制动盘以及轨道交通车辆的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通车辆用制动盘以及具有该制动盘的轨道交通车辆。

背景技术：

随着轨道交通的迅速发展，盘形制动因其相对于踏面制动具有摩擦性能稳定、吸收能量大、散热性能好及对踏面损坏小等优点，越来越多地运用于轨道交通车辆基础制动装置中。

制动盘作为盘形基础制动装置的重要组成部分，在列车制动过程通过制动闸片压紧制动盘摩擦面以实现列车制动，从而可以保证列车安全、平稳的运行，对于保证列车的安全可靠运行具有重要作用。

在制动过程中，制动盘需承受闸片施加的制动扭矩，制动盘连接件承受闸片通过盘面传递而来的制动扭矩，因此，对制动盘连接件的紧固性能及可靠性要求较高。同时，由于制动过程闸片的作用，盘体受热负荷影响会发生径向向外膨胀。

相关技术中，制动盘的盘体、隔圈与盘毂仅通过螺栓连接，一旦螺栓连接失效，则制动扭矩无法传递，螺栓将直接承受剪切力，螺栓存在被剪断风险，从而导致制动盘的可靠性降低，影响轨道交通车辆的安全性。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种轨道交通车辆用制动盘，该制动盘能够在紧固件失效后有效传递制动力，工作可靠性较好。

本发明进一步地提出了一种轨道交通车辆。

根据本发明的轨道交通车辆用制动盘，包括：盘体，所述盘体设置有盘体内孔，所述盘体内孔周壁上设置有多个向中心延伸的盘体连接爪，所述盘体连接爪上设置有盘体穿孔；盘毂，所述盘毂包括法兰，所述法兰上设置有多个盘毂键槽，所述多个盘体连接爪与多个所述盘毂键槽相对应且每个所述盘体连接爪的一部分容纳在所述盘毂键槽内，每个所述盘毂键槽上设置有盘毂穿孔；隔圈，所述隔圈位于所述盘体连接爪的与所述盘毂键槽相对的一侧，所述隔圈上设置有多个隔圈穿孔；多个紧固件，每个所述紧固件对应穿过所述盘毂穿孔、所述盘体穿孔和所述隔圈穿孔以固定所述盘体、所述盘毂和所述隔圈。

由此，根据本发明的轨道交通车辆用制动盘，在车辆制动时，即制动盘工作时，如果紧固件连接失效，紧固件连接形成的轴向力无法克服制动力，盘体会产生周向转动的趋势，此时，盘体连接爪的侧壁将会与盘毂键槽的侧壁接触，例如，两个侧壁完全贴合，从而可以将传递至盘体的制动力传递至盘毂，进而可以保证紧固件失效后制动力的传递可靠，以及可以保证制动盘的工作可靠性。

在本发明的一些示例中，所述隔圈上设置有多个隔圈键槽，所述盘体连接爪的另一部分容纳在所述隔圈键槽内。

在本发明的一些示例中，所述盘毂键槽和所述隔圈键槽的深度总和小于等于所述盘体连接爪的厚度。

在本发明的一些示例中，所述盘毂键槽的侧壁、所述隔圈键槽的侧壁和所述盘体连接爪的侧壁分别沿径向延伸且延伸方向相同。

在本发明的一些示例中，所述盘体穿孔的位置圆直径小于所述盘毂穿孔的位置圆直径和所述隔圈穿孔的位置圆直径。

在本发明的一些示例中，所述紧固件分别与对应的所述盘体穿孔、所述盘毂穿孔和所述隔圈穿孔间隙配合。

在本发明的一些示例中，所述盘体连接爪分别与所述盘毂键槽和所述隔圈键槽间隙配合。

在本发明的一些示例中，所述紧固件与对应的所述盘体穿孔、所述盘毂穿孔和所述隔圈穿孔之间的间隙最小值为a，所述盘体连接爪分别与所述盘毂键槽和所述隔圈键槽之间的间隙最大值为b，a与b满足关系式：a＞b。

