CN111075865A - 一种列车用调节式制动闸片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车用调节式制动闸片。所述制动闸片包括摩擦块、闸片钢背、紧固件、紧固套、弹性挡圈、碟形弹簧，摩擦块上开设有多个通孔，多个通孔以摩擦块中心为中心均匀布设，闸片钢背上设有与多个通孔相对应的多个沉孔，碟形弹簧设于摩擦块和闸片钢背之间，紧固套为T型结构，弹性挡圈内侧嵌入紧固套的卡槽中，弹性挡圈外侧抵贴在闸片钢背上，通过通孔和与之相对应的沉孔，紧固套依次穿过闸片钢背、碟形弹簧、摩擦块，紧固套套设在紧固件中部，紧固件两端分别与紧固套底部和闸片钢背紧固。本发明具有弹性浮动调节作用，提高了摩擦面的平面度及磨耗的均匀度，提高刹车效率，延长了制动闸片的使用寿命。

Description

一种列车用调节式制动闸片

技术领域

本发明涉及列车制动技术领域，具体而言，涉及一种列车用调节式制动闸片。

背景技术

随着高速铁路网日益纵横交错，列车的行驶安全越来越受到重视。列车运行时，制动闸片相对静止，当列车需要制动时，需要制动***产生制动力矩传到闸片达成制动，其中闸片上的摩擦块直接与车轮接触，通过摩擦将动能转化成热能，并散发到空气中。闸片是列车制动装置的关键部件，因此对闸片的性能要求很高，例如：要求闸片摩擦材料具有高摩擦性能、低噪音等特点。

现有技术中，列车制动闸片为摩擦块与闸片钢背铆接结构，包括摩擦材料层、摩擦块钢背、闸片钢背，摩擦材料层、摩擦块钢背、闸片钢背上设有相通的铆钉孔，通过铆钉依次将摩擦材料层、摩擦块钢背、闸片钢背固定。

例如中国专利公开号为CN107420465A的发明专利公开了一种整体燕尾板型列车制动闸片，包括背板及通过铆钉连接在背板上的多个摩擦体，其特征在于：所述的摩擦体包括摩擦材料部分和摩擦背板部分，所述的摩擦材料与摩擦背板通过加压方式烧结为一体，其中，所述铆钉外套设有铆钉座，该铆钉座预先置于摩擦体和背板预留的铆钉孔内，并与摩擦体的摩擦背板过盈配合，在使用过程中，该过盈配合可使铆钉座承受一定的剪切力，保证了铆钉的寿命，防止铆钉受剪切力而被破坏，导致失效；并结合垫片结构，使垫片具有承载剪切力的功能，同时具有散热的功能，该发明的列车制动闸片结构在制动过程中，使用寿命长，可靠性高，制动效果好。

再例如中国专利公开号为CN107061576A的发明专利公开了一种动车组用的粉末冶金闸片，包括钢背板、燕尾块和多个闸片摩擦体，钢背板与燕尾块为一体式成型结构，任一闸片摩擦体通过一个大垫片一个铆钉固定在钢背板上，大垫片位于闸片摩擦体和钢背板之间，钢背板上位于闸片摩擦体的边沿设置有与闸片摩擦体形状匹配的凸缘。该闸片由于采用特有设计的结构，增加了钢背的刚度和可靠性，简化了加工工艺和铆接工艺，降低了闸片的生产成本，提高了闸片的可靠性和寿命，可以广泛用于各种铁路车辆和高速动车组的制动***中。

现有技术中至少存在以下问题：

制动闸片中的摩擦块与闸片钢背采用铆接结构固定，不具有浮动功能，导致摩擦块作用在车轮上的压力不均衡，摩擦面积也不均匀，造成摩擦块与车轮接触的摩擦面磨损不均匀，降低了制动闸片的使用寿命。

