一种高连接强度高铁刹车片的制作方法

本发明涉及一种高连接强度高铁刹车片，属于高速列车的盘型制动装置技术领域。

背景技术：

制动闸片是高速列车制动系统的关键部位和易损件，制动闸片要将列车运行时产生的巨大动能转化为热能，要求闸片具有较高的机械强度、良好的耐热性和导热性、稳定的摩擦性能、较低的磨损以及降低对车轮的磨耗。

在现有技术中，中国实用新型专利，cn204610642，公开了一种高速轨道客车用粉末冶金闸片，粉末冶金闸片主要由钢背、摩擦块、三角托和蝶形卡簧四个部分组成。其中摩擦块由金属背板和摩擦体组成，金属板由中心销和金属背板平面组成；摩擦体由三部分材料组成——基体组元、摩擦组元和润滑组元。三角托由定位销定位，并分别与摩擦块上的凸球面和金属背板上的凹球面进行球面贴合；摩擦块多被设计成正六边形、三角形及扇形等形状，并互相啮合排布在三角托上，通过金属背板上的中心销及蝶形卡簧直接与所述钢背固定。

上述现有技术的缺点包括：摩擦块上的摩擦体和金属背板依靠过渡金属层连接，连接强度低，可靠性差。在制动甚至是刹车片搬运过程中摩擦体容易与背板脱粘，造成安全隐患；这种连接方式还有可能导致摩擦体在制动过程中旋转，可能不利于磨屑排出；目前刹车片结构设计不合理，导热性差，热量不易通过摩擦体传导至金属背板，容易导致刹车片表面局部区域热量聚集形成热斑，使得刹车片制动性能衰退；局部热斑的形成还会造成表面局部区域磨损严重，形成偏磨，缩短服役寿命。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术中高铁刹车片服役过程中摩擦体易与金属背板脱粘的问题，并同时改善摩擦块的导热性问题而设计。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案为，高连接强度高铁刹车片，包括钢背、摩擦块、三角托，摩擦块包括金属背板、摩擦体，其中，所述金属背板边缘设有翼板，所述翼板用于卡住摩擦体并与摩擦体接触散热。

进一步的，所述翼板分布在六边形金属背板垂直于摩擦方向上的两侧边缘。

进一步的，所述翼板与金属背板为一体结构，翼板通过冲压或机械弯折成型；或者，所述翼板与金属背板为分体成型，且所述翼板通过焊接固定在所述金属背板的边缘。

进一步的，所述翼板的高度不大于5mm，优选为1～3mm，厚度不大于1mm。

进一步的，所述摩擦块还包括中心销，所述中心销从金属背板中间穿过，中心销与金属背板之间过盈配合，通过冲压嵌套成型。

进一步的，所述金属背板表面设有镂空孔，所述摩擦体表面设有与镂空孔对应的突起，所述中心销一端设有嵌入摩擦体内的凸台。

进一步的，所述摩擦体包括基体组元、润滑组元、摩擦组元，所述金属背板表面还设有第一半球形凸面，第一半球形凸面与所述三角托在与所述金属背板接触的一面的第一半球形凹面贴合，所述三角托在与钢背接触的一面设有第二半球形凸面，第二半球形凸面与所述钢背上的第二半球形凹面贴合。

进一步的，所述摩擦块相互啮合地排布在所述三角托上，且各摩擦块通过中心销及蝶形卡簧与所述钢背相固定。

进一步的，所述金属背板为表面镀铜的铸铁材料制成。

本发明的另一个替代的技术方案为：包括钢背、摩擦块、三角托、蝶形卡簧，摩擦块包括金属背板、中心销、摩擦体，其特征在于，所述金属背板边缘设有一对以上的金属棒或金属片，所述金属棒或金属片呈非金属背板中心对称布置，所述金属棒或金属片用于卡住摩擦体并与摩擦体接触散热。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本发明提供的高连接强度高铁刹车片，与现有技术相比，通过在技术背板边缘设置翼板，通过翼板的限位作用，可大大提高摩擦体与金属背板的结合强度，避免制动过程中摩擦体的脱落，提高刹车片的可靠性。通过翼板与摩擦体的接触，可改善摩擦块的导热能力，降低局部热斑的形成几率，提高刹车片的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1高连接强度高铁刹车片的正面结构示意图；

图2为实施例1高连接强度高铁刹车片的背面结构示意图；

图3为实施例1摩擦块的整体的结构示意图；

图4为实施例1金属背板的结构示意图；

图5为实施例1中心销的结构示意图；

图6、图7分别为实施例1三角托的正面和背面结构示意图；

图8为实施例1蝶形卡簧的结构示意图；

图9为实施例1钢背的结构示意图；

图10为实施例2金属背板的结构示意图。

[主要元件符号说明]

