制動器制動盤需要更換的一種原因是出現(xiàn)了裂紋。裂紋有兩種形式;一種是在摩擦面上產(chǎn)生的裂紋;另一種是在散熱筋上產(chǎn)生的裂紋。由于反復(fù)受熱和冷卻;摩擦表面細(xì)裂紋從接近摩擦面薄層處開始發(fā)展并擴(kuò)展。因此,裂紋發(fā)生在高速制動或*制動條件下。散熱筋上產(chǎn)生裂紋,筋上便受到由于熱膨脹引起的拉伸、壓縮和彎曲作用。這種裂紋是在高速制動、*制動或長時(shí)問制動情況下發(fā)生的。在影響制動盤強(qiáng)度特性各因素之中,認(rèn)為來自摩擦面的熱是一種主要影響因素,而壓力或離心力的影響較小。在高溫區(qū),制動盤的材料強(qiáng)度趨于突然降低。匿此,根據(jù)溫度、熱應(yīng)力和制動頻繁程度,制定了制動盤強(qiáng)度評價(jià)指標(biāo)。
為了提高制動盤的強(qiáng)度,從材料和結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)出發(fā)研究了制動盤的強(qiáng)度。天錦研究結(jié)果表明,特殊鍛鋼制動盤的強(qiáng)度比鑄鐵制動盤的強(qiáng)度高兩倍。另一方面,設(shè)計(jì)時(shí)將不大受熱應(yīng)變*的徑向銷式制動盤的熱應(yīng)力定為傳統(tǒng)式的一半。通過材料和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn),提高了熱容量、散熱和熱應(yīng)力等方面的特性,使傳統(tǒng)窄軌線路上的列車速度提高到150km/H,并使新干線上的列車速度達(dá)到260km/H。因此有必要研制熱容量與*尢列車速度,制動減速度、制動力分配比和制動頻繁程度相匹配的制動盤。要提高制動盤強(qiáng)度就*提高散熱效果。因?yàn)槠谕b置的簧下質(zhì)量減少,所以制動盤的熱容量必然降低;但局部散熱導(dǎo)致增加熱應(yīng)力,結(jié)果削弱了提*的作用。由于這個(gè)原因,*從結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)出發(fā)尋找更有效的散熱方法。目前,正在研究懸浮式制動盤,但提高其熱容量有一定困難。提高熱容量*有效的方法是采用耐熱材料。碳纖維在耐熱方面比特殊鍛鋼好,但其缺點(diǎn)是強(qiáng)度低和價(jià)格高。
