用于制动闸片的摩擦块的制作方法

本发明涉及制动结构设计技术领域，具体的说，是涉及一种用于制动闸片的摩擦块，尤其适用于高铁制动制动闸片的制作，也可推广到其他交通工具结构设计技术领域。

背景技术：

随着我国高速铁路的飞速发展，对列车运行的安全性能提出了更高的要求。列车用所用的制动闸片普遍采用的是固定连接的结构，或者弹性连接结构，无法在不同尺度下调整制动闸片，不具有良好的自适应性能，不具有良好自适应性能的闸片在高速制动时，制动闸片与制动盘之间的摩擦面积无法获得最大有效的贴合，当速度超过一定值时如果无法调整制动闸片保证贴合面积会导致制动不稳定、摩擦块掉边掉角等现象。

因此，通过设计，提供不同方式下能自动调整的高铁制动闸片就十分必要了。

技术实现要素：

本发明在于克服现有技术的不足，适应现实需要，设计一种用于制动闸片的摩擦块，尤其适用于高铁制动闸片的制作，也可推广到其他交通工具结构设计技术领域。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于制动闸片的摩擦块，设置于刚性板上，所述摩擦块通过第一级调整机构、第二级调整机构、第三级调整机构进行调整，所述刚性板上设有未贯通的凹陷部，在所述凹陷部的外侧还设有用于连接摩擦块的连接孔；所述第一级调整机构为一个连接块，所述连接块上设有平滑的凸起部，凸起部的中心设有圆柱通孔，连接块的下表面设有向上凹陷的平滑凹面，所述连接块通过定位销与位于刚性板表面的定位孔间隙配合定位；所述第二级调整机构的上部设有与所述平滑凹面相匹配的拱形顶，下部为设置于凹陷部中的连接凸台；所述第三级调整机构为套装于凸台外部的蝶形弹簧，蝶形弹簧中部向上拱起且顶住所述拱形顶的下表面，蝶形弹簧下部位于所述凹陷部的内腔且与之间隙配合；所述刚性板上还设有摩擦块的限位孔，所述摩擦块通过连杆间隙配合依次贯穿圆柱通孔与限位孔后由连杆的下端限位，所述摩擦块与凸起部的接触面位形状相匹配。

所述限位孔为上小下大的台阶孔，所述连杆的下端外表面设有卡槽，所述卡槽中套装有卡簧，所述卡簧位于台阶孔的大孔中。

所述连接块的外轮廓为多边形结构，所述平滑凹面设置于多边形结构的中心，所述凸起部和圆柱通孔环绕多边形结构的中心设置于多边形每个顶点或每条边的内侧，所述摩擦块、连接孔与所述连接块上的圆柱通孔匹配设置。

所述连接块的外轮廓为正三角形结构，每个角均倒圆角，所述摩擦块设置于三个角的内侧。

所述摩擦块的外部轮廓为五边形或六边形结构，各摩擦块其中一个顶角相对且各摩擦块呈星形间隙分布，每个摩擦块外侧的面为平滑曲面，内侧与其他摩擦块相邻的面为平面。

所述每个摩擦块外侧的平滑曲面为椭圆柱面。

所述摩擦块体包括粉末层与垫片，所述垫片的中部向上拱起且与第一级调整机构的凸起部相匹配，所述粉末层通过其下端的卡接头与垫片连接。

本发明的有益效果在于：

1.本发明通过三级调整机构，从不同的角度上都能做到相应的调整，使得每个摩擦块能够有效准确调整到一个平面；

2.由于第三级调整机构蝶形弹簧的存在可以很好的减小振动、降低噪音；

3．摩擦块与刚性板通过弹性卡簧连接使得结构简单易于拆卸，同时也起到一定的减震作用；

4．各摩擦块其中一个顶角相对且各摩擦块呈星形间隙分布，每个摩擦块外侧的面为椭圆柱面，提高了摩擦体的比表面，在减少机械碰伤和扭动力的同时增加了接触面积；

5．由于摩擦块调整需要每级调整机构之间都有相应尺度的空隙，有利于散发热量；由于各摩擦块可以通过不同尺度的调整到一个最合适的平面，摩擦块的厚度只要控制在一定的范围，减少磨削加工，降低了成本；