在本发明的一些示例中，每个所述盘体连接爪、每个所述盘毂键槽和每个所述隔圈键槽均呈u形。

在本发明的一些示例中，所述盘毂包括：盘毂本体，所述盘毂本体与所述法兰相连，所述盘毂本体上设置有盘毂本体限位部，所述隔圈上设置有隔圈限位部，所述盘毂本体限位部与所述隔圈限位部相配合以实现所述隔圈与所述盘毂的周向及径向定位组装。

在本发明的一些示例中，盘毂本体限位部构造为弧形凹槽，所述隔圈限位部构造为凸起且所述凸起的内壁为弧形。

在本发明的一些示例中，所述盘毂本体限位部为多个且数量小于所述盘毂键槽的数量，在径向方向上，每个所述盘毂本体限位部的外侧均对应有所述盘毂键槽。

在本发明的一些示例中，所述紧固件包括相互配合的螺栓和螺母。

根据本发明的轨道交通车辆，包括所述的轨道交通车辆用制动盘。

附图说明

图1是本发明实施例的轨道交通车辆用制动盘的结构示意图；

图2是沿图1中a-a方向的剖视图；

图3是盘毂的结构示意图；

图4是隔圈的结构示意图。

附图标记：

制动盘100；

盘体10；盘体内孔11；盘体连接爪12；盘体穿孔13；

盘毂20；盘毂键槽21；盘毂穿孔22；盘毂本体23；法兰24；弧形凹槽25；

隔圈30；隔圈穿孔31；隔圈键槽32；凸起33；

紧固件40；垫片50。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图4详细描述本发明实施例的轨道交通车辆用制动盘100，该制动盘100可以应用在轨道交通车辆的制动系统中。

根据本发明实施例的轨道交通车辆用制动盘100可以包括：盘体10、盘毂20、隔圈30和多个紧固件40。

如图1和图2所示，盘体10的中心设置有盘体内孔11，该盘体内孔11供盘毂20的一部分(例如盘毂本体23)穿过，盘体内孔11可以便于盘体10与盘毂20配合固定。盘体内孔11周壁上设置有多个向中心延伸的盘体连接爪12，盘体连接爪12上设置有盘体穿孔13，每个盘体连接爪12上可以设置有一个盘体穿孔13，盘体连接爪12可以起到与盘毂20配合的作用。其中，盘体连接爪12的数量不做限定，例如，盘体连接爪12的数量可以为九个。盘体连接爪12和盘体10可以为一体成型件。

如图3所示，盘毂20包括：法兰24，法兰24上设置有多个盘毂键槽21，多个盘体连接爪12与多个盘毂键槽21一一对应，每个盘体连接爪12的一部分容纳在盘毂键槽21内，每个盘毂键槽21上设置有盘毂穿孔22，每个盘毂键槽21内对应的盘毂穿孔22数量为一个。

隔圈30位于盘体连接爪12的与盘毂键槽21相对的一侧，换言之，隔圈30和盘毂20的盘毂键槽21分别位于盘体连接爪12的两侧，隔圈30上设置有多个隔圈穿孔31。每个紧固件40对应穿过盘毂穿孔22、盘体穿孔13和隔圈穿孔31以固定盘体10、盘毂20和隔圈30。其中，紧固件40可以包括相互配合的螺栓和螺母，螺栓穿过盘毂穿孔22、盘体穿孔13和隔圈穿孔31后与螺母螺纹配合。可选地，紧固件40、盘毂穿孔22、盘体穿孔13和隔圈穿孔31的数量可以完全相同，当然也可以根据实际情况调整。

由此，在轨道交通车辆制动时，即制动盘100工作时，如果紧固件40连接失效，紧固件40连接形成的轴向力无法克服制动力，盘体10会产生周向转动的趋势，此时，盘体连接爪12的侧壁将会与盘毂键槽21的侧壁接触，例如，两个侧壁完全贴合，从而可将传递至盘体10的制动力传递至盘毂20上，进而可以实现在紧固件40失效后制动力的传递，可以使得制动盘100进行制动，可以保证制动盘100的工作可靠性。

