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1、制動盤的強度評價
更換制動盤的原因是裂紋，而不是達到了磨耗極限。裂紋有兩種形式;一種是在摩擦面上產生的裂紋;另一種是在散熱筋上產生的裂紋。由于反復受熱和冷卻;摩擦表面土細裂紋從接近摩擦面薄層處開始發(fā)展并擴展。因此，裂紋發(fā)生在高速制動或強力制動條件下。散熱筋上產生裂紋，筋上便受到由于熱膨脹引起的拉伸、壓縮和彎曲作用。這種裂紱是在高速制動、強力制動或長時問制動情況下發(fā)生的，例如持續(xù)制動或防雪制動。
在影響制動盤強度特性各因素之中，認為來自摩擦面的熱是一種主要影響因素，而壓力或離心力的影響較小。在高溫區(qū)，制動盤的材料強度趨于突然降低。匿此，根據(jù)溫度、熱應力和制動頻繁程度，制定了制動盤強度評價指標。
在試驗臺上完成疲勞試驗的基礎上，確定了如下的頻率限度;從動軸制動盤為1000次，主動軸制動盤為100次;根據(jù)磨耗限度，相應規(guī)定為500次和50次。
另外，確定了如下允許的溫度：鑄鐵制動盤約為300℃特殊鍛鋼制動盤約為500℃。同時，確定了如下的熱應力限度，鑄鐵制動盤約為+130~-390MPa，特殊鍛鋼制動盤約為+300~600MPa。
2、提高制動盤的強度
為了提高制動盤的強度，從材料和結構觀點出發(fā)研究了制動盤的強度。研究結果表明，特殊鍛鋼制動盤的強度比鑄鐵制動盤的強度高兩倍。另一方面，設計時將不大受熱應變限 制的徑向銷式制動盤的熱應力定為傳統(tǒng)式的一半。通過材料和結構上的改進，提高了熱容量、散熱和熱應力等方面的特性，使傳統(tǒng)窄軌線路上的列車速度提高到150km/h，并使新干線上的列車速度達到260km/h。因此有必要研制熱容量與蕞尢列車速度，制動減速度、制動力分配比和制動頻繁程度相匹配的制動盤。
要提高制動盤強度就必須提高散熱效果。因為期望裝置的簧下質量減少，所以制動盤的熱容量必然降低;但局部散熱導致增加熱應力，結果削弱了提高強度的作用。由于這個原因，必須從結構觀點出發(fā)尋找更有效的散熱方法。目前，正在研究懸浮式制動盤，但提高其熱容量將是困難的。
提高熱容量蕞有效的方法是采用耐熱材料。碳纖維在耐熱方面比特殊鍛鋼好，但其缺點是強度低和價格高。然而，趨向表明，碳纖維用作高速車輛的制動盤材料是有希望的。