6．摩擦块易于拆卸、更换方便，降低维修成本。

附图说明

图1为本发明的使用状态示意图；

图2为本发明摩擦块形成的平面单元示意图；

图3为第一级调整机构的俯视结构示意图；

图4为图3的a-a剖视图；

图5为图3的b-b剖视图；

图6为本发明中的第二级调整机构的俯视结构示意图；

图7为图6的c-c剖视图；

图8为本发明中的第三级调整机构蝶形弹簧的俯视结构示意图；

图9为图8的d-d剖视图；

图10为摩擦块的结构示意图；

图11为图10的的e-e剖视图；

图12为图1中的三级调整器与摩擦块及刚性板的组装局部剖视图；

图13为摩擦块的另一结构示意图。

图中，1刚性板，101凹陷部，102连接孔，103定位台阶孔，104为定位孔，105为制动夹钳连接孔，2第一级调整机构，201凸起部，202圆柱通孔，203平滑凹面，204定位销，3第二级调整机构，301拱形顶，302连接凸台，4蝶形弹簧，401蝶形弹簧中部，402蝶形弹簧下部，5摩擦块，501连杆，502卡槽，503卡簧，504粉末层，505垫片，506卡接头,507垫片中部。

具体实施方式

下面结合附图1——13和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1——13。

一种用于制动闸片的摩擦块，设置于刚性板1上，所述摩擦块5通过第一级调整机构2、第二级调整机构3、第三级调整机构4进行调整，所述刚性板1上设有未贯通的凹陷部101，在所述凹陷部101的外侧还设有用于连接摩擦块5的连接孔102；所述第一级调整机构2为一个连接块，所述连接块上设有平滑的凸起部201，该凸起部优选为半球面，凸起部201的中心设有圆柱通孔202，连接块的下表面设有向上凹陷的平滑凹面203，所述连接块通过定位销204与位于刚性板1表面的定位孔104间隙配合定位；所述第二级调整机构的上部设有与所述平滑凹面203相匹配的拱形顶301，下部为设置于凹陷部101中的连接凸台302；所述第三级调整机构为套装于凸台302外部的蝶形弹簧4，蝶形弹簧中部401向上拱起且顶住所述拱形顶301的下表面，蝶形弹簧下部402位于所述凹陷部101的内腔且与之间隙配合；所述刚性板1上还设有摩擦块的限位孔103，所述摩擦块5通过连杆501间隙配合依次贯穿圆柱通孔202与限位孔103后由连杆501的下端限位，所述摩擦块5与凸起部201的接触面位形状相匹配，均为球面配合，或其他常见平滑曲面的配合，连杆501与连接处的配合为间隙配合。

所述限位孔103为上小下大的台阶孔，所述连杆5的下端外表面设有卡槽502，所述卡槽502中套装有卡簧503，所述卡簧503位于台阶孔的大孔中。

第一级调整机构上端的球面凸起部与摩擦块的凹球面形成滑动配合；第二级调整机构的拱形顶凸球面与第一级调整器下端的凹球面形成滑动配合；第三级调整机构为蝶形弹簧，使得第二级调整机构与刚性板弹性接触；摩擦块垫的凹球面与一级调整机构的凸球面滑动接触。

本案的使用原理简述如下：

将三级调整机构与摩擦块按照图13所示的方式进行装配，即将蝶形弹簧4套装于第二级调整机构的连接凸台302的外部，然后将蝶形弹簧放入刚性板1的凹陷部101中，将第一级调整机构覆盖于第二级调整机构的上方，平滑凹面203与第二级调整机构的拱形顶301处配合，同时定位销204插入定位孔104中且间隙配合。