需要说明的是，在紧固件40连接失效时，盘体连接爪12的侧壁与盘毂键槽21的侧壁接触迅速直接，制动力传递效果更好。

根据本发明的一个优选实施例，如图2和图3所示，隔圈30上可以设置有多个隔圈键槽32，盘体连接爪12的另一部分容纳在隔圈键槽32内。每个隔圈键槽32应在轴向上与每个盘毂键槽21相对应设置。由此，在紧固件40连接失效时，盘体10可以将制动力传递至盘毂20和隔圈30上，从而可以使得制动盘100更好地进行制动，可以提高制动盘100的工作可靠性。

可选地，如图2所示，盘毂键槽21和隔圈键槽32的深度总和小于盘体连接爪12的厚度。换言之，盘体连接爪12的再一部分连接在盘体连接爪12的一部分和另一部分之间，该再一部分位于盘毂键槽21和隔圈键槽32的外侧。这样可以保证在制动盘100组装时，盘体连接爪12的两侧端面完全与盘毂键槽21和隔圈键槽32贴合，从而可以提高盘体10、盘毂20和隔圈30之间的固定可靠性，进而可以提高制动盘100的结构可靠性。

另一种可选地，盘毂键槽21和隔圈键槽32的深度总和等于盘体连接爪12的厚度。这样同样可以保证盘体连接爪12的两侧端面完全与盘毂键槽21和隔圈键槽32贴合，从而可以提高盘体10、盘毂20和隔圈30之间的固定可靠性，进而可以提高制动盘100的结构可靠性。

具体地，如图2所示，盘毂键槽21的深度和隔圈键槽32的深度可以相同。这样盘体连接爪12容纳在盘毂键槽21的部分和容纳在隔圈键槽32的部分厚度相同，从而可以使得制动盘100整体对称性较好，进而可以提高制动盘100的结构可靠性。

盘毂键槽21的侧壁、隔圈键槽32的侧壁和盘体连接爪12的侧壁分别沿径向延伸，而且盘毂键槽21的侧壁、隔圈键槽32的侧壁和盘体连接爪12的侧壁延伸方向相同。由此，在紧固件40失效后，盘体连接爪12的侧壁可以同时贴靠在盘毂键槽21的侧壁和隔圈键槽32的侧壁，从而盘体10可以将制动力传递至盘毂20和隔圈30上。

另外，在盘体10受到热负荷作用时，盘体连接爪12的径向膨胀方向与盘毂键槽21的侧壁和隔圈键槽32的侧壁的延伸方向一致，即盘体10沿着盘体连接爪12、盘毂键槽21及隔圈键槽32发生径向向外滑动，而不会与盘毂20及隔圈30发生干涉，其径向膨胀变形的释放不受约束，从而不对盘毂20、隔圈30及螺栓等连接件产生额外的应力作用。其中，盘体10内部设置有散热结构。

根据本发明的一个具体实施例，盘体穿孔13的位置圆直径可以小于盘毂穿孔22的位置圆直径和隔圈穿孔31的位置圆直径。换言之，盘体穿孔13的所在中心线位于盘毂20的盘毂穿孔22、隔圈30的隔圈穿孔31及垫片50组装后垫片穿孔所在中心线的更靠近盘体10中心一侧，这样在盘体10发生径向膨胀变形时，盘体穿孔13沿径向向外膨胀发生变形，从而使其在实际制动工况下的工作中心与盘毂20的盘毂穿孔22、隔圈30的隔圈穿孔31的中心更为接近，螺栓杆部与盘毂穿孔22及隔圈穿孔31之间的间隙更大，进而可以进一步保证螺栓的杆部不受剪切力作用。

可选地，紧固件40可以分别与对应的盘体穿孔13、盘毂穿孔22和隔圈穿孔31间隙配合，并通过结构设计及尺寸公差的设计可以保证紧固件40失效时盘体连接爪12的侧壁、盘毂键槽21的侧壁和隔圈键槽32的侧壁贴合，且螺栓的杆部与盘毂穿孔22、盘体穿孔13和隔圈穿孔31不接触，因此，制动力不会传递至螺栓上，螺栓的杆部在周向上不会受到剪切力作用，从而可以形成对螺栓连接的有效保护，可以提高螺栓连接的可靠性。