针对现有技术中制动闸片的摩擦块与闸片钢背采用铆接结构固定，不具有浮动功能，导致摩擦块作用在车轮上的压力不均衡，摩擦面积也不均匀，造成摩擦块与车轮接触的摩擦面磨损不均匀，降低了制动闸片使用寿命的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种列车用调节式制动闸片。

所述制动闸片包括：摩擦块、闸片钢背、紧固件、紧固套、弹性挡圈、碟形弹簧；

摩擦块上开设有多个通孔，多个通孔以摩擦块中心为中心均匀布设，闸片钢背上设有与多个通孔相对应的多个沉孔，碟形弹簧设于摩擦块和闸片钢背之间，紧固套为T型结构，弹性挡圈内侧嵌入紧固套的卡槽中，弹性挡圈外侧抵贴在闸片钢背上，通过通孔和与之相对应的沉孔，紧固套依次穿过闸片钢背、碟形弹簧、摩擦块，紧固套套设在紧固件中部，紧固件两端分别与紧固套底部和闸片钢背紧固。

进一步地，摩擦块包括依次连接的摩擦材料层、过渡层和摩擦块钢背，摩擦块钢背与碟形弹簧抵贴。

进一步地，摩擦块的数量为5个，闸片钢背内侧设置的摩擦块的数量为3个，闸片钢背外侧设置的摩擦块的数量为2个。

进一步地，摩擦块的端部为圆弧状。

进一步地，摩擦块钢背和闸片钢背表面覆盖有铂铝合金涂层。

进一步地，碟形弹簧外侧表面上设有固体润滑涂层。

进一步地，摩擦材料层的外侧表面纹刻有增磨纹。

进一步地，过渡层为11-18％的Sn-Cu合金。

进一步地，摩擦块钢背的外表面设有绝缘陶瓷层。

进一步地，固体润滑涂层由树脂、稀释剂、石墨粉和固化剂混配制成，树脂、稀释剂、石墨粉和固化剂的混合质量比例为1：1.5：1：0.005。

相对于现有技术，本发明所述的制动闸片具有以下显著的优越效果：

1，通过铆钉、碟形弹簧、弹性挡圈、铆钉套依次固装在闸片钢背上的方法，使得本发明具有自动调节刹车间隙、增强摩擦效果、安装维护方便的优点，提高了刹车效率、延长了闸片使用寿命。

2，通过在摩擦块钢背与摩擦材料层之间设置过渡层，促进金属间原子/分子的互扩散，进一步增强了烧结后摩擦块钢背与摩擦材料层之间结合强度，提高了两者之间的抗剪切性能和抗冲击性能，不会出现摩擦材料层脱落、掉块的现象，提高了良品率，使摩擦块在工作中更加安全可靠，并有利于延长制动闸片的使用寿命。

3，通过在碟形弹簧外侧表面上设有固体润滑涂层，用于降低碟形弹簧与摩擦块钢背、闸片钢背配合时的摩擦系数。

4，通过闸片钢背上内侧设置的摩擦块的数量为3个，闸片钢背上外侧设置的摩擦块的数量为2个，使得在刹车过程中刹车盘均匀磨损、发热，延长了使用寿命。

5，通过在摩擦块钢背的外表面设有绝缘陶瓷层，有效的隔绝了刹车时产生的热量，降低了热量对列车制动***的影响。

6，通过在摩擦块钢背内侧表面和闸片钢背表面上覆盖有铂铝合金涂层，用于提高所述制动闸片的抗腐蚀能力。

7，通过设置摩擦块的端部为圆弧状，提高了摩擦块的比表面积，在减少机械碰伤和扭动力的同时增加了接触面积，增大了摩擦块的稳定性。

附图说明

图1为本发明所述制动闸片的立体结构局部剖视图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本发明所述制动闸片的闸片钢背的立体结构局部剖视图。

附图标记说明：

1-摩擦块、11-摩擦材料层、12-过渡层、13-摩擦块钢背，2-闸片钢背，3-紧固套，4-紧固件，5-弹性挡圈，6-碟形弹簧，7-沉孔，8-通孔，9-卡槽。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

