CN102853002A - 多空腔盒式可散热一体闸瓦背 - Google Patents
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Abstract
本发明解决了机车闸瓦在制动过程中，闸瓦上摩擦材料容易出现裂纹、掉块、无法散热等问题。目前闸瓦制作是将摩擦材料和一块较薄的弧形钢闸瓦背粘合在一起，并压成闸瓦，但这种粘合闸瓦，容易出现摩擦材料不牢固现象；有安全隐患。此外，由于摩擦材料和车轮在制动过程中产生高温，热量不易散发，导致产生的高温对车轮的物理特性产生影响。本发明摒弃了采用一块薄钢板作为闸瓦背的传统方式，而是用合金铸造成整体的带有多个空腔的盒状闸瓦，然后将摩擦材料填压到空腔中，防止了摩擦材料破裂脱块，此外，可通过在铸造闸瓦盒过程中对空腔形状进行调节来高效散热，并可在不同空腔中混合使用多种摩擦材料。
Description
一、技术领域
本发明解决了机车闸瓦在制动过程中，闸瓦上摩擦材料容易出现裂纹、掉块、无法散热等问题。本发明摒弃了目前采用一块薄钢板或在薄钢板垫板上插入一块金属作为闸瓦背的方式，而是用合金铸造成整体的带有多个空腔的盒状闸瓦背，然后将摩擦材料填压到空腔中，有效的防止了摩擦材料破裂和脱块。
此外，此种多空腔盒状闸瓦背可以高效散热，并可在不同空腔中混合使用多种摩擦材料。
二、背景技术
在本发明之前，闸瓦的制作方式是将复合摩擦材料和弧形的薄平板钢闸背粘合在一起，然后通过加力压缩，而形成闸瓦；但是这种粘合压缩的闸瓦，在列车制动过程中容易出现摩擦材料脱块、破裂现象；对列车具有安全隐患。常常采用的办法是维护人员发现有裂纹的闸瓦后，进行更换。此外，由于摩擦材料和车轮产生在制动过程中产生高温，热量不易散发，导致产生的高温对车轮的物理特性产生影响。
业界技术目前所用的闸瓦背，采用的是在一块平滑的弧形钢板上，然后将摩擦粉末粘合压缩在这块较薄的钢板上，如图1所示。形成闸瓦背和摩擦材料粘和在一起的闸瓦，但是这种结构并不能解决摩擦材料容易开裂，掉块的问题。此外，整个制动过程中，摩擦材料和车轮会产生大量的热，而钢制闸瓦背和车轮并没有大面积接触，所以无法帮助散热。
发明人摒弃了目前采用一块薄钢板或在薄钢板垫板上插入一块金属作为闸瓦背的方式；而是通过闸瓦瓦背的钢板整体结构做出改进，采用多空腔的盒式结构，将摩擦材料全部包装在这个多空腔闸瓦盒中，让闸瓦背的概念不再只是一个薄钢板，而将这个概念延伸到了整个闸瓦的外包围了。此种方案有效地解决了闸瓦上摩擦材料产生裂纹和脱块的问题，同时，此种空腔结构对于散热具有非常明显的效果。
三、发明内容：
为了解决闸瓦掉块和破裂的问题，现有的技术方式是在混合摩擦材料中加入树脂来增加粘合度，这种方式可以加大摩擦材料和钢板的粘合力；但是仍然不能很有效的控制质量和减少闸瓦出现破裂的数量，将在生产过程中产生大量的废品，同时要有很多的人工来进行挑拣工作，以保证合格率。此外，使用者在使用的过程中，也需要经常勘察，闸瓦是否出现了掉块或者是裂纹，用来保证列车行驶的安全。
本发明采用把平滑钢板形状的闸瓦背铸造成一个整体的带有多个空腔的合金制作的盒状闸背，覆盖范围到整个闸瓦，形成一个五个面封闭，一个面具有多个空腔的闸瓦盒结构，然后将摩擦材料压缩到盒中，这样在使用的过程中，由于五个面是封闭的，所以摩擦材料无法掉块。并由于摩擦材料是分布在多个空腔中，所以可以有效防止出现裂纹。
