一種相變儲(chǔ)能碳剎車盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及飛機(jī)剎車盤領(lǐng)域，具體是提出一種相變儲(chǔ)能剎車盤的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 碳/碳復(fù)合材料在高溫環(huán)境下具有的高強(qiáng)度、高比模量、低熱膨脹系數(shù)，良好的尺 寸穩(wěn)定性得到了廣泛的應(yīng)用，走十年代W來，國(guó)內(nèi)外眾多飛機(jī)均已經(jīng)裝備了集結(jié)構(gòu)元件、摩 擦元件和吸熱元件于一身的碳剎車盤。
[0003] 隨著國(guó)防科技的發(fā)展，軍用飛機(jī)必須能夠滿足超短距起降、應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)的無(wú) 間斷連續(xù)起降等苛刻的軍事環(huán)境要求。在該種條件下，飛機(jī)在剎車過程中剎車盤將產(chǎn)生更 多的熱量，在熱庫(kù)一定的情況下，剎車盤自身將達(dá)到很高的溫度（>1200°c)。在高溫下， 碳剎車盤會(huì)發(fā)生涂層的氧化失效，摩擦性能穩(wěn)定性下降和磨損加劇等狀況。顯然該種苛刻 的軍事條件已經(jīng)突破了飛機(jī)用碳/碳復(fù)合剎車材料的性能極限。因此，相變儲(chǔ)能剎車盤可 W很好的解決該一問題，本項(xiàng)目提出了一種相變儲(chǔ)能剎車盤的結(jié)構(gòu)。
[0004] 該類碳盤在US. 5613578中公開了 一種相變儲(chǔ)能剎車盤（PhaseQiangeBrake Disks),提出了兩種相變儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)；
[0005] 一種是，在剎車盤的內(nèi)表面分布有多組相變儲(chǔ)能裝填槽，各組相變儲(chǔ)能裝填槽由 楠圓形孔洞、=角形孔洞和圓形孔洞組成，并且每組楠圓形孔洞、=角形孔洞和圓形孔洞之 間呈=角形混合排列。并使每組相變儲(chǔ)能裝填槽的=個(gè)角都為圓角。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于， 由于=角形的穩(wěn)定性，其強(qiáng)度將不會(huì)有大的損失，同時(shí)圓角避免了集中應(yīng)力導(dǎo)致的裂紋的 產(chǎn)生。但該剎車盤中的相變材料儲(chǔ)蓄量相對(duì)較少，吸熱能力受到限制。
[0006] 另一種為蜂巢型排布也是W整體的=角形設(shè)計(jì)為主，對(duì)強(qiáng)度的損失不大。另外其 密集的孔洞既能夠增加相變儲(chǔ)能材料的嵌入量，也能夠使得剎車熱能更快速的傳導(dǎo)到相變 儲(chǔ)能材料中。該剎車盤相變材料儲(chǔ)蓄量較大，但是加工量較大，不利于批量生產(chǎn)。
[0007] 在US. 5613578中，S角形混合排列的儲(chǔ)能槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但相變材料儲(chǔ)存量小；蜂 巢型排布的儲(chǔ)能槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但儲(chǔ)存量大。
[000引從設(shè)計(jì)的角度，上述相變儲(chǔ)能剎車盤的設(shè)計(jì)中也有不足之處。首先沒有考慮剎車 盤的密封，相變儲(chǔ)能材料在高溫下達(dá)到其相變點(diǎn)后會(huì)液化或汽化，使相變儲(chǔ)能材料流失。其 次上述碳剎車盤是采用兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合而成一個(gè)新的碳剎車盤，在兩個(gè)碳剎車盤粘 結(jié)的時(shí)候沒有定位措施，容易錯(cuò)位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的相變儲(chǔ)能材料流失和碳剎車盤錯(cuò)位的不足，增大相變 材料儲(chǔ)存量，本發(fā)明提出了一種相變儲(chǔ)能碳剎車盤。
[0010] 本發(fā)明由兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合而成，其中；一個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上有 外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)，另一個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上有外緣密封槽和內(nèi)緣密封 槽，并且所述外緣密封槽和內(nèi)緣密封槽分別與所述外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)配合。