进一步地，盘体连接爪12的侧面分别与盘毂键槽21和隔圈键槽32设置一定量的间隙配合。这样一方面可以便于组装，另一方面可以有利于盘体连接爪12的侧壁与盘毂键槽21的侧壁和隔圈键槽32的侧壁小间隙配合，可以实现盘体10与盘毂20的周向定位安装。

更进一步地，紧固件40与对应的盘体穿孔13、盘毂穿孔22和隔圈穿孔31之间的间隙最小值为a，盘体连接爪12分别与盘毂键槽21和隔圈键槽32之间的间隙最大值为b，a与b满足关系式：a＞b。需要说明的是，间隙最小值a可以为紧固件40与盘体穿孔13之间的间隙，也可以为紧固件40和盘毂穿孔22之间的间隙，也可以为紧固件40和隔圈穿孔31之间的间隙。间隙最大值b可以为盘体连接爪12的侧壁与盘毂键槽21的侧壁之间的间隙，也可以为盘体连接爪12的侧壁和隔圈键槽32的侧壁之间的间隙。满足上述关系式的制动盘100在紧固件40失效后，能够保证盘体连接爪12优先与盘毂键槽21的侧壁和隔圈键槽32的侧壁贴合，这样可以更好地保证紧固件40的不接触和不受力。

可选地，如图3和图4所示，每个盘体连接爪12、每个盘毂键槽21和每个隔圈键槽32均呈u形。u形可以便于盘体连接爪12、盘毂键槽21和隔圈键槽32的侧壁的径向延伸，而且可以便于三者相互配合，从而可以提高制动盘100的装配效率。

具体地，如图3所示，盘毂20可以包括：盘毂本体23和法兰24，盘毂键槽21形成在法兰24上，盘毂本体23上设置有盘毂本体限位部，隔圈30上设置有隔圈限位部，盘毂本体限位部与隔圈限位部相配合以进行周向及径向限位，从而实现隔圈30与盘毂20的周向及径向定位组装。可以理解的是，盘毂本体限位部与隔圈限位部可以到周向限位及径向限位作用，通过设置盘毂本体限位部与隔圈限位部，可以更好地实现隔圈30与盘毂20的定位，从而可以提高隔圈30的隔圈穿孔31与盘毂20的盘毂穿孔22的组装精度，可以提高螺栓连接的可靠性，可以保证螺栓的同轴组装。

例如，结合图3和图4所示，盘毂本体限位部可以构造为弧形凹槽25，隔圈限位部可以构造为凸起33，而且凸起33的内壁为弧形。弧形的凸起33和弧形凹槽25设置简单，配合可靠，能够有效实现周向和径向限位。

具体地，如图4所示，盘毂本体限位部可以为多个，而且盘毂本体限位部的数量可以小于盘毂键槽21的数量，在径向方向上，每个盘毂本体限位部的外侧均对应有盘毂键槽21。通过合理设置盘毂本体限位部和盘毂键槽21的数量，可以使得盘毂20结构合理，整体性好。

下面参考图1和图2详细描述一下根据本发明实施例的轨道交通车辆用制动盘100的组装过程及检修过程。

组装时，盘体连接爪12对应插入盘毂20的盘毂键槽21及隔圈30上的隔圈键槽32，并使盘体连接爪12的侧壁分别与盘毂键槽21的侧壁和隔圈键槽32的侧壁配合，盘体连接爪12的两个端面分别与盘毂键槽21的底面及隔圈键槽32的底面贴合。隔圈30的凸起33配合在盘毂本体23的弧形凹槽25内，最后螺栓松配合地依次穿过对应的盘毂穿孔22、盘体穿孔13及隔圈穿孔31，通过垫片50及螺母紧固，从而实现制动盘100的组装。

检修更换时，只需松开所有垫片50、螺栓及螺母，即可将隔圈30从盘毂本体23的外圆退出，进而将盘体10的盘体连接爪12从盘毂20的盘毂键槽21中拉出，即可完成制动盘100的拆卸，并进而更换新制动盘100。

根据本发明实施例的轨道交通车辆，包括上述实施例的轨道交通车辆用制动盘100。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。