发明中的盒状包围结构可以是多种合金金属，具有不同的特性，可以确保在使用过程中保持和摩擦材料相近的特性，不会对车轮踏面产生不良影响。
发明中的多空腔结构，可以包含多种形状，不同的形状在工程力学上的强度和散热能力是不一样的，可以是菱形结构也可以是方格结构，也可以是梅花状结构。
发明中的多空腔结构，可以预留出处一部分空腔作为散热腔，不用填入摩擦材料，这些预留出来的空腔非常有利于散热和粉末堆积。
发明中预留空腔的办法，是设计了对应的空腔盖，将空腔盖盖上，然后进行加工填料，等调料完成后，将空腔盖揭开；这样可以确保预留空腔中没有异物进入。
发明的另外一目的是为了有利于多种材料的使用，可以将不同空腔中填充不同的摩擦材料，以方便混合使用多种材料。
发明也可以达到在空腔中放置小型电子探测器，进行探测车轮轮面，探测闸瓦等。
四、附图说明
图1是展示了目前普通的闸瓦钢背外形，只是一块薄的弧形钢板。
图2展示了一种菱形多空腔盒式闸瓦外形，这个盒式钢背包含了整个闸瓦，其中包含其部分剖面图。
图3展示填充了部分摩擦材料的多腔闸瓦，左面的一些空腔中盖上了空腔盖，目的是为了预留出这些空腔。
图4展示了栅格空腔盖。
图5展示了盖上空腔盖的部分空腔。
图6展示了闸瓦和车轮接触面的栅格空腔图。
五、具体实施方式：
1、步骤一：设计和制造出空腔状的闸背模具阶段：
设计出具有多个空腔的盒状闸背模具，采用铸造或锻压的方式按照模具的设计制造出多腔盒状闸背，如附图2所示。
2、步骤二：设计和制造出空腔盖部分阶段
对每个闸背上的不同的空腔，设计出对应形状的空腔盖，空腔盖和闸背上的空腔是是对应的，可以将空腔盖直接盖在空腔上，并确保盖上盖后的空腔是具有密封性的。如附图3所示。
3、步骤三：预留空腔阶段：
对于闸背上的空腔，根据需要进行预留，如果需要哪些空腔是装有特殊材料的，那么就把这些空腔预留，盖上相应的空腔盖。如附图4所示。
4、步骤四：压制闸瓦阶段
根据需要车辆制动参数的需要，用厂商常用的适合车轮所用的摩擦材料粉末，配合树脂，高压到闸瓦背的空腔中；由于预留部分的盖上盖的空腔不能进入摩擦材料粉末，所以这些空腔仍然是空的。
5、步骤五：释放空腔阶段：
当闸瓦成型后，取下预留空腔的空腔盖，即可以产生出具有摩擦性能的并有预留空腔的闸瓦。空腔闸瓦非常有利于散热。
6、步骤六：预留空腔填充阶段：
当需要制造特种闸瓦的时候，需要对不同的空腔填充不同的材料，此时可以在预留的空腔中填充不同的材料，比如石英砂等。
Claims (11)
1.采用铸造、锻压等方式制造出的多空腔盒状包围闸背。
2.对于具有多种形状空腔设计的闸背。
3.对于栅格状可散热多空腔的闸背。
4.对于在多空腔中填充不同功能性材料的混合闸瓦。
5.多空腔中装有检测、报警等传感装置的闸瓦。
6.闸瓦中存在不同形状的多空腔格设计。
7.通过闸背一体材料进行散热和导热的闸瓦。
8.盒状多空腔的构成可以采用多个多空腔部件组成，包含菱形多空腔，格状多空腔，花样多空腔等。
9.带有非全包围结构的盒装多空腔闸瓦背。
10.采用合金制成的多空腔盒状包围闸背。
11.空腔可以采用空腔盖进行封装的闸瓦背。
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- 2012-08-17 CN CN2012102933521A patent/CN102853002A/zh active Pending
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