[0011] 所述外緣密封臺(tái)距外圓周的距離為2~5mm，內(nèi)緣密封臺(tái)距內(nèi)圓周的距離為14~ 20mm;所述外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)的高度均為1~3mm，寬度均為1~3mm。
[0012] 在所述外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)之間分布有多個(gè)相變儲(chǔ)能槽，在所述外緣密封槽 和內(nèi)緣密封槽之間分布有多個(gè)相變儲(chǔ)能槽；并且分別位于外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)之間的 多個(gè)相變儲(chǔ)能槽與位于外緣密封槽和內(nèi)緣密封槽之間的多個(gè)相變儲(chǔ)能槽的數(shù)量相等、位置 對(duì)應(yīng)。當(dāng)兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合成為碳剎車盤后，在所述對(duì)合的各相變儲(chǔ)能槽內(nèi)分別裝入 相變儲(chǔ)能材料，并在所述相變儲(chǔ)能材料上覆蓋石墨紙。
[0013] 所述相變儲(chǔ)能槽分為大儲(chǔ)能槽和小儲(chǔ)能槽，并且所述大儲(chǔ)能槽和小儲(chǔ)能槽均為等 腰S角形。
[0014] 所述大儲(chǔ)能槽和小儲(chǔ)能槽的數(shù)量相等，均為10~15個(gè)，間隔的分布在各單摩擦面 碳盤的非摩擦面上；所述各大儲(chǔ)能槽的頂角均指向碳盤圓屯、，各小儲(chǔ)能槽的等腰邊與相鄰 的兩個(gè)儲(chǔ)能槽的等腰邊平行。所述各大儲(chǔ)能槽的頂角為30~90°。所述各儲(chǔ)能槽的頂角 和底角均為圓角。
[0015] 本發(fā)明中，碳剎車盤為兩塊碳盤通過馴接、粘接形式組合成一塊碳盤，并對(duì)位于該 碳盤中的相變儲(chǔ)能材料采取雙重保護(hù)，W防止該相變儲(chǔ)能材料汽化或液化后的流失：覆蓋 在=角形槽上的石墨紙可W防止相變儲(chǔ)能材料的流失形成第一重保護(hù)；兩塊碳盤之間通過 密封臺(tái)與密封槽的緊配合，有效的實(shí)施了對(duì)相變儲(chǔ)能材料的第二重保護(hù)。
[0016] 本發(fā)明還通過碳馴釘馴接的方式實(shí)現(xiàn)了兩塊碳盤之間的定位，使碳盤結(jié)合性更 好，增強(qiáng)了碳盤的穩(wěn)定性，不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，提高碳盤的結(jié)合性和密封性。
[0017] 所述的相變儲(chǔ)能槽采用=角形設(shè)計(jì)，在不影響碳盤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上將槽體的 容積提高了 15%，提高了碳盤的熱庫(kù)容量。
【附圖說明】
[0018] 圖1是有密封臺(tái)的單摩擦面碳盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2是圖1的A-A向示意圖。
[0020] 圖3是有密封槽的單摩擦面碳盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[002U圖4是圖3的A-A向示意圖。
[0022] 圖5是兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合示意圖。圖中：
[0023] 1.外緣密封臺(tái)；2.內(nèi)緣密封臺(tái)；3.外緣密封槽；4.內(nèi)緣密封槽點(diǎn)馴釘孔；6.小 儲(chǔ)能槽；7.大儲(chǔ)能槽。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例一；
[0025] 本實(shí)施例是一種相變儲(chǔ)能碳剎車盤，由兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合而成。其中：
