力及制动扭矩。由上，分层复合式碳陶轴装制动盘是高速列车轴装制动盘主要采用的结构形式。
[0004]专利CN109869423A提出一种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，中间设置了钢质隔离支撑体，钢质支撑体两侧设置隔热陶瓷涂层，两个碳陶摩擦体通过内外两侧紧固连接。但该专利中碳陶摩擦体采用的两侧紧固方式造成整体结构通风散热性能差、加工难度大和制造成本高，并且碳陶摩擦体与钢质隔离支撑体之间的紧固连接未采取隔热措施，高速大功率制动时容易造成螺栓失效，影响行车安全。
[0005]专利CN108317194A公开了一种高速列车用轴装制动盘组件，包括制动盘、支撑盘和盘毂；制动盘为两组，并同轴叠装在支撑盘的两侧盘面上，并通过第一连接结构与支撑盘夹紧锁定；制动盘为两侧盘面平整的复合材料制动盘，支撑盘的两侧盘面上设置散热结构，并与制动盘叠装后形成散热通道；支撑盘的内圈设置有连接法兰，并通过第二连接结构与盘毂固定套接。但该专利中支撑盘结构复杂，制造难度大，散热效果不佳，且碳陶摩擦体与钢质隔离支撑体之间的紧固连接未采取隔热措施。
[0006]鉴于以上技术问题，特推出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种适用于轨道交通车辆的复合材料轴装制动盘，采用了高通风散热性能的复合式结构，能够进一步提高制动盘的连接可靠性和使用寿命。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提出一种适用于轨道交通车辆的复合材料轴装制动盘，包括支撑体和两个复合材料摩擦环，两个复合材料摩擦环安装于支撑体的两侧，支撑体的两个侧面上设置有多条散热筋，支撑体上设置有多个支撑体通孔，所述制动盘内部具有
立体通风风道，所述立体通风风道包括径向贯通风道和轴向贯通风道，至少部分支撑体通孔位于散热筋的中部，散热筋具有不同的长度，散热筋之间形成径向贯通风道的至少一部分，复合材料摩擦环能够将热量传递至支撑体，支撑体通过径向贯通风道进行散热，所述支撑体的内侧圆周处构成所述轴向贯通风道的至少一部分，所述轴向贯通风道与所述径向贯通风道相连通。
[0009]进一步的，支撑体包括呈环形的支撑体本体和位于支撑体本体内侧的多个内侧连接爪，散热筋和支撑体通孔均位于支撑体本体。
[0010]进一步的，散热筋的长度与内侧连接爪在支撑体本体上的位置相适应。
[0011]进一步的，复合材料轴装制动盘包括连接件，支撑体通孔包括连接件通孔，连接件穿过连接件通孔、可拆卸地连接支撑体和复合材料摩擦环。
[0012]进一步的，散热筋包括连接件通孔散热筋，连接件通孔位于连接件通孔散热筋的中部，且在连接件通孔周围形成连接件通孔凸台，连接件通孔凸台形成连接件通孔散热筋的一部分，且连接件通孔凸台与连接件通孔散热筋的高度相同。
[0013]进一步的，连接件通孔散热筋在支撑体本体上沿径向分布，连接件通孔散热筋所在的半径位于相邻的内侧连接爪所在的半径之间。
[0014]进一步的，连接件通孔散热筋具有所有散热筋中最长的长度。
[0015]进一步的，支撑体本体的内侧圆周上包括开放区域和阻挡区域，阻挡区域为内侧连接爪所在区域，开放区域为内侧连接爪之间的区域，开放区域形成了通向复合材料轴装制动盘内部的径向贯通风道和轴向贯通风道的一部分开放区域在支撑体本体的内侧圆周上占据的长度为50
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70％。
[0016]进一步的，复合材料轴装制动盘包括压环和盘毂，盘毂的外侧具有多个环向连接爪，压环的外侧具有多个齿形，环向连接爪、齿形和内侧连接爪一一对应，环向连接爪、齿形和内侧连接爪，压环、盘毂和支撑体可拆卸地连接。
[0017]进一步的，压环的外侧圆周上包括开放区域和阻挡区域，阻挡区域为齿形所在的区域，开放区域为齿形之间的区域，开放区域形成了通向复合材料轴装制动盘内部的轴向贯通风道的一部分，开放区域在压环的外侧圆周上占据的长度为50
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70％。
[0018]进一步的，盘毂和的外侧圆周上也包括开放区域和阻挡区域，阻挡区域为环向连接爪所在的区域，开放区域为环向连接爪之间的区域，开放区域形成了通向复合材料轴装制动盘内部的轴向贯通风道的一部分，开放区域在盘毂的外侧圆周上占据的长度为50
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70％。
[0019]进一步的，复合材料轴装制动盘包括定位件，支撑体通孔包括定位件通孔，定位件设置在定位件通孔中、使得支撑体和至少一个复合材料摩擦环的径向位置相对固定。
[0020]进一步的，散热筋包括定位件通孔散热筋，定位件通孔位于定位件通孔散热筋的中部，且在定位件通孔周围形成定位件通孔凸台，定位件通孔凸台形成定位件通孔散热筋的一部分，且定位件通孔凸台与定位件通孔散热筋的高度相同。
[0021]进一步的，散热筋还包括短散热筋和长散热筋，连接件通孔散热筋、定位件通孔散热筋、短散热筋和长散热筋均在支撑体本体上沿径向设置，且短散热筋所在的半径与内侧连接爪所在的半径重合，短散热筋具有所有散热筋中最短的长度，长散热筋的定位件通孔散热筋位于短散热筋和连接件通孔散热筋之间。
