本发明涉及高速列车制动技术领域，尤其涉及一种燕尾钢背一体式适用于高寒地区动车组用燕尾通用型粉末冶金闸片。
背景技术：
现有时速160~350公里及以上动车组车辆用燕尾通用型粉末冶金闸片，其燕尾和钢背大多采用分体式结构且采用铆接或焊接工艺将燕尾和钢背铆接或焊接在一起，制动摩擦片与钢背也采用铆接或焊接工艺连接，其工艺复杂，磨耗到限后，制动摩擦片难以拆卸，极不方便，而且钢背与摩擦子之间没有间隙调整量，当闸片受到来自制动盘转动着的接触压力时，不能达到最大面积的贴合，进而造成接触面受力不均匀，而影响制动性能稳定性，而且不能确保摩擦产生的热能在制动闸片内均匀扩散，直接导致摩擦面的局部过载过热，进而引起闸片表面产生热裂纹。此外，接触表面的不平也会加速磨损的撞击运动而增大材料磨损。
高寒地区环境温度低至-30℃以下，而且普降暴雪，列车在运行过程中，闸片与制动盘相互摩擦，路基中砂粒或外来硬质异物混合在冰雪中，并包裹在闸片和制动夹钳上不易排出。当外界硬质颗粒异物夹在制动盘和闸片摩擦面之间时，制动过程中硬质异物磨削制动盘，产生金属磨屑或切削出金属丝，引起制动盘划伤甚至出现金属熔融物，导致制动盘异常磨耗现象尤为严重。因此，要解决严寒冰雪天气环境下制动盘异常划伤现象，必须对与其配对使用的闸片结构进行优化改进。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明提供一种燕尾通用型粉末冶金闸片，包括：燕尾形钢背（11）、n个闸片摩擦片（12）与n个蝶形卡簧（13），其中n为自然数；
闸片摩擦片（12）为三角形结构，包括三角形背板（34）和三个圆柱形摩擦子（35），三角形背板（34）包括三角形连接片（36）和三个定位销（31、32），定位销（31、32）设置在三角形连接片（36）的三个顶点位置，并与其过盈配合，其中两个定位销（31）的高度与所述燕尾形钢背（11）的厚度一致，定位销（32）的高度大于所述燕尾形钢背（11）的厚度，并且在超出部分设置有一个凹槽（33），摩擦子（35）设置在所述三角形背板另一面与所述定位销（31、32）的位置相对应；
所述燕尾形钢背（11）上设有3n个定位孔（21），闸片摩擦片错落分布在所述燕尾形钢背（11）上，每一闸片摩擦片（12）的定位销（31、32）均伸入所述燕尾形钢背中相应的定位孔（21）中，其中定位销（32）的凹槽（33）与蝶形卡簧（13）配合卡紧。
进一步地，所述燕尾形钢背（11）是后背连一倒梯形燕尾块（14）的不规则五边形板式结构，为燕尾和钢背一体式金属机械加工件；
燕尾形钢背（11）的中部挖空，并设有n个蝶形卡簧卡槽（15），在所述的燕尾形钢背（11）的板式平面上开有3n个定位孔（21），其中的n个定位孔（21）位于蝶形卡簧卡槽（15）中心位置。
进一步地，所述三角形背板（34）表面镀铜，圆柱形摩擦子（35）靠近三角形背板处带有过渡层（41），通过烧结将三个圆形摩擦子（35）紧密焊合在表面镀铜的三角形背板（34）上。
进一步地，所述三个圆柱形摩擦子（35）在三角形背板上均布，各自之间存在一定的间隙。
进一步地，所述三角形背板（34）的三角形顶点部分均为光滑圆角。
进一步地，设置在燕尾形钢背（11）上的闸片摩擦片（12）之间均具有一定缝隙。
进一步地，所述蝶形卡簧（13）呈圆形蝴蝶状，一侧为开口端（51）；
所述蝶形卡簧（13）的内部设有一个与定位销的凹槽相配合的圆形卡环（52），圆形卡环出口通道（53）连接所述开口端。
进一步地，所述燕尾形钢背（11）的背面燕尾角处还设有1.5毫米倒角。
进一步地，所述闸片摩擦片（12）在所述燕尾形钢背（11）平面上排布，其摩擦子分布数量与其平均摩擦半径的平方成正比。
本发明由于采取了以上技术方案，其具有以下优点：
1）摩擦子之间、闸片摩擦片之间均有较大的间隙，使间隙连续、流畅，避免出现死角，使冰雪、磨屑等夹杂物顺畅排出；
2）去掉摩擦子的中心孔并减小单个摩擦子的面积、增加摩擦子数量，保证面积的情况下，缩小了单个摩擦子的面积、增加了间隙，利于散热，避免了摩擦子开裂的情况；
