ZL114A鋁合金在制動缸設計開發中的應用

鮑春光 韓紅文 朱君華

(中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011)

0 概述

近年來隨著高速動車組的快速發展，對于動車組尤其是轉向架空間限界、簧下質量的輕量化要求越來越重視，針對轉向架基礎制動裝置部分的小型化和輕量化研究也越來越多，如內部帶放大機構制動缸、緊湊型制動夾鉗單元的研制，鋁合金制動盤、碳纖維盤片摩擦副，鋁合金制動缸等產品的研究等。項目組針對制動夾鉗單元的小型輕量化也開展了相關工作，開發了內部帶力放大杠桿的制動缸，力放大倍率在2.3，缸徑?200 mm的輸出力能達到傳統不帶內部放大機構制動缸缸徑?250 mm輸出力水平，有效降低了制動缸占用空間，但是初期制動缸缸體缸蓋采用球鐵材料，整體重量為21 kg，與對標產品目標值17 kg還存在一定的差距，因此考慮針對制動缸的殼體類零件缸體缸蓋等采用鋁合金材料試制來減少重量。

1 缸體缸蓋材料選型及技術要求

1.1 缸體缸蓋材料選型

制動缸缸體二維圖如圖1所示，該制動缸采用的活塞為圓環式結構，活塞?95 mm內徑與缸體?95 mm外徑配合密封，活塞?200 mm外徑與缸體?200 mm內徑配合密封，為了滿足輕量化要求，缸體壁厚普遍較薄，最薄處為3 mm。缸體與活塞間充氣氣壓最高800 kPa，缸體?200 mm內徑與?95 mm外徑將受到活塞密封圈摩擦作用；3 mm壁厚內外面均要加工成形。

圖1 制動缸缸體結構圖

圖2 制動缸缸蓋結構圖

制動缸缸蓋如圖2所示，R12 mm半圓孔處為內部杠桿轉動支點，在活塞充氣800 kPa時，通過轉動支點傳遞到制動缸蓋上的力為：