一种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种粉末冶金闸瓦，特别涉及一种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦。它包括钢背、骨架、若干摩擦块、闸瓦鼻和挡块，所有摩擦块烧结在同一骨架上组成刹车块，骨架焊接在钢背上。本发明采用多块摩擦块同时焊接在一整块骨架上，再将整块骨架焊接在钢背上、其摩擦面积大、结构简单、加工方便、加工周期短、成本低、刹车块不会松动和脱落，安全性高。
【专利说明】一种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粉末冶金闸瓦，特别涉及一种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦。
【背景技术】
[0002] 铁路机车和车辆运行过程中需要制动，直接摩擦车轮使车辆停车的制动零件就是 闸瓦。传统使用的闸瓦有三种类型，即铸铁闸瓦、合成闸瓦和粉末冶金闸瓦。铸铁闸瓦重量 大、使用噪音高、磨损大；合成闸瓦散热性能差，对环境有污染；铸铁闸瓦和合成闸瓦一般 只能用于时速低于120KM的机车上，而且使用寿命短，随着机车速度的提高，对闸瓦性能提 出了更高的要求，即要求闸瓦不仅具有良好的制动性能，而且要求不产生不正常磨损和损 伤，对轮轨间的粘着不产生有害影响，不污染环境，而粉末冶金闸瓦则可以满足以上要求。 中国专利ZL97215240. 7公开了一种粉末冶金准高速闸瓦，其包括三个小钢背，三个小钢背 上加压烧结铜铁粉末金属成为三个小摩擦块，三个小摩擦块与骨架采用铆钉进行铆接。该 专利技术采用三个小钢背上加压烧结铜铁粉末金属成为三个小摩擦块，三个小摩擦块再与 骨架进行铆接，其存在以下缺陷：1、在骨架上施加压力使摩擦块与车轮踏面接触时，骨架承 受的压力十分巨大，容易断裂；2、采用铆接方式、摩擦块和骨架容易脱落，安全性不高，而且 采用铆接方式，铆钉会占用空间，也可能会与其他部件发生干涉，影响闸瓦的性能。中国专 利ZL01229371. 7公开了一种粉末冶金闸瓦，它包括一个弧形骨架，在骨架弧形的内面直接 烧结有由金属粉末成型的摩擦材料块。其与中国专利ZL97215240. 7相比，其省掉了钢背， 而是把摩擦块直接烧结在骨架上面，当烧结时，烧结温度非常高，钢背极易发生变形，废品 率高，而且闸瓦使用寿命极短，安全性能很差。
[0003] 此外，市场上还有一种粉末冶金闸瓦，刹车块在烧结前是多件摩擦体4等距离设 置在同一骨架A3零件上，骨架A3零件是平面，刹车块与钢背A1之间的连接采用以下三种 方式：如图1所示，第一种是刹车块与钢背采用铆接方式。如图2所示，第二种方式是铆接 加焊接，实际上是在第一种铆接方式的基础上在刹车块四周焊接。如图3所示，第三种结构 是目前使用中的焊接结构，是在第二种结构基础上取消刹车块铆接，保留刹车块周边焊接。 这三种结构的共同特征如图4所示，每件闸瓦上有多件刹车块，其刹车块由一件摩擦块与 一件骨架组合经加压烧结而成，再把多件件刹车块等距离设置并焊接在钢背上。上述三种 连接方式的闸片都存在某些不足，第一种铆接结构是把刹车块铆接在钢背上，需在刹车块 和钢背上加工出铆接孔，为了在刹车块加工出铆接孔，必须减少刹车块上摩擦块的面积从 而露出骨架，由于摩擦面积减少，增加了刹车材料的研制难度。同时，制动过程中刹车块摩 擦面与车轮踏面产生摩擦高温，铆钉易出现变形或断裂，易导致刹车块发生松动和脱落情 况，安全性差，目前这种铆接结构的闸瓦已基本淘汰。第二种是铆接加焊接结构由于加工周 期长以及加工成本较高，闸瓦生产厂家已逐渐放弃这种结构。第三种焊接结构是目前使用 中的闸瓦结构，是在第二种结构基础上取消刹车块铆接，保留刹车块周边焊接，即左、右刹 车块焊接三侧，如图5所示。而中间的刹车块由于与左、右侧刹车块间隙小，不能焊接刹车 块左、右侧，只能焊接前后两侧，同时，操作者在焊接中间刹车块时，由于间隙小，操作不方 便，有时出现虚焊的情况，造成中间刹车块上骨架与钢背的连接焊接强度低，在制动过程中 导致闸瓦中间的刹车块脱落，如图6所示，其可靠性低，影响行车安全。