3）摩擦子具有稳定的摩擦系数和低磨耗，同时具有高导热、耐热和较高的抗粘结性能以及较高的热物理性能、机械性能。制动平稳、噪音小，对制动盘不产生异常沟状磨耗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1a为本发明实施例提供的燕尾通用型粉末冶金闸片的正面结构示意图，图1b为背面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的燕尾形钢背平面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的闸片摩擦片的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的圆形摩擦子的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的蝶形卡簧的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的燕尾形钢背的整体与局部剖视图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种燕尾通用型粉末冶金闸片，如图1所示，其主要包括：燕尾形钢背11、n个闸片摩擦片12与n个蝶形卡簧13。
其中的图1a为正面图，图1b为背面图。本实施例中，所述燕尾形钢背11是后背连一倒梯形燕尾块14的不规则五边形板式结构，为燕尾和钢背一体式金属机械加工件；燕尾形钢背11的中部挖空，并设有n个蝶形卡簧卡槽15，燕尾形钢背燕尾块侧面和端部各有一个豁口；如图2所示，在所述的燕尾形钢背11的板式平面上开有3n个定位孔21，其中的n个定位孔21位于蝶形卡簧卡槽15中心位置。
本领域技术人员可以理解，如图1-2所示的结构中为了便于表示从而将n设为5，但实际上n的具体数值可以根据需求来确定。
如图3所示，每一闸片摩擦片12均为三个圆形摩擦子组合成的三角形结构，靠近每一顶点位置处均设有一定位销，其中两个定位销31的长度与燕尾形钢背厚度一致，剩余一个定位销32长度大于燕尾形钢背厚度，且超出部分上还设有一凹槽33；
闸片摩擦片12错落分布在所述燕尾形钢背11上，以降低闸片整体在制动过程中因受热膨胀的变形量；每一闸片摩擦片12的定位销31、32均伸入所述燕尾形钢背中相应的定位孔21中，其中设有凹槽33的定位销32与蝶形卡簧13配合卡紧。
所述闸片摩擦片12在所述燕尾形钢背11平面上排布，其摩擦子的分布数量与其平均摩擦半径的平方成正比，保证单位面积上的闸片摩擦片12承受的制动能量相同，保证了单位面积上的制动摩擦片的磨耗相同，可有效的提高闸片使用寿命。
本实施例中，闸片摩擦片12中的设有凹槽的定位销32主要用来固定，以防止从燕尾形钢背11上脱落。由于定位孔21的直径略大于定位销31、32的直径，使得闸片摩擦片12能够以定位销32所在位置为旋转中心在所述燕尾形钢背上方进行微小蠕动，调整所述定位销32的位置，能保证在制动过程中，单位面积所受摩擦力产生的相对于旋转中心的扭矩与相对于制动盘中心的扭矩相互抵消。另外两个定位销31主要用来定位，以防大角度旋转。
所述三角形背板34，表面镀铜，三个圆形摩擦子35通过烧结紧密焊合在表面镀铜的三角形背板34上，保证了所述制动摩擦片的背板与摩擦子在高速摩擦制动过程中不会脱落。
如图3所示，所述三角形背板34包括：三个定位销31、32与一个三角形连接片36。
如图4所示，所述圆形摩擦子35，接触三角形背板处带有过渡层41，通过烧结将圆形摩擦子35紧密焊合在表面镀铜的三角形背板34上，三个圆形摩擦子35在三角形背板34上均布，各自之间存在一定间隙组成三角形结构，保证了摩擦片的摩擦子在高速摩擦制动过程中及时散热排屑，不会因受热膨胀而鼓起或开裂，也不会裹杂泥沙损伤制动盘。
本实施例中，所述三角形背板34与圆形摩擦子35的三角形顶点部分均为光滑圆角，保证了摩擦片的摩擦子边缘在高速摩擦制动过程中不会因边缘效应破碎脱落。
本实施例中，设置在燕尾形钢背11上的闸片摩擦片12之间均具有一定缝隙，降低闸片整体在制动过程中因受热膨胀的变形量，也便于制动时闸片摩擦片的磨屑及时排出。
如图5所示，所述蝶形卡簧13呈圆形蝴蝶状，一侧为开口端51；所述蝶形卡簧的内部设有一与定位销的凹槽相配合的圆形卡环52，圆形卡环出口通道53连接所述开口端。
如图6所示，最左侧图像为燕尾形钢背的剖视图，中间与右侧图像（记为局部图i与ii）为左侧图像中的局部i与ii的放大图像。其中局部图i示出了燕尾形钢背的燕尾角，其设置了1.5毫米倒角，主要目的是便于闸片的安装；局部图ii示出了蝶形卡簧卡槽，其作用是将蝶形卡簧限制在卡槽内，可防止闸片制动过程蝶形卡簧的脱落。
在制动过程中，通过蝶形卡簧13可以实现自动调节制动平面，与制动盘平整贴合，进行摩擦制动。
本实施例提供的上述粉末冶金闸片具有磨耗均匀，制动稳定，使用寿命长、更换时拆卸方便等特点。摩擦子具有稳定的摩擦系数和低磨耗，同时具有高导热、耐热和较高的抗粘结性能以及较高的热物理性能、机械性能。制动平稳、噪音小，对制动盘不产生异常沟状磨耗，可满足带有燕尾通用型接口制动夹钳的客车制动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。