高速列車輪裝鍛鋼制動盤結構與工藝設計.pdf

1、目前，高速列車普遍采用盤形制動作為列車的基礎制動方式。制動盤是盤形制動裝置關鍵的組成部分，其性能由所用材料、外形結構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計與試制。采用有限元模擬的方法對制動盤結構與鍛造成形工藝進行了仿真計算，指導結構工藝設計與實際生產環(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。本文的主要研究內容及結論如下:
　　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)異的綜合力學性能，相關性能指標滿足我國動車組鍛鋼制動盤材料的標準要求。
　　根據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，對輪裝制動盤結構進行了初步設計。利用有限元軟

3、件對不同結構的輪裝制動盤進行了模擬計算。將摩擦環(huán)厚度、散熱筋數量作為結構特征進行優(yōu)選計算，最終確定了18mm厚度摩擦環(huán)、36片筋板的制動盤結構。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，結果表明輪裝制動盤具有足夠的熱容量與結構強度，安全系數較高，能夠滿足250km/h速度級高速列車緊急制動的設計要求。
　　根據輪裝制動盤盤體結構，進一步開展了制動盤盤體鍛件、鍛造模具、坯料與鍛造工

4、藝參數等設計與選擇。有限元模擬計算表明，本文設計的輪裝制動盤鍛件結構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。
　　以模擬結果為指導，對輪裝制動盤進行樣品試制，并獲得了尺寸合格、成形質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質處理，通過對隨爐試塊及制動盤本體取樣進行力學性能測試，證明制動盤樣品力學性能優(yōu)異。超聲探傷和磁粉探傷結果表明，制動盤內部及表面無明顯缺陷，滿足我國動車組輪裝制動盤標