当制动夹钳的制动力作用于刚性板1上且与制动盘接触时，第三级调整机构蝶形弹簧受力产生变形，使得摩擦块能够接触到制动盘，通过第二级调整机构3、第一级调整机构2之间的凹面接触滑动，角度可以进行微调，使得摩擦块的摩擦面能够自动贴合制动盘，保证了摩擦块与制动盘的100%贴合，提高了制动效率。

作为一种优选的实施方式，所述连接块的外轮廓为多边形结构，当多边形可以为正多边形，也可以为任意不规则的多边形，所述平滑凹面203设置于多边形结构的中心，所述凸起部201和圆柱通孔202环绕多边形结构的中心设置于多边形每个顶点或每条边的内侧，所述摩擦块5、连接孔102与所述连接块上的圆柱通孔202匹配设置。可以预见的是，连接块的轮廓也可以被其他结构所取代，如圆形，椭圆形，或其他不规则的形状。

作为一种优选的实施方式，所述连接块的外轮廓为正三角形结构，每个角均倒圆角，所述摩擦块5设置于三个角的内侧。

作为一种优选的实施方式，所述摩擦块的外部轮廓为五边形或六边形结构，各摩擦块其中一个顶角相对且各摩擦块呈星形间隙分布，每个摩擦块外侧的面为平滑曲面，内侧与其他摩擦块相邻的面为平面。

所述每个摩擦块外侧的平滑曲面为椭圆柱面。详细结构参考图2中，最外侧的面均为椭圆柱，内侧面均为平面。提高了摩擦体的比表面，在减少机械碰伤和扭动力的同时增加了接触面积。当然，此椭圆柱面也可被其他平滑曲面所替代，比如圆柱面。

所述摩擦块体5包括粉末层504与垫片505，所述垫片505的中部507向上拱起且与第一级调整机构的凸起部201相匹配，所述粉末层504通过其下端的卡接头506与垫片505连接。

图1、图2为采用本发明的摩擦块用于制作一种制动闸片的具体结构，腰果形的刚性板上1的中部向一侧弯曲，所述刚性板1的凹陷部101设有六个，分别用于安装六组三级制动调整机构。

可以想见的是，本发明的摩擦块，也可与其他形状的连接结构相配合，或与其他结构的摩擦块一同构成制动闸片。只要是采用本案的摩擦块结构制作制动闸片，即符合本案的构思。

图1、2中，所述六组三级制动调整机构分为两个单元，每个单元包括三组，每个单元上表面的九个小摩擦块分层依次间隔错位，最外层、中间层、最内层分别设置为四个、三个、两个摩擦块，在中间层的中间一个摩擦块的外轮廓为正六边形，其他八个摩擦块均为五边形。本实施例将各摩擦块先组成三角形的摩擦块组，再将各摩擦块组进行一定的排列，形成制动闸片结构。可以预料的是，摩擦块组的方式可以进行常见的改变，各摩擦块组的排列方式也可进行一系列的改变，同样，该种结构类型的摩擦块结构，还可灵活的与其他类型的摩擦块进行组合使用。

第一级调整机构2与摩擦块5之间的调整是单个摩擦块的微调，其调整范围是第二级调整器的十分之一；第二级调整机构可以在给定角度范围内调整三个摩擦块所在平面的角度，其调整范围是第三级调整机构的十分之一；第三级调整机构为蝶形弹簧4受力可产生变形，在给定范围内调整摩擦块平面垂直的距离，从而使每一摩擦块与制动盘贴合，第三级调整机构与第二级调整机构之间的调整是对所有摩擦块制动平面的调整。

当制动夹钳的制动力作用于钢背上且与制动盘接触时，第三级调整机构蝶形弹簧4受力产生变形，使得每一个摩擦块都能接触到制动盘。通过第二级调整机构的球面滑动角度调整从而使得以中心连接为三角形的三个摩擦块平面尽可能贴靠制动盘。最后通过第一级调整机构的球面连接使得每一个摩擦块与制动盘100%与制动盘贴合，提高制动效率。

上述通过附图所描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制；对于本领域的技术人员而言，可以在不脱离本发明的原理和精神下对本实施例进行变型和参数置换，本发明的范围由所附权利要求及其等同确定。