【发明内容】
[0004] 针对以上技术缺陷，本发明的目的在于提供一种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦。其 采用多块摩擦块同时焊接在一整块骨架上，再将整块骨架焊接在钢背上、其摩擦面积大、结 构简单、加工方便、加工周期短、成本低、刹车块不会松动和脱落，安全性高。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦，包括钢背、骨架、若干摩擦块、闸瓦鼻和挡块，所 有摩擦块烧结在同一骨架上组成刹车块，骨架焊接在钢背上，所述刹车块由三?五块摩擦 块和一块骨架组成，摩擦块用粉末压制、通过加压高温烧结后等距焊接在同一骨架上，刹车 块上中间摩擦块两侧的骨架为弯曲状，弯曲变形点或线为II和III，II和III以及骨架两侧I 和IV四点或线均在同一圆弧半径R上，并且圆弧半径R与钢背圆弧半径相同，弯曲状的刹车 块沿四周焊接在钢背内圆弧曲面上，闸瓦鼻及挡块也同时焊接在钢背外圆弧曲面槽中。
[0007] 所述摩擦块为三块。
[0008] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0009] 1、本发明提供了一种时速在200km/h左右耐高温、磨损小，刹车块和摩擦块不松 动和掉块的弯曲焊接闸瓦结构，由于采用多件摩擦块同时加温加压烧结在一件骨架上构成 一整件刹车块，对骨架起到加强作用，使骨架不易断裂，一整块刹车块再与一整块钢背进行 焊接能够增强钢背抗拉强度，可有效防止钢背断裂，而且可以避免现有技术中采用多件摩 擦块高温加压烧结在多件骨架上构成多件刹车块导致机车在频繁制动过程中，闸瓦上的中 间刹车块出现脱落的现象，消除了行车安全隐患。另外，多件摩擦块同时一次烧结在同一长 方体骨架上，不需加工多件较小的单件小骨架，制造工艺简单，加工周期短，可实现自动化 生产，而且还能提高闸瓦的整体性能。
[0010] 2、本发明将多件摩擦块同时加压烧结在同一件骨架上组成大刹车块，刹车块与钢 背焊接之前，对刹车块上的骨架进行两处或多处弯曲，使骨架弯曲部位及骨架两侧在同在 一圆弧上，圆弧半径R与钢背圆弧半径相同，使骨架和钢背能贴合紧密，加强焊接的牢固程 度；刹车块弯曲变形后再焊接在钢背上，焊接间隙大，有一定的弯曲角度，焊接面积大、焊接 强度高，可避免单件小刹车块分别焊接在钢背上时，不能焊接中间刹车块左、右两侧的缺 陷，另外，大刹车块与钢背之间的焊接比小刹车块分别与钢背之间的焊接更便于焊接操作， 从而提高了刹车块与钢背之间的焊接强度，在高速运行的车辆上使用安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为闸瓦铆接结构示意图；
[0012] 图2为闸瓦铆接、焊接结构示意图；
[0013] 图3为闸瓦焊接结构示意图；
[0014] 图4为摩擦块与骨架组合示意图；
[0015] 图5为中间刹车块焊接示意图；
[0016] 图6为闸瓦焊接结构中间刹车块脱落示意图；
[0017] 图7为本发明结构示意图；
[0018] 图8为本发明刹车块烧结前结构示意图；
[0019] 图9为本发明摩擦块与骨架接触面示意图；
[0020] 图10为本发明刹车块弯曲变形四点（线）位置示意图；
[0021] 图11为本发明刹车块与钢背焊接结构图；
[0022] 图12为本发明刹车块弯曲结构示意图；
[0023] 图13为本发明焊接闸瓦鼻及挡块结构示意图；
[0024] 图14为本发明刹车块固定焊接在钢背上结构示意图；
