高速列車輪裝鍛鋼制動盤結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計.pdf

1、目前，高速列車普遍采用盤形制動作為列車的基礎(chǔ)制動方式。制動盤是盤形制動裝置關(guān)鍵的組成部分，其性能由所用材料、外形結(jié)構(gòu)與成形方式等因素決定，并直接影響列車運行的安全性與可靠性。
　　本文針對200km/h～250km/h高速列車，對新型輪裝鍛鋼制動盤進行了設(shè)計與試制。采用有限元模擬的方法對制動盤結(jié)構(gòu)與鍛造成形工藝進行了仿真計算，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計與實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，最終制出了合格的制動盤樣件，并通過1∶1制動動力試驗驗證了新型鍛鋼制動盤能

2、夠滿足我國200km/h～250km/h高速列車的使用要求。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　以純凈化處理的ZDPH低合金鋼為高速列車制動盤材料，開展了熱處理工藝試驗及力學(xué)性能研究，利用優(yōu)選的熱處理工藝可使ZDPH材料具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，相關(guān)性能指標(biāo)滿足我國動車組鍛鋼制動盤材料的標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　根據(jù)我國高速列車車輪的接口尺寸，以降低制動盤服役時螺栓受力、便于鍛造成形為出發(fā)點，對輪裝制動盤結(jié)構(gòu)進行了初步設(shè)計。利用有限元軟

3、件對不同結(jié)構(gòu)的輪裝制動盤進行了模擬計算。將摩擦環(huán)厚度、散熱筋數(shù)量作為結(jié)構(gòu)特征進行優(yōu)選計算，最終確定了18mm厚度摩擦環(huán)、36片筋板的制動盤結(jié)構(gòu)。通過對其進行275km/h初速度下一次緊急制動與250km/h初速度下連續(xù)兩次緊急制動的模擬，結(jié)果表明輪裝制動盤具有足夠的熱容量與結(jié)構(gòu)強度，安全系數(shù)較高，能夠滿足250km/h速度級高速列車緊急制動的設(shè)計要求。
　　根據(jù)輪裝制動盤盤體結(jié)構(gòu)，進一步開展了制動盤盤體鍛件、鍛造模具、坯料與鍛造工

4、藝參數(shù)等設(shè)計與選擇。有限元模擬計算表明，本文設(shè)計的輪裝制動盤鍛件結(jié)構(gòu)及其成形工藝可以獲得尺寸合格、無缺陷的制動盤盤體鍛件。
　　以模擬結(jié)果為指導(dǎo)，對輪裝制動盤進行樣品試制，并獲得了尺寸合格、成形質(zhì)量良好的制動盤鍛件。利用優(yōu)選的ZDPH材料熱處理工藝對制動盤盤體進行了調(diào)質(zhì)處理，通過對隨爐試塊及制動盤本體取樣進行力學(xué)性能測試，證明制動盤樣品力學(xué)性能優(yōu)異。超聲探傷和磁粉探傷結(jié)果表明，制動盤內(nèi)部及表面無明顯缺陷，滿足我國動車組輪裝制動盤標(biāo)