一种制动盘装置及制动系统的制作方法

本发明涉及轨道交通制动技术领域，具体而言，涉及一种制动盘装置及制动系统。

背景技术：

盘形制动系统在时速80公里以上轨道交通车辆制动系统中已经得到广泛运用，是列车能够安全停车的重要保障。在该系统中制动盘装置是关键部件之一，主要承受制动时80％以上的热能，其零部件特别是连接结构的可靠性一直是设计者非常关注的问题。

在线运营的车辆中有发生紧固件断裂、松动、缺失等故障现象，很大程度上影响了运营安全，特别是在长大坡道、线路振动较大的恶劣工况条件下，出现问题的可能性更大，因此设计一种连接结构可靠性更高的制动盘非常有意义，从而降低制动盘故障发生概率。

制动盘装置一般会包含摩擦用的盘体、与轴连接传递制动扭矩的盘毂或车轮、固定盘体等零件的紧固件等必有零件，其不同点主要区别在连接结构和定位结构上。

在现有技术中，制动盘装置存在以下问题：

无周向定位，可能对螺栓产生剪切力，同时当压环受热随盘体连接爪膨胀时，会对螺栓螺纹处产生弯曲应力，在恶劣工况中有可能会导致紧固件断裂；

未对紧固件轴向载荷进行保护，在特别恶劣的工况下可能出现故障。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制动盘装置，该制动盘装置能够起到提高紧固件连接可靠性的作用，并解决制动盘在恶劣工况如线路条件差，坡道距离长，振动冲击强等条件下安全使用问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种制动盘装置，包括盘体、盘毂、压环及紧固件，紧固件用于依次连接盘毂、盘体及压环，盘体与盘毂之间设置有限位结构，限位结构用于限制盘体绕其轴线的转动，以及限制盘体沿其轴线方向的移动。

该制动盘装置能够起到提高紧固件连接可靠性的作用，并解决制动盘在恶劣工况如线路条件差，坡道距离长，振动冲击强等条件下安全使用问题。为实现上述的效果，该制动盘装置主要从紧固件轴向拉伸载荷及周向剪切载荷等方面通过结构设置进行保护。具体的，通过在盘体与盘毂之间设置有限位结构，以通过限位结构限制盘体绕其轴线的转动，以及限制盘体沿其轴线方向的移动，从而对该制动盘使用的过程当中起到保护的作用，以避免紧固件在轴向拉伸载荷及周向剪切载荷的作用下发生失效或是破坏，以保证该制动盘装置的正常运行，从而提高其使用的稳定性及使用寿命。

