制动闸片及盘式制动器的制作方法

本实用新型涉及制动技术领域，具体涉及一种制动闸片及盘式制动器。

背景技术：

目前，在铁路列车使用的高速列车制动系统中，使用最广泛的是盘式制动结构，盘式制动结构主要包括制动盘和制动闸片。在列车进行制动时，制动夹钳将制动压力施加到制动闸片上，使得制动闸片和制动盘发生接触滑动摩擦，在滑动摩擦面上会生成大量的摩擦热，消耗了高速列车的动能，使列车完全停止运动。

采用上述盘式制动结构，在列车刹车制动的初始过程中，由于制动闸片和制动盘并不是完全贴合，会有局部区域先受力摩擦，这部分局部区域就会承受较高的变应力和高的热负荷，会导致热量的集中，产生高温变形区，从而就会产生“热点”。“热点”的产生又会进一步加剧制动闸片的热损伤，最终导致制动盘受损和制动闸片寿命的降低，影响列车的制动能力。在这种情况下，对制动闸片的结构和性能有了越来越高的要求。

为了解决上述问题，现有技术中，中国专利文件CN102107665A公开了一种弹性结构高速闸片，在摩擦块和钢背之间加装碟形弹簧，当高速闸片制动时，摩擦块的角度可以发生变化，进而提高摩擦块与制动盘之间的有效摩擦面积，从而减轻摩擦块的偏磨。但采用上述结构，制动闸片中的摩擦块和碟簧在组合使用过程中，摩擦块上小钢背圆弧和碟簧为线接触，受力点是一条圆弧线，进而产生了如下问题：1.在制动过程中，制动夹钳施加的制动压力非常的大，而受力点是一条圆弧线，进而容易产生瞬时应力集中点，导致产生疲劳裂纹，影响整体性能；2.制动过程中，摩擦块所受压力和摩擦力都非常大，碟形弹簧对减轻偏磨效果不佳；3.摩擦块上小钢背镀铜防腐层易受力刮掉，在使用过程中会产生线腐蚀现象；4.制动时产生的高温会使碟簧高温软化疲劳变形，进而导致碟簧容易受损，制动闸片的使用寿命较短。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种制动闸片及盘式制动器，以解决现有技术中制动闸片性能不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种制动闸片，包括：摩擦块，摩擦块上具有凸弧面；背板，背板上成型有与凸弧面形状相适配的凹弧面；以及弹性元件，弹性元件设置在凸弧面与凹弧面之间，且其一端与凹弧面配合，另一端与凸弧面相抵接。

进一步地，凸弧面上成型有摩擦块连接件，凹弧面上开设有摩擦块安装孔，制动闸片还包括：卡控元件，卡控元件卡住穿过摩擦块安装孔的摩擦块连接件以将摩擦块安装在背板上。

进一步地，卡控元件为卡簧。

进一步地，弹性元件的一端固定连接在凹弧面上，另一端与凸弧面相抵接。

进一步地，凹弧面上开设有安装孔，弹性元件的一端容纳在安装孔中并固定。

进一步地，弹性元件的数量为多个，多个弹性元件在凹弧面上均匀分布。

进一步地，弹性元件为弹簧。

进一步地，凸弧面为凸球面，凹弧面为与凸球面适配的凹球面。

进一步地，背板在凹弧面周向上开设有用以避免制动过程中摩擦块与背板之间发生干涉的避让结构。

本实用新型还提供一种盘式制动器，包括制动盘和制动闸片，制动闸片为如上所述的制动闸片。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供的制动闸片及盘式制动器中，摩擦块上的凸弧面与背板上的凹弧面之间通过一端与凹弧面配合，另一端与凸弧面相抵接的弹性元件相配合，在制动时，上述结构可以实现摩擦块与背板之间的浮动和角度的相对变化，减轻了摩擦块的偏磨，同时在制动过程中，制动夹钳施加制动压力时，摩擦块与背板之间主要由凸弧面与凹弧面相抵接受力，为弧面接触受力，相对于现有技术中主要由碟簧受力，受力为线接触的情形，不易出现应力集中的问题，提升了制动闸片的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本实用新型第一实施例中制动闸片的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例中制动闸片的结构示意图。

