铝合金盘形制动器[日本j廷村太朗绪言为实现铁道车辆的高速化,减轻车辆的重量非常重要。其中,为了减少车辆对轨道、桥梁等地面设施的影响,减小轴承、车辆、车轴、轴箱、齿轮箱等转向架的簧下重量尤其重要。制动盘即为簧下重量的一部分。在现有线上,1。。km/h级的特快列车在通过轨接头和道岔时,其簧下部分在轨接头和道岔的不连续部分将产生最大为500。一10om/s2的上下振动加速度.而在新千线那样的长轨上,在焊接接头及伸缩接头部位也将产生40Om/s2的上下振动加速度。图1是新干线电车车辆的重量比例。可见转向架占其总重的35%之多,其中车轮、车轴、齿轮装置等簧下重量为3.5一4.3:,此外,一台转向架有8个钢制制动盘,重量占0.st。所产生的热量就越大,所以即便车辆整体质量可以减轻,但钢制制动盘的质量也不可能减轻,这是现实。所以,铝合金制动盘得以问世。1.1!,,刃1百.1.11厂下一习5左’f巴一少一{1川厂一甲气件’3几L{{““1〔〕。t车面::}‘州‘龟气件·0t加st入1叭2车辆用制动盘的性能要求对高速车辆的制动性能要求用一句话说,就是无论在什么速度范围内,在什么自然条件下都必须产生规定的制动力。电气制动:¹发电制动º再生制动»涡流制动机械制动:¹盘形制动º车轮踏而制动一般电动车组的制动机按以下方式组成。电动车组一般由带牵引电动机的动车(M车)和不带电机的挂车(T车)组成,每个编组中都有动车(M)和挂车(T)。现在的新干线电动车组虽然是东海道新干线开业就开始采J月的O系电动车组,东北、上越新干线的200系电动车组、山形新干线4。。系电动车组都是采用全动车.但东海道新干线上的100系双层电动车组及最新的3。。系“希望号”电动车组都开始编入了带EC13的挂车。最近的不带任何电气制动的纯盘形制动200系双层电车已问世。法国的TGV、德国ICE挂车也只采用盘形制动除新干线以外,其它的动车一般都只采用电气制动,而挂车则都采用机械制动。因此,制动时动车的电气制动和挂车的机械制动若不能产生相同的制动力,则编组不能获得平衡。叫侧.闷|一一一.t.卫.1月.卜.1者es!-!IJ.esl⋯11!nnu0co仁口-心J内J‘l新干线10系M车新干线30系T车(荡(〕5兀)车辆各部爪员分配高速列车速度越高、制动时引起的摩擦国外机车车辆工艺1995年第4期·19·所以要求盘形制动这样的机械制动装置能和电气制动那样产生稳定的制动摩擦力。在新干线上,当列车在25Okm/h以上的高速下出现停电等情况时,就必须采取紧急制动.所以,保证制动盘不破损,垫片不融化是大前提。制动盘的性能要求如下:(1)不破裂;(2)制动效果好;(3)磨耗量不大;(4)重量轻而价格不太高。siC拉子预处理3制动盘用铝合金基复合材料(1)r铝合金基复合材料本次探讨研究的制动盘用材是三菱铝业(株)所开发的木才/、夕卜P合金,这是一种铝基复合材料,采用的强化粒子是SIC(碳化硅),粒子弥散分布在铝基材之中。在这种材料中,作为强化材料的粒子的尺寸比较大,所以,不能期望它在强度性能上有很大提高,但估计可以在耐磨性、弹性系数等性能上得到提高。本次开发的目标是用作制动盘,既要使它有铝合金正量轻的特点,又要通过SIC粒子弥散而有与铸铁相当的耐磨性。(2)复合材料制动盘的制造复合材料的制造方法有两种一是将铝合金粉末与强化粒子粉末混合后再固化的粉末法,另一种是通过搅拌等手段将强化粒子均匀分布在预先熔化好的铝水中的熔液法。图2是用熔液法制造铝合金复合材料制动盘的工艺流程。为了改善熔液与SIC粒子之间的湿润性,SIC粒子要进行预处理后,再加入熔融的铝合金中进行搅拌混合,然后将铝液浇铸成圆筒形毛坯,再通过热锻塑性加工成盘状。最后进行切削加工。用这种复合材料加工成制动盘,本可以考虑用成本最低的铸造方法成形,但从可靠性方面考虑,本次开发采用的是锻件。·20·图2铝合金荃复合材料制动盘工艺流程(3)复合材料制动盘的特性表1是木才/以卜Psll合金的物理性能与铸铁物理性能的比较。该材料作为制动盘使用时,是将动能转换成热能,所以其热性能是非常重要的.高速运行的列车在制动时,通常的铸铁制动盘因受热而表面发红,表明其温度超过70~800oC.这一温度超过了铝合金的熔点,所以一般都认为制动盘不可能用铝合金。但是,从实际试验的情况来看,采用铝合金制动...