[0025] 图中：钢背A1、刹车块11、铆钉2、骨架A3、摩擦体4、焊接5、铆接6、左右两侧不焊 接7、前后两侧焊接8、摩擦块1-1、骨架2-2、钢背3-3、闸瓦鼻4-4、挡块5-5、接触面9、弯曲 变形处10。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但要求保护的范围并不局限 于本实施例所述内容。
[0027] 如图7-14所示，本发明为一种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦，包括钢背3-3、骨架 2-2、若干摩擦块1-1、闸瓦鼻4-4和挡块5-5,所有摩擦块1-1烧结在同一骨架2-2上组成 刹车块11，骨架2-2焊接在钢背3-3上，所述刹车块11由三?五块摩擦块1-1和一块骨架 2-2组成，摩擦块1-1用粉末压制、通过加压高温烧结后等距焊接在同一骨架2-2上，刹车 块11上中间摩擦块两侧的骨架2-2为弯曲状，弯曲变形点或线为II和III，II和III以及骨架 两侧I和IV四点或线均在同一圆弧半径R上，并且圆弧半径R与钢背3-3圆弧半径相同，弯 曲状的刹车块11沿四周焊接在钢背3-3内圆弧曲面上，闸瓦鼻4-4及挡块5-5也同时焊接 在钢背3-3外圆弧曲面槽中。
[0028] 所述摩擦块1-1为三块。
[0029] 本发明通过以下生产方式进行生产而获得。
[〇〇3〇] 如图8所示，将粉末压制成摩擦块1-1，将金属材料机械加工成骨架2-2,摩擦块 1-1等距离设置并捆绑在骨架2-2上，通过加压高温烧结后焊接在骨架2-2上，构成刹车块 11。如图9所示，骨架2-2零件加工后保持平面，不能有变形或弯曲现象，才能保证摩擦块 1与骨架2接触面9面积处于最大，确保刹车块11加压烧结后摩擦块1-1与骨架2-2连接 不出现分离现象。如图10和图12所示，通过外力作用，对烧结后的刹车块11的中间摩擦 块1-1两侧骨架2-2部位进行弯曲变形，弯曲变形处为10,两处弯曲变形点（线）II和III及 骨架2-2两侧I和IV共4点（线）构成的圆弧半径与钢背3-3圆弧半径相同。如图13所 示，然后在钢背3-3上加工出焊接闸瓦鼻4-4的通槽，并同时在闸瓦鼻4-4通槽两侧对称位 置加工出焊接挡块5-5的通槽，把闸瓦鼻4-4和挡块5-5分别插入到钢背3-3圆弧形外侧 通槽中，焊接闸瓦鼻4-4和挡块5-5。最后，如图14所示，在钢背3-3的圆弧形内侧将刹车 块11固定在钢背3-3上，对刹车块11上骨架2-2和钢背3-3沿四周进行焊接。
【权利要求】
1. 一种弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦，包括钢背（3-3)、骨架（2-2)、若干摩擦块（1-1)、 闸瓦鼻（4-4)和挡块（5-5)，其特征在于：所有摩擦块（1-1)烧结在同一骨架（2-2)上组成 刹车块（11)，骨架（2-2)焊接在钢背（3-3)上，所述刹车块（11)由三?五块摩擦块（1-1) 和一块骨架（2-2)组成，摩擦块（1-1)用粉末压制、通过加压高温烧结后等距焊接在同一骨 架（2-2)上，刹车块（11)上中间摩擦块两侧的骨架（2-2)为弯曲状，弯曲变形点或线为II 和III，II和III以及骨架两侧I和IV四点或线均在同一圆弧半径R上，并且圆弧半径R与钢背 (3-3)圆弧半径相同，弯曲状的刹车块（11)沿四周焊接在钢背（3-3)内圆弧曲面上，闸瓦鼻 (4-4)及挡块（5-5)也同时焊接在钢背（3-3)外圆弧曲面槽中。
2. 如权利要求1所述的弯曲焊接结构粉末冶金闸瓦，其特征在于：所述摩擦块（1-1) 为二块。
【文档编号】F16D65/06GK104061260SQ201410183970
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】彭旭光 申请人:贵州新安航空机械有限责任公司