1.钢背，2.摩擦块，3.三角托，4.蝶形卡簧，5.金属棒，11.钢背半球形凹面，21.金属背板，22.中心销，23.摩擦体，24.翼板，25.金属背板半球形凸面，26.凸台，27.凹槽，31.三角托半球形凹面，32.三角托半球形凸面，33.定位钉，41.蝶形卡簧内圆。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1

如图1、图2所示，高连接强度高铁刹车片，包括钢背1、摩擦块2、三角托3、蝶形卡簧4。

如图3至图5所示，摩擦块2包括金属背板21、中心销22、摩擦体23，摩擦体23与金属背板21形状相同，在金属背板21垂直于摩擦方向的两侧边缘，设有翼板24.在本实施例中，金属背板21有两种形状，中间的金属背板21为正六边形，靠近钢背1边缘的金属背板21为正六边形的边缘切削成与钢背1边缘一致的形状。

翼板24与金属背板21为一体结构，翼板24通过冲压或机械弯折成型。翼板24的形状尺寸应满足刚好可以将摩擦体23放入其中，防止摩擦体23移动和转动，并且翼板24可与摩擦体23接触，改善摩擦体23导热性的要求。

翼板24的高度应不大于摩擦块磨损到限时其上残余的摩擦体的厚度，在本实施例中，设计为不大于5mm；其厚度应能保证提供足够的剪切强度，又能兼顾冲压或弯折工艺的要求，在本实施例中，设计为不大于1mm。翼板24还可以通过焊接方式固定在金属背板21边缘的预定位置。

在金属背板21为正六边形时，翼板24应设置至少平行设置一对(应至少设置垂直于摩擦方向的平行一对)，以起到限制摩擦体23转动的作用，并起到一定的固定摩擦体23的作用，对于靠近钢背1边缘的金属背板21，应在切削边缘一边设置一个翼板24，并在其它边的边缘至少设置一个翼板。

摩擦体23由基体组元、润滑组元、摩擦组元通过混合、冷模压成型、高温烧结而成；中心销22从金属背板21中心穿过且与金属背板21过盈配合，通过冲压嵌套紧密。金属背板21为表面镀铜的铸铁材料制成。

摩擦块23相互啮合排布在三角托3上，通过中心销22及蝶形卡簧4与钢背1固定。

在中心销22的一端设有凸台，嵌在摩擦体23内。

如图6、图7所示，金属背板21表面设有金属背板半球形凸面25，该凸面与三角托3的三角托半球形凹面31贴合，有效抑制制动过程中刹车片的形变，以保证刹车片摩擦面与制动盘贴合；金属背板21的表面设有镂空孔，与摩擦体23表面的突起配合紧密。起到一定的防止摩擦块23脱落的作用。

三角托3在与钢背1接触的一面设有三角托半球形凸面32，该凸面与钢背1上的钢背半球形凹面11贴合，同样起到防止形变的作用，三角托3与钢背1接触的一面设置微小的角度差，这个设计同样可以调节制动过程中刹车片的形变，同时更好的控制各个摩擦块在制动过程中磨耗相同。在三角托3的凹面一侧还设有台阶，在三角托3凸面一侧设有定位钉33，起到限制摩擦体23旋转的作用。

摩擦体23的中间部位还可设置六边形通孔，可使其在制动过程中因高温产生的膨胀得到缓解，在摩擦体23的边缘设置光滑圆角，防止破碎脱落。

如图8所示，蝶形卡簧4上的蝶形卡簧内圆41，与中心销22的凹槽27嵌套紧密，保证摩擦块23、三角托3、钢背1三者通过中心销22与蝶形卡簧4固定在一起，便于摩擦块到限后的更换。

如图9所示，钢背1为左右对称结构，中间部位较薄，并有两处镂空。

在本实施例中，通过设置翼板24，使得摩擦体的移动和转动受到有效限制，防止了摩擦体的脱落，同时通过翼板24的导热作用，改善摩擦块的导热能力，降低局部热斑的形成几率，提高刹车片的使用寿命。

实施例2

如图10所示，本实施例在实施例1的结构的基础上，将摩擦体替换为不以金属背板21的中心对称的一对或多对金属棒5或金属片，金属片或金属棒5与金属背板21焊接或其它方式连接，起到与翼板相同的作用。金属棒5或金属片的高度应小于摩擦块磨损到限时其上所残留的摩擦体的厚度(一般为小于5毫米)。

在本发明的实施例中，仅列举了六边形金属背板和摩擦体的实例，本发明的技术方案可以推广到其它几何形状如三角形等摩擦块中，同样也在本发明的保护范围之内。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。