在本发明的一种实施例中：

限位结构包括多个依次间隔设置在盘体的内周面上的第一连接部，以及多个依次间隔设置在盘毂外周面上的第二连接部；

多个第一连接部用于与多个第二连接部一一对应配合，压环在紧固件的作用下同时与第一连接部及第二连接部紧密贴合。

在本发明的一种实施例中：

第一连接部包括向盘体的中心方向凸出的第一连接台；第一连接台朝向盘体中心的端面为第一连接面；

第二连接部包括向盘毂外凸出的凸出部，凸出部背离盘毂中心的端面为第二连接面；在第二连接面上设置有向远离盘毂中心方向凸出的第二连接台；

第一连接面用于与第二连接面对应配合，第一连接台用于与第二连接台抵靠。

在本发明的一种实施例中：

绕盘毂的中心轴线，凸出部对应压环的一侧设置有环状凹槽；

压环与第二连接部贴合的一侧设置有用于与环状凹槽配合的环状凸起。

在本发明的一种实施例中：

紧固件包括多个螺栓结构，螺栓结构包括螺栓、螺母和碟簧；

螺栓用于依次穿过第一连接台、第二连接台及压环后与螺母及碟簧配合。

在本发明的一种实施例中：

第一连接台、第二连接台及压环均包括沿盘体的中心轴线方向对应设置的连接孔；

连接孔用于供螺栓通过。

在本发明的一种实施例中：

第一连接面与第二连接面均为绕盘体的中心轴线设置的弧形面。

在本发明的一种实施例中：

第一连接面上设置有第一连接槽及第二连接槽；

第二连接面上设置有环形凸起部及第三连接槽；

环形凸起部用于与第一连接槽对应配合，以限制与盘体配合的盘毂沿盘体的中心轴线方向移动；

第二连接槽及第三连接槽用于同时与限位块配合，以限制与盘体配合的盘毂绕盘体的中心轴线转动。

在本发明的一种实施例中：

压环包括多个限位槽，限位槽与第三连接槽及第二连接槽一一对应，并用于与位于对应的第三连接槽及第二连接槽内的限位块配合；

限位块的长度大于限位槽的长度，小于限位槽与第三连接槽的长度之和。

在本发明的一种实施例中：

第一连接槽为绕盘体的中心轴线设置的弧形槽；

环形凸起部为绕盘毂的中心轴线设置的环形凸台。

在本发明的一种实施例中：

第二连接槽及第三连接槽均沿盘体的中心轴线设置。

在本发明的一种实施例中：

第一连接槽与第二连接槽交叉设置。

在本发明的一种实施例中：

第一连接槽与第二连接槽垂直设置。

一种制动系统，包括上述的制动盘装置。

本发明的技术方案至少具有如下有益效果：

本发明提供的制动盘装置能够起到提高紧固件连接可靠性的作用，并解决制动盘在恶劣工况如线路条件差，坡道距离长，振动冲击强等条件下安全使用问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1中制动盘装置的剖示图；

图2为图1中ⅱ处的放大示意图；

图3为本发明实施例1中盘体的结构示意图；

图4为图3中ⅳ处的放大示意图；

图5为本发明实施例1中盘毂的结构示意图；

图6为图5中ⅵ处的放大示意图；

图7为本发明实施例2中盘毂的结构示意图；

图8为图7中ⅷ处的放大示意图；

图9为本发明实施例2中制动盘装置的剖示图；

图10为图9中ⅹ处的放大示意图。

图标：200-制动盘装置；210-盘体；220-盘毂；230-压环；240-紧固件；260-限位结构；270-第一连接部；280-第二连接部；290-限位块；231-环状凸起；232-限位槽；233-连接孔；241-螺栓结构；271-第一连接台；272-第一连接面；273-第一连接槽；274-第二连接槽；281-凸出部；282-第二连接面；283-第二连接台；285-环状凹槽；286-第三连接槽；287-环形凸起部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施方式的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参考图1-6，图1-6示出了实施例1中提供的制动盘装置200的具体结构。

从图1-6中可以看出，该制动盘装置200包括盘体210、盘毂220、压环230及紧固件240，紧固件240用于依次连接盘毂220、盘体210及压环230。盘体210与盘毂220之间设置有限位结构260，限位结构260用于限制盘体210绕其轴线的转动，以及限制盘体210沿其轴线方向的移动。

该制动盘装置200能够起到提高紧固件240连接可靠性的作用，并解决制动盘在恶劣工况如线路条件差，坡道距离长，振动冲击强等条件下安全使用问题。为实现上述的效果，该制动盘装置200主要从紧固件240轴向拉伸载荷及周向剪切载荷等方面通过结构设置进行保护。具体的，通过在盘体210与盘毂220之间设置有限位结构260，以通过限位结构260限制盘体210绕其轴线的转动，以及限制盘体210沿其轴线方向的移动，从而对该制动盘使用的过程当中起到保护的作用，以避免紧固件240在轴向拉伸载荷及周向剪切载荷的作用下发生失效或是破坏，以保证该制动盘装置200的正常运行，从而提高其使用的稳定性及使用寿命。

基于上述内容，请参照图1-6，在设置限位结构260时，为使得限位结构260能够起到限制盘体210绕其轴线的转动以及限制盘体210沿其轴线方向的移动的作用，故限位结构260可以包括多个依次间隔设置在盘体210的内周面上的第一连接部270，以及多个依次间隔设置在盘毂220外周面上的第二连接部280。多个第一连接部270用于与多个第二连接部280一一对应配合，压环230在紧固件240的作用下同时与第一连接部270及第二连接部280紧密贴合。从而在连接的过程中，通过多个第一连接部270用于与多个第二连接部280一一对应配合，以使得盘毂220能够与盘体210进行对接，并在对接后，起到定位以及限位的作用，随后在紧固件240的紧固作用下，与限位结构260的限位及定位作用相配合，进一步提高紧固件240的连接稳定性。

进一步地，请参照图3-6，在本实施例中，为使得第一连接部270能够与第二连接部280对接，故第一连接部270包括向盘体210的中心方向凸出的第一连接台271；第一连接台271朝向盘体210中心的端面为第一连接面272。第二连接部280包括向盘毂220外凸出的凸出部281，凸出部281背离盘毂220中心的端面为第二连接面282；在第二连接面282上设置有向远离盘毂220中心方向凸出的第二连接台283。其外，第一连接面272与第二连接面282均为绕盘体210的中心轴线设置的能够相互适应的弧形面。由此，通过第一连接面272与第二连接面282对应配合，并在紧固件240的作用下，使得第一连接台271用于与第二连接台283抵靠。进一步地，在第一连接面272上设置有第一连接槽273及第二连接槽274；第一连接槽273为绕盘体210的中心轴线设置的弧形槽；环形凸起部287为绕盘毂220的中心轴线设置的环形凸台；第二连接槽274及第三连接槽286均沿盘体210的中心轴线设置。在第二连接面282上设置有环形凸起部287及第三连接槽286。需要说明的是，在设置第一连接槽273与第二连接槽274时，在本实施例中，设置在第一连接面272上的第一连接槽273与第二连接槽274可以交叉设置，并且第一连接槽273与第二连接槽274垂直。