[0022]进一步的，还包括隔热垫片，隔热垫片设置于连接件与复合材料摩擦环之间，隔热垫片阻碍复合材料摩擦环上的热量传递至连接件。
[0023]进一步的，连接件为螺栓和防松螺母。
[0024]进一步的，复合材料摩擦环为碳陶材质的环形件，支撑体为钢质支撑体。
[0025]应用本专利技术的技术方案，至少实现了如下有益效果：
[0026]1、通过在支撑体上设置四种长短不同的散热筋和内侧连接爪，在压环上设计齿形，在盘毂上设计环向连接爪，形成了由径向贯通风道和轴向贯通风道形成的贯穿制动盘的立体散热系统，从而实现制动盘整体快速降温。
[0027]2、对连接件通孔凸台和定位件通孔凸台设计为散热筋的一部分，并在摩擦环与支撑体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于轨道交通车辆的复合材料轴装制动盘，包括支撑体(1)和两个复合材料摩擦环(2)，两个所述复合材料摩擦环(2)安装于所述支撑体(1)的两侧，所述支撑体(1)的两个侧面上设置有多条散热筋(11)，所述支撑体(1)上设置有多个支撑体通孔(12)，其特征在于，所述制动盘内部具有立体通风风道，所述立体通风风道包括径向贯通风道和轴向贯通风道，至少部分所述支撑体通孔(12)位于所述散热筋(11)的中部，所述散热筋(11)具有不同的长度，所述散热筋之间形成径向贯通风道的至少一部分，所述复合材料摩擦环(2)能够将热量传递至所述支撑体(1)，所述支撑体(1)通过所述径向贯通风道进行散热，所述支撑体的内侧圆周处构成所述轴向贯通风道的至少一部分，所述轴向贯通风道与所述径向贯通风道相连通。2.根据权利要求1所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述支撑体(1)包括呈环形的支撑体本体(13)和位于所述支撑体本体(13)内侧的多个内侧连接爪(14)，所述散热筋(11)和所述支撑体通孔(12)均位于所述支撑体本体(13)。3.根据权利要求2所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述散热筋(11)的长度与所述内侧连接爪(14)在所述支撑体本体(13)上的位置相适应。4.根据权利要求3所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述复合材料轴装制动盘包括连接件(3)，所述支撑体通孔(12)包括连接件通孔(121)，所述连接件(3)穿过所述连接件通孔(121)、可拆卸地连接所述支撑体(1)和所述复合材料摩擦环(2)。5.根据权利要求4所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述散热筋(11)包括连接件通孔散热筋(111)，所述连接件通孔(121)位于所述连接件通孔散热筋(111)的中部，且在所述连接件通孔(121)周围形成连接件通孔凸台(1110)，所述连接件通孔凸台(1110)形成所述连接件通孔散热筋(111)的一部分，且所述连接件通孔凸台(1110)与所述连接件通孔散热筋(111)的高度相同。6.根据权利要求5所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述连接件通孔散热筋(111)在所述支撑体本体(13)上沿径向分布，所述连接件通孔散热筋(111)所在的半径位于相邻的所述内侧连接爪(14)所在的半径之间。7.根据权利要求6所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述连接件通孔散热筋(111)具有所有所述散热筋(11)中最长的长度。8.根据权利要求5所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述支撑体本体(13)的内侧圆周上包括开放区域(10)和阻挡区域(20)，所述阻挡区域(20)为所述内侧连接爪(14)所在区域，所述开放区域(10)为所述内侧连接爪(14)之间的区域，所述开放区域(10)形成了通向所述复合材料轴装制动盘内部的径向贯通风道和轴向贯通风道的一部分，所述开放区域(10)在所述支撑体本体(13)的内侧圆周上占据的长度为50
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70％。9.根据权利要求2
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8任一项所述的复合材料轴装制动盘，其特征在于，所述复合材料轴装制动盘包括压环(4)和盘毂(5)，所述盘毂(5)的外侧具有多个环向连接爪(51)，所述压环(4)的外侧具有多个齿形(41)，通过所述环向连接爪(51)...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱飞飞，曾梁彬，金文伟，孟永帅，胡小山，黄彪，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：