專(zhuān)利名稱(chēng)：阻尼盤(pán)式制動(dòng)轉(zhuǎn)子的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及車(chē)輛制動(dòng)轉(zhuǎn)子，尤其涉及具有改進(jìn)的振動(dòng)阻尼特性的制動(dòng)轉(zhuǎn)子。
輪式車(chē)輛減速和制動(dòng)一般是采用產(chǎn)生摩擦力的制動(dòng)系統(tǒng)。一種已知的制動(dòng)系統(tǒng)是盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括固定到一個(gè)或多個(gè)車(chē)輪上并隨其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子通常包括用來(lái)將轉(zhuǎn)子固定到車(chē)輛上的一中央帽部，以及帶有相對(duì)的、基本上平行的摩擦表面的一外摩擦部分。
盤(pán)式制動(dòng)組件還包括一卡鉗組件，該組件安裝在車(chē)輛的非旋轉(zhuǎn)部件上用來(lái)移動(dòng)摩擦件，例如制動(dòng)器摩擦片，使之與轉(zhuǎn)子摩擦表面接觸。在制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器摩擦片壓靠運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的摩擦表面，產(chǎn)生與車(chē)輪旋轉(zhuǎn)方向相反的摩擦力，車(chē)輛減速。
制動(dòng)轉(zhuǎn)子典型地由導(dǎo)電材料，最好是含鐵材料，例如鑄鐵或灰鐵，鑄造而成，而后經(jīng)機(jī)械加工獲得需要的尺寸和公差。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工過(guò)程中，一刀具壓靠在轉(zhuǎn)子上，切掉轉(zhuǎn)子表面的一部分，例如摩擦表面。
在帶有傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子制動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)常產(chǎn)生不希望的噪音和振動(dòng)。盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)部件，例如卡鉗和制動(dòng)器摩擦片，在制動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。該振動(dòng)能量被傳送到轉(zhuǎn)子，也作為激勵(lì)轉(zhuǎn)子的能量。被激勵(lì)的轉(zhuǎn)子在其共振頻率或接近其共振頻率時(shí)振動(dòng)達(dá)到最大幅度，產(chǎn)生令人聽(tīng)到后感到不快的噪聲，例如“制動(dòng)尖叫聲”。
因此需要提高轉(zhuǎn)子的阻尼，以減少制動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子的噪聲和振動(dòng)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種帶有改進(jìn)的阻尼特性的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，以及一種生產(chǎn)該轉(zhuǎn)子的方法。制動(dòng)轉(zhuǎn)子包括一摩擦部分，該部分帶有在制動(dòng)過(guò)程中與制動(dòng)部件，例如制動(dòng)器摩擦片，接觸的一摩擦表面。制動(dòng)轉(zhuǎn)子的一表面是經(jīng)放電研磨，也稱(chēng)放電加工，制造的，以便改進(jìn)轉(zhuǎn)子的阻尼特性。制動(dòng)轉(zhuǎn)子的衰減率提高，Q因數(shù)降低。
制動(dòng)轉(zhuǎn)子上放電研磨的部分由導(dǎo)電材料形成，最好是含鐵材料，更適宜的是鑄鐵材料、灰鐵材料或阻尼鐵材料。制動(dòng)轉(zhuǎn)子可以包括一實(shí)心的摩擦部分或一通風(fēng)的摩擦部分。雖然可以選擇，制動(dòng)轉(zhuǎn)子可以是由不止一種材料形成的復(fù)合材料轉(zhuǎn)子，但是，制動(dòng)轉(zhuǎn)子最好由一種材料鑄造。
一種用來(lái)改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子阻尼特性的方法，包括通過(guò)放電研磨或放電加工處理轉(zhuǎn)子的一個(gè)表面來(lái)提高衰減率和/或減小Q因數(shù)。放電研磨或放電加工最好包括提供至少一個(gè)電極，并減小電極和轉(zhuǎn)子表面之間的距離直到兩者之間產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電火花。雖然制動(dòng)轉(zhuǎn)子上任何適宜的表面經(jīng)放電研磨或放電加工處理都可以改進(jìn)轉(zhuǎn)子的阻尼特性，但上述表面最好是摩擦表面。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明附

