[分享]高铁闸片是如何工作的?

发表于2018-11-27     2825人浏览     1人跟帖     总热度:214  

高铁闸片是如何工作的?
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“复兴号”自2017年9月21日亮相京沪线以来,一直以全球最高运营速度每小时350公里奔驰在祖国广袤的大地上,比日本新干线和法国TGV还要快。完全由中国自主设计和制造的“复兴号”是无数科研人员和企事业单位长期不懈艰苦努力的伟大作品,是中国铁路几代人一生追求的梦想,是中国高端制造的一张靓丽名片。

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高铁跑得快,刹起车来也不含糊!一列8辆编组的“复兴号”总重量500多吨,以350公里的速度飞速运行,紧急制动时要在6500米内安全停住,高铁闸片在其中扮演的作用不容小视。

什么样的闸片才能保证列车的制动安全?
一款优秀的闸片首先要有稳定的摩擦系数,保证长时间300~400℃、瞬时900~1000℃不出现明显衰退;在干燥、雨雪、风沙等极端环境下工作还能有足够的机械强度,不会出现变形、断裂、脱落等损坏;在制动过程中及停车后,闸片材料不能转移到制动盘上,也不能形成金属镶嵌,更不能使制动盘产生裂纹……

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闸片是如此重要,那它是怎么生产出来的呢?这就要先从闸片的结构说起。以“复兴号”动车组为例,列车在制动的时候会产生高温和振动;高温会使制动盘产生变形,导致闸片与制动盘不能完全贴合;振动会对闸片造成冲击,可能会导致摩擦块脱落。因此工程师们需要在闸片的结构上做文章,克服以上问题。所以,闸片被设计成弹性浮动结构,这种结构更有利于闸片与制动盘的贴合,也可以缓解制动过程中的冲击。
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闸片主要由钢背、弹性元件、摩擦块、固定卡簧组成。摩擦块是运用粉末冶金技术,将特定的材料配方经过压制成型和高温加压烧结而成,是决定闸片制动性能最为核心的部件。
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很多小伙伴又会问:粉末冶金是个什么鬼?其实粉末冶金就是将粉末状的混合料通过压制成型、高温烧结,最终制作成我们想得到的零部件的一种生产技术。整个过程通俗地讲有点类似于做饼干。
首先利用自动配料系统,按照配料单的要求准确称量每一种粉末原料及成型剂,自动装入真空加热干燥混料机混合均匀(相当于饼干的“和面”)。
再用自动称重法将称好的混合料倒入模腔,进行全自动预压和主压(相当于饼干的“压型”)。
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然后将压制毛坯装舟,在全自动精密可控气氛连续烧结炉中进行高温加压烧结,制品从室温到1000℃左右环境下用几个小时时间充分进行氧化还原反应,使挥发物充分挥发,最终形成具备一定强度和稳定性能的摩擦块(相当于饼干的“烘烤”)。
最后再将摩擦块和其他零部件通过自动化生产线进行组装;运用CCD视觉检测技术,识别零部件位置数量是否正确;运用位移传感器检测各摩擦块预紧力是否均匀一致;对产品生产唯一性标识进行自动激光打码,自动粘贴产品信息二维码,最终实现产品信息影像监控存储,确保产品100%合格。
如何保证闸片质量是合格并且稳定的呢?这就不得不提到闸片的认证。闸片的生产企业必须获得中铁检验认证中心(以下简称:CRCC)认证以后才能批量销售。CRCC不但对企业进行现场审核、现场抽样,还要装车运用考核。全部通过后才能获取认证证书,企业获证以后每年还需要进行一次监督审核。严格的认证程序是企业质量管理、产品质量的有力保证。
处于技术保护期的闸片产业被国外垄断
谈完高铁闸片的工作原理,有必要说说闸片的产业现状和市场格局。毫无疑问,闸片的市场需求量由我国高铁动车组的新增市场需求量和市场保有量决定。而且闸片属于易损易耗品,其价格直接影响着高速列车的运营成本。
近年来,随着我国经济的快速发展,中国铁路建设日益加快,推动我国的动车组车辆呈现出爆发性增长态势,这必然带来制动闸片市场呈现出更加广阔的发展空间。而事实上,在2012年以前,高铁闸片一直处于技术保护期,全部引进国外产品。据统计,目前闸片每年的进口额高达约40亿元。而进口制动闸片普遍存在价格高、供货周期长、备品备件供应不及时和售后服务差等问题。
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动闸片是保障高速列车运行安全的关键部件,其性能和可靠性直接关系到高速列车的安全和高速铁路的战略安全。由于高铁闸片需要在高速高温下工作,而且必须始终保持性能稳定和结构可靠,其技术难度很高,是国内外高速列车技术研究的重点之一。因此,开展闸片等关键零部件的国产化成为中国铁路总公司研究的重要课题。
随着铁总牵头组织“时速350公里中国标准动车组”的研制工作,实现了整车和关键零部件全面自主化和国产化,动车组零部件科技创新也取得重大突破。
开展高铁闸片自主化研究和生产,一方面能够打破国外公司的技术垄断,实现高速列车制动闸片的完全自主化、国产化生产和供货,大大降低高速列车的运营成本;另一方面,对中国高铁“走出去”起到推动和促进作用,同时可提高高铁闸片相关行业研发能力和技术手段,提升行业工艺技术水平。
(部分内容来源:RT轨道交通)
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 发表于2018-11-27   |  只看该作者      

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