如图1和图2所示，所述制动闸片包括：摩擦块1、闸片钢背2、紧固套3、紧固件4、弹性挡圈5、碟形弹簧6，摩擦块1上开设有多个通孔8，多个通孔8以摩擦块1中心为中心均匀布设，闸片钢背2上设有与多个通孔8相对应的多个沉孔7，碟形弹簧6设于摩擦块1和闸片钢背2之间，且每个相对应的通孔8和沉孔7之间均设有相贯通的碟形弹簧6，具体的，每个相对应的通孔8和沉孔7之间设置的碟形弹簧6的数量包括1、2或4个，需要说明的是，要保证每个相对应的通孔8和沉孔7之间设置的碟形弹簧6的数量均相同，碟形弹簧6用于缓冲和减振以及储能，紧固套3为T型结构，弹性挡圈5内侧嵌入紧固套3上的卡槽9中，弹性挡圈5外侧抵贴在闸片钢背2上，具体的，弹性挡圈5用于增加预紧力以及固定紧固套3的轴向运动，通过通孔8和与之相对应的沉孔7，紧固套3依次穿过闸片钢背2、碟形弹簧6、摩擦块1，紧固套3套设在紧固件4中部，紧固件4两端分别与紧固套3底部和闸片钢背2紧固，具体的，紧固件4包括铆钉、螺栓。

需要说明的是，当采用多个碟形弹簧6叠合组合时，由于碟形弹簧6之间的摩擦而具有较大的阻尼，消散冲击能量，具体的，碟形弹簧6是在轴向上呈锥形并承受负载的弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当刹车时，碟形弹簧6释放部分势能以保持摩擦块1与闸片钢背2间的压力平衡。

进一步地，如图1所示，多个通孔8的数量为3个，用于在摩擦块1上形成3个弹性浮动点位，平衡摩擦块1作用在车轮上的压力，需要说明的是，通孔8数量的增加会导致摩擦块1结构强度的降低，3个通孔8的设置相应的增加了与通孔8配套的弹性挡圈5、碟形弹簧6、紧固套3、紧固件4的数量，在保证摩擦块1结构强度的条件下使得调节刹车间隙、增强摩擦力的效果好，此处，通孔8用于紧固套3和紧固件4的穿过，以便将摩擦块1和闸片钢背2紧固。

进一步地，在摩擦块钢背13内侧表面和闸片钢背2表面上覆盖有铂铝合金涂层(图中未示出)，其中，铂铝合金涂层的厚度为5-50μm，更进一步地，铂铝合金涂层的厚度为5、10、20、30、40、50μm，用于提高所述制动闸片的抗腐蚀能力。

进一步地，如图1所示，摩擦块1的端部为圆弧状，用于提高摩擦块1的比表面积。

进一步地，如图3所示，闸片钢背2为半扇形板状结构，具体的，闸片钢背2上设置有多个与摩擦块1上的多个通孔8中每个通孔8相对应的沉孔7。

进一步地，如图1和图2所示，摩擦块1包括依次连接的摩擦材料层11、过渡层12和摩擦块钢背13，其中，摩擦材料层11、过渡层12和摩擦块钢背13烧结而成，且摩擦块钢背13与碟形弹簧6抵贴。

进一步地，如图1所示，摩擦块1的数量为5个，具体的，闸片钢背2内侧设置的摩擦块1的数量为3个，闸片钢背2外侧设置的摩擦块1的数量为2个，需要说明的是，由于刹车盘(图中未示出)内外圈周长不同，导致在刹车时，刹车盘的磨损、发热不均匀，将摩擦块1采用上述设置，平衡了刹车盘内外圈的摩擦面长度和摩擦力，使刹车盘在刹车过程中均匀磨损、发热，延长了使用寿命。