[0026] 一個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上有外緣密封臺(tái)1和內(nèi)緣密封臺(tái)2,在所述外緣密 封臺(tái)1和內(nèi)緣密封臺(tái)2之間分布有多個(gè)相變儲(chǔ)能槽，所述相變儲(chǔ)能槽分為大儲(chǔ)能槽7和小 儲(chǔ)能槽8,并且所述大儲(chǔ)能槽7和小儲(chǔ)能槽8均為等腰=角形。在該單摩擦面碳盤的內(nèi)圓表 面均布有多個(gè)與輪穀固連的鍵，所述的鍵采用現(xiàn)有技術(shù)。在所述的鍵上均布有用于將兩個(gè) 單摩擦面碳盤對(duì)合固連的馴釘孔5。
[0027]所述外緣密封臺(tái)1距外圓周的距離為2~5mm，內(nèi)緣密封臺(tái)2距內(nèi)圓周的距離為 14~20mm;所述外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)的高度均為1~3mm，寬度均為1~3mm。
[002引另一個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上有外緣密封槽3和內(nèi)緣密封槽4,并且所述外 緣密封槽3和內(nèi)緣密封槽4分別與所述外緣密封臺(tái)1和內(nèi)緣密封臺(tái)2配合。在所述外緣密 封槽3和內(nèi)緣密封槽4之間分布有多個(gè)相變儲(chǔ)能槽，所述相變儲(chǔ)能槽分為大儲(chǔ)能槽7和小 儲(chǔ)能槽8,并且所述大儲(chǔ)能槽7和小儲(chǔ)能槽8均為等腰=角形。在該單摩擦面碳盤的內(nèi)圓表 面均布有多個(gè)與輪穀固連的鍵，所述的鍵采用現(xiàn)有技術(shù)。在所述的鍵上均布有用于將兩個(gè) 單摩擦面碳盤對(duì)合固連的馴釘孔5。
[0029] 所述外緣密封槽3和內(nèi)緣密封槽4的位置分別與所述外緣密封臺(tái)1和內(nèi)緣密封臺(tái) 2,并相互配合。
[0030] 在將兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合而成相變儲(chǔ)能碳剎車盤時(shí)，須使分別位于兩個(gè)單摩擦 面碳盤上的大儲(chǔ)能槽7和小儲(chǔ)能槽8的位置對(duì)應(yīng)，并使分別位于兩個(gè)單摩擦面碳盤上的馴 釘孔5的位置對(duì)應(yīng)。
[0031] 在所述對(duì)合而成相變儲(chǔ)能碳剎車盤的大儲(chǔ)能槽7和小儲(chǔ)能槽8中分別裝入相變儲(chǔ) 能材料，并在各大儲(chǔ)能槽7和小儲(chǔ)能槽8中的相變儲(chǔ)能材料上覆蓋石墨紙。得到相變儲(chǔ)能 碳剎車盤。
[0032] 所述各大儲(chǔ)能槽7的頂角均指向碳盤圓心在相鄰的兩個(gè)大儲(chǔ)能槽7之間有小儲(chǔ) 能槽8,并使各小儲(chǔ)能槽的等腰邊與相鄰的兩個(gè)儲(chǔ)能槽的等腰邊平行。所述各大儲(chǔ)能槽7的 頂角為30~90°。所述各儲(chǔ)能槽的頂角和底角均為圓角，W消除在所述頂角和底角處的應(yīng) 力集中。
[0033] 所述石墨紙的數(shù)量=大儲(chǔ)能槽+小儲(chǔ)能槽，并且各石墨紙的外形尺寸均勻所放置 的儲(chǔ)能槽的外形尺寸相對(duì)應(yīng)。
[0034] 本實(shí)施例中，所述外緣密封臺(tái)1外側(cè)表面距該單摩擦面碳盤外圓表面的距離為 2mm;外緣密封臺(tái)高1mm，寬1mm。所述內(nèi)緣密封臺(tái)2內(nèi)存邊距該單摩擦面碳盤內(nèi)圓表面的距 離為14mm;內(nèi)緣密封臺(tái)2高1mm，寬1mm。
[0035] 本實(shí)施例中，所述大儲(chǔ)能槽有10個(gè)，小儲(chǔ)能槽有10個(gè)。均布在碳盤表面的多個(gè) 大儲(chǔ)能槽7的兩底角距外緣密封臺(tái)的最小距離為2mm，頂角距內(nèi)緣密封臺(tái)2的最小距離為 2mm;所述各大儲(chǔ)能槽7的槽深為5mm。分布在各大儲(chǔ)能槽7之間的各小儲(chǔ)能槽8的兩個(gè)底 角距內(nèi)緣密封臺(tái)的最小距離為5mm;各小儲(chǔ)能槽的頂角距所述外緣密封臺(tái)的距離為8mm。
[0036] 本實(shí)施例中，碳剎車盤的馴釘孔的數(shù)量為3~6,各馴釘孔中屯、距該碳剎車盤內(nèi)圓 周的距離為6~8mm，各馴釘孔的內(nèi)徑為3~6mm。碳馴釘與釘馴釘孔之間過盈配合。
[0037] 本發(fā)明還提出了實(shí)施例2和實(shí)施例3。
[003引在實(shí)施例2和實(shí)施例3中，所述相變儲(chǔ)能碳剎車盤的組成和形狀均與實(shí)施例1中 的相變儲(chǔ)能碳剎車盤相同，不同之處在于：
[0039]