其中，上述附图中的附图标记为：

1-摩擦块；11-凸弧面；13-摩擦块连接件；3-背板；31-凹弧面；311-安装孔；33-摩擦块安装孔；35-避让结构；5-卡簧；7-弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1所示，本实施例的制动闸片包括摩擦块1，摩擦块1在制动时与制动盘贴合并摩擦制动，摩擦块1上具有作为凸弧面11的凸球面；背板3，具体为钢背，用于安装和固定摩擦块1，背板3上成型有与凸球面形状相适配的作为凹弧面31的凹球面；以及作为弹性元件弹簧7，弹簧7设置在凸弧面11与凹弧面31之间，且其一端与凹弧面31配合，另一端与凸弧面11相抵接。

从而，在本实施例的制动闸片中，摩擦块1通过卡控元件安装在背板3上，摩擦块1上具有凸弧面11，同时通过在背板3上成型与凸弧面11形状相适配的凹弧面31，在凸弧面11与凹弧面31之间设置一端与凹弧面31配合，另一端与凸弧面11相抵接的弹性元件。制动闸片中的摩擦块1上的凸弧面11与背板3上的凹弧面31之间通过一端与凹弧面31配合，另一端与凸弧面11相抵接的弹性元件相配合，进而在制动时，由于弹性元件的变形，可以实现摩擦块1与背板3之间的浮动，同时摩擦块1上的凸弧面11与背板3上的凹弧面31形状相适配，例如均为球面，摩擦块1和背板3之间的角度的可以相对变化，减轻了摩擦块1的偏磨，同时在制动过程中，制动夹钳施加制动压力时，摩擦块1与背板3之间主要由凸弧面11与凹弧面31相抵接受力，为弧面接触受力，相对于现有技术中主要由碟簧受力，受力为线接触的情形，不易出现应力集中的问题，提升了制动闸片的性能。

同时在制动时主要由凹弧面31主要受力，相对于主要由碟簧受力，其支撑强度更好，减轻偏磨的效果更佳；并且，由于改善了受力，摩擦块1上的铜防腐层也不易受力刮掉；最后，由于取消了碟簧的使用，避免了碟簧在高温和受力时受损的问题，同时降低了生产成本，增加了经济效益。

可以理解的是，本实施例中的凸弧面11不仅仅可以是凸球面，还可以是凸椭球面等凸弧面11；弹性元件也可以是弹性垫等弹性元件。

进一步参见图1，具体地，凸球面上成型有摩擦块连接件13，凹球面上开设有摩擦块安装孔33，制动闸片还包括：作为卡控元件的卡簧5，卡簧5卡住穿过摩擦块安装孔33的摩擦块连接件13以将摩擦块1安装在背板3上。

优选地，弹簧7的一端固定连接在凹球面上，另一端与凸球面相抵接，这样在制动时，摩擦块1和背板3之间的相对转动不会带动弹簧7移动，在制动过程中，弹簧7的底部固定，顶部和凸球面贴合，可以上下运动，以及左右摆动。

优选地，凹球面上开设有安装孔311，弹簧7的一端容纳在安装孔311中并固定，弹簧7限位的效果更佳，同时在安装时，可直接将弹簧7固定在安装孔311中。

优选地，本实施例中弹簧7的数量为多个，多个弹簧7在凹球面上均匀分布，这样在制动时摩擦块1的受力更加的均匀。

实施例2

如图2所示，本实施例中，背板3在凹球面周向上开设有避让结构35，具体为背板3在凹球面的周向上，背板上的实体具有一定的下沉，避免了制动过程中摩擦块1与背板3相对转动时之间发生干涉，这样增加了摩擦块1的浮动范围和以及相对于背板3的转动的角度范围，适用范围更广，同时节省了背板3的材料，具有一定的经济效益。

实施例3

本实施例还提供一种盘式制动器，包括制动盘和制动闸片，制动闸片为上述实施例所述的制动闸片，从而盘式制动器由于采用了上述制动闸片，不易出现应力集中的问题，性能优良。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。