进一步地，摩擦材料层11的外侧表面纹刻有增磨纹(图中未示出)，用于提高摩擦块1的稳定性。

进一步地，过渡层12为11-18％的Sn-Cu合金，用于促进金属间原子/分子的互扩散，进一步增强了烧结后摩擦块钢背13与摩擦材料层11之间的结合强度，提高了摩擦块钢背13与摩擦材料层11之间的抗剪切性能和抗冲击性能，降低了摩擦材料层11脱落、掉块的风险。

进一步地，摩擦块钢背13的外表面设有绝缘陶瓷层(图中未示出)，绝缘陶瓷层由粒径为0.5～3微米、纯度是99％以上的AlO粉末、粒径为1～10微米的TiO、ZrO粉体混合，AlO粉末占总质量的90-95％，TiO和ZrO的质量比是8：3，绝缘陶瓷层用于隔绝刹车时产生的热量，降低对列车制动***的影响。

进一步地，在碟形弹簧6外侧表面上设有固体润滑涂层(图中未示出)，固体润滑涂层的厚度为30μm，用于降低碟形弹簧6与摩擦块钢背13、闸片钢背2配合时的摩擦系数。

进一步地，固体润滑涂层由树脂、稀释剂、石墨粉和固化剂混配制成，其中，树脂、稀释剂、石墨粉和固化剂的混合质量比例为1：1.5：1：0.005。

进一步地，树脂为酚醛树脂，稀释剂为丁酮，固化剂为间苯二甲胺。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种列车用调节式制动闸片，其特征在于，包括：摩擦块(1)、闸片钢背(2)、紧固件(4)、紧固套(3)、弹性挡圈(5)、碟形弹簧(6)；

所述摩擦块(1)上开设有多个通孔(8)，所述多个通孔(8)以所述摩擦块(1)中心为中心均匀布设，所述闸片钢背(2)上设有与所述多个通孔(8)相对应的多个沉孔(7)，所述碟形弹簧(6)设于所述摩擦块(1)和所述闸片钢背(2)之间，所述紧固套(3)为T型结构，所述弹性挡圈(5)内侧嵌入所述紧固套(3)的卡槽(9)中，所述弹性挡圈(5)外侧抵贴在所述闸片钢背(2)上，通过所述通孔(8)和与之相对应的所述沉孔(7)，所述紧固套(3)依次穿过所述闸片钢背(2)、所述碟形弹簧(6)、所述摩擦块(1)，所述紧固套(3)套设在所述紧固件(4)中部，所述紧固件(4)两端分别与所述紧固套(3)底部和所述闸片钢背(2)紧固。

2.根据权利要求1所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述摩擦块(1)包括依次连接的摩擦材料层(11)、过渡层(12)和摩擦块钢背(13)，所述摩擦块钢背(13)与所述碟形弹簧(6)抵贴。

3.根据权利要求1所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述摩擦块(1)的数量为5个，所述闸片钢背(2)内侧设置的所述摩擦块(1)的数量为3个，所述闸片钢背(2)外侧设置的所述摩擦块(1)的数量为2个。

4.根据权利要求1所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述摩擦块(1)的端部为圆弧状。

5.根据权利要求1所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述碟形弹簧(6)外侧表面上设有固体润滑涂层。

6.根据权利要求2所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述摩擦块钢背(13)和所述闸片钢背(2)表面覆盖有铂铝合金涂层。

7.根据权利要求2所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述摩擦材料层(11)的外侧表面纹刻有增磨纹。

8.根据权利要求2所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述过渡层(12)为11-18％的Sn-Cu合金。

9.根据权利要求2所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述摩擦块钢背(13)的外表面设有绝缘陶瓷层。

10.根据权利要求5所述的列车用调节式制动闸片，其特征在于，所述固体润滑涂层由树脂、稀释剂、石墨粉和固化剂混配制成，所述树脂、所述稀释剂、所述石墨粉和所述固化剂的混合质量比例为1：1.5：1：0.005。

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