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種相變儲(chǔ)能碳剎車盤，由兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合而成，其特征在于，其中：一個(gè)單 摩擦面碳盤的非摩擦面上有外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)，另一個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上 有外緣密封槽和內(nèi)緣密封槽，并且所述外緣密封槽和內(nèi)緣密封槽分別與所述外緣密封臺(tái)和 內(nèi)緣密封臺(tái)配合； 在所述外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)之間分布有多個(gè)相變儲(chǔ)能槽，在所述外緣密封槽和內(nèi) 緣密封槽之間分布有多個(gè)相變儲(chǔ)能槽；并且分別位于外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)之間的多 個(gè)相變儲(chǔ)能槽與位于外緣密封槽和內(nèi)緣密封槽之間的多個(gè)相變儲(chǔ)能槽的數(shù)量相等、位置對(duì) 應(yīng)；當(dāng)兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合成為碳剎車盤后，在所述對(duì)合的各相變儲(chǔ)能槽內(nèi)分別裝入相 變儲(chǔ)能材料，并在所述相變儲(chǔ)能材料上覆蓋石墨紙。2. 如權(quán)利要求1所述相變儲(chǔ)能碳剎車盤，其特征在于，所述相變儲(chǔ)能槽分為大儲(chǔ)能槽 和小儲(chǔ)能槽，并且所述大儲(chǔ)能槽和小儲(chǔ)能槽均為等腰三角形。3. 如權(quán)利要求2所述一種相變儲(chǔ)能碳剎車盤，其特征在于，所述大儲(chǔ)能槽和小儲(chǔ)能槽 的數(shù)量相等，均為10~15個(gè)，間隔的分布在各單摩擦面碳盤的非摩擦面上；所述各大儲(chǔ)能 槽的頂角均指向碳盤圓心，各小儲(chǔ)能槽的等腰邊與相鄰的兩個(gè)儲(chǔ)能槽的等腰邊平行；所述 各大儲(chǔ)能槽的頂角為30~90° ;所述各儲(chǔ)能槽的頂角和底角均為圓角。4. 如權(quán)利要求1所述一種相變儲(chǔ)能碳剎車盤，其特征在于，所述外緣密封臺(tái)距外圓周 的距離為2~5mm，內(nèi)緣密封臺(tái)距內(nèi)圓周的距離為14~20mm;所述外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封 臺(tái)的高度均為1~3mm，寬度均為1~3mm〇
【專利摘要】一種相變儲(chǔ)能碳剎車盤，一個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上有外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)，另一個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上有外緣密封槽和內(nèi)緣密封槽，并且所述外緣密封槽和內(nèi)緣密封槽分別與所述外緣密封臺(tái)和內(nèi)緣密封臺(tái)配合。在兩個(gè)單摩擦面碳盤的非摩擦面上均分布有多個(gè)相變儲(chǔ)能槽。在當(dāng)兩個(gè)單摩擦面碳盤對(duì)合成為碳剎車盤后，在對(duì)合的各相變儲(chǔ)能槽內(nèi)分別裝入相變儲(chǔ)能材料并覆蓋石墨紙。本發(fā)明通對(duì)位于該碳盤中的相變儲(chǔ)能材料采取雙重保護(hù)，以防止該相變儲(chǔ)能材料汽化或液化后的流失。并通過碳鉚釘鉚接的方式實(shí)現(xiàn)了兩塊碳盤之間的定位，使碳盤結(jié)合性更好，增強(qiáng)了碳盤的穩(wěn)定性，不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，提高碳盤的結(jié)合性和密封性。
【IPC分類】F16D65/12
【公開號(hào)】CN104930086
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510311991
【發(fā)明人】張卓, 強(qiáng)琪, 劉海平, 周一帆, 杜淑娣, 趙瑞全
【申請(qǐng)人】西安航空制動(dòng)科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月8日