通过环形凸起部287与第一连接槽273的对应配合，以限制与盘体210配合的盘毂220沿盘体210的中心轴线方向移动；防止盘体210大幅串动，保证紧固件240轴向拉伸载荷在可控范围之内，避免出现轴向疲劳断裂；第二连接槽274及第三连接槽286用于同时与限位块290配合，实现盘体210与毂间的周向定位，同时传递制动力，保护螺栓免受剪切，并限制与盘体210配合的盘毂220绕盘体210的中心轴线转动。

由此，当第一连接部270与第二连接部280对接时，第一连接部270的第一连接面272与对应的第二连接部280的第二连接面282对应配合，并且在配合的过程中，通过环形凸起部287与第一连接槽273的对应配合，以及第二连接槽274及第三连接槽286同时与限位块290的配合，能够起到限制与盘体210配合的盘毂220沿盘体210的中心轴线方向移动，以及限制与盘体210配合的盘毂220绕盘体210的中心轴线转动的作用。

综上，通过上述结构，该制动盘装置200主要从紧固件240的轴向拉伸载荷及周向剪切载荷等方面通过设置限位结构260对紧固件240进行保护，以提高紧固件240的连接稳定性，尤其是在使用过程中的抗变形能力，以保证使用的寿命。

需要说明的是，请参照图2，在设置紧固件240的过程中，在本实施例中，紧固件240采用的是螺栓结构241，其包括螺栓、螺母和碟簧，以在制动盘的紧固件240出现磨损后，通过碟簧和变形量依旧能保持紧固件240的可靠连接，使得制动盘装置200具有可靠的防松性能。而在本发明的其他实施例中，也可采用其他用于紧固作用的连接结构。其中，为使得盘体210、盘毂220及压环230能够通过上述的紧固结构进行紧固，故第一连接台271、第二连接台283及压环230均包括沿盘体210的中心轴线方向对应设置供螺栓通过的连接孔233；从而可以使得螺栓依次穿过第一连接台271、第二连接台283及压环230后与螺母及碟簧配合起到紧固的作用。

基于上述的制动盘装置200，本发明还公开了一种制动系统，其采用了上述的制动盘装置200。

实施例2

请参考图1-10，图1-10示出了实施例2中提供的制动盘装置200的具体结构。

从图1-10中可以看出，该制动盘装置200包括盘体210、盘毂220、压环230及紧固件240，紧固件240用于依次连接盘毂220、盘体210及压环230。盘体210与盘毂220之间设置有限位结构260，限位结构260用于限制盘体210绕其轴线的转动，以及限制盘体210沿其轴线方向的移动。本实施例提供的制动盘装置200与实施例1中的制动盘装置200大体相同，其不同之处在于，在本实施例中，绕盘毂220的中心轴线，第二连接部280的凸出部281对应与压环230配合的一侧设置有环状凹槽285，在压环230与第二连接部280贴合的一侧设置有用于与环状凹槽285配合的环状凸起231。通过环状凸起231与环状凹槽285的配合起到压环230与盘毂220之间的径向限位，防止在恶劣工况中压环230高温径向变形对紧固件240螺纹产生弯曲载荷。从而在压环230与盘体210及盘毂220在紧固件240的紧固作用下，通过环状凹槽285配合的环状凸起231保证压环230与盘毂220件的配合位置，并且由于在盘体210与盘毂220之间设置有上述的限位结构260，故在通过前述结构的配合作用，进一步保证了盘体210、盘毂220及压环230间的连接稳定性，从而从紧固件240的轴向拉伸载荷、周向剪切载荷以及弯曲载荷等三方面通过结构设置进行保护，解决了制动盘在恶劣工况如线路条件差，坡道距离长，振动冲击强等条件下安全使用的问题。

需要说明的是，请参照图9-10，为限制同时与第二连接槽274及第三连接槽286配合的限位块290的位置，故在压环230上沿其轮廓设置有多个限位槽232，限位槽232与第三连接槽286及第二连接槽274一一对应，从而能够在限位块290与第三连接槽286及第二连接槽274对应配合时，通过限位槽232与第三连接槽286及第二连接槽274共同形成用于容纳并限制限位块290运动的限位空间，以保证对与盘体210配合的盘毂220绕盘体210的中心轴线转动的限制作用。

另外，与此同时，为便于限位块290与限位槽232、第二连接槽274及第三连接槽286的相互配合，故在设置限位块290及限位槽232以及第三连接槽286时，限位块290的长度大于限位槽232的长度，小于限位槽232与第三连接槽286的长度之和。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。