圖1是根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)轉(zhuǎn)子的橫剖面正視圖；附圖2是根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)轉(zhuǎn)子的另一個(gè)實(shí)施例的橫剖面正視圖；附圖3示出了測(cè)試制動(dòng)轉(zhuǎn)子的方法的方框圖；附圖4是幾個(gè)轉(zhuǎn)子的阻尼圖，示出了根據(jù)本發(fā)明制造的轉(zhuǎn)子的改進(jìn)的阻尼特性。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以采用各種可選的方位和步驟順序，除了進(jìn)行了相反的明確強(qiáng)調(diào)之處。也應(yīng)當(dāng)理解，附圖中所示和下述說(shuō)明中所述的特定的裝置和方法，只是所附權(quán)利要求書(shū)確定的本發(fā)明主旨的代表性實(shí)施例。因此，涉及在此公開(kāi)的實(shí)施例的具體的尺寸和其他物理特性不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限定性的，除非權(quán)利要求中有明確的表述。
本發(fā)明涉及對(duì)一盤(pán)式制動(dòng)轉(zhuǎn)子阻尼特性的改進(jìn)，例如附圖1中10所示的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子10包括一徑向內(nèi)輪轂部分12，該部分帶有一中央安裝部分14，用來(lái)將轉(zhuǎn)子安裝在相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)件(未示出)上，例如一心軸或車(chē)軸。一帽狀壁16從安裝部分14的外緣開(kāi)始延伸。該帽狀壁16可以是直圓柱形的，從安裝部分14開(kāi)始以直角延伸。可以選擇，帽狀壁，或其上的部分，可以?xún)A斜形成一圓錐的一部分，或是彎曲的。中央安裝部分14帶有一中央引導(dǎo)孔18，其中緊密地接收驅(qū)動(dòng)件。緊固孔20形成在中央安裝部分14，用來(lái)接收緊固件，以便將轉(zhuǎn)子固定到車(chē)輛(未示出)上。
轉(zhuǎn)子10還包括一徑向外環(huán)狀摩擦部分22，該部分帶有相對(duì)的摩擦表面24，包括一內(nèi)側(cè)摩擦表面24a和一外側(cè)摩擦表面24b。摩擦表面24a、24b與相應(yīng)的摩擦件25接觸，例如制動(dòng)摩擦片或類(lèi)似物。轉(zhuǎn)子10的環(huán)狀摩擦部分22有一徑向內(nèi)邊26和一徑向外邊28。一環(huán)形槽29最好設(shè)置在摩擦部分22徑向內(nèi)邊26上靠近帽狀壁16處。轉(zhuǎn)子10是一實(shí)心轉(zhuǎn)子。
現(xiàn)參考附圖2，轉(zhuǎn)子的第二實(shí)施例以30示出。轉(zhuǎn)子30與轉(zhuǎn)子10相似，其中與附圖1所示轉(zhuǎn)子10中相同的特征或部件采用同樣的附圖標(biāo)記。但是轉(zhuǎn)子30是一通風(fēng)的轉(zhuǎn)子，它帶有一摩擦部分32，該部分包括一對(duì)相互平行分離設(shè)置的制動(dòng)盤(pán)。制動(dòng)盤(pán)包括一內(nèi)側(cè)制動(dòng)盤(pán)33a和一外側(cè)制動(dòng)盤(pán)33b。摩擦表面，包括一內(nèi)側(cè)摩擦表面34a和一外側(cè)摩擦表面34b，分別設(shè)置在制動(dòng)盤(pán)33a和33b的面向外側(cè)的表面。
通風(fēng)轉(zhuǎn)子包括散熱片35，它們將制動(dòng)盤(pán)33a和33b相互連接，從而在制動(dòng)盤(pán)之間形成通風(fēng)孔36，用來(lái)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)在制動(dòng)盤(pán)之間提供冷卻氣流?？晒┻x擇的軸向延伸的通風(fēng)孔(未示出)可以延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)子10或30上摩擦部分22或32，以提供附加冷卻。
附圖1和2中的轉(zhuǎn)子為示意目的示出，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限定性的，因?yàn)樵诖怂f(shuō)的發(fā)明可以應(yīng)用于任何已知的、由適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料形成的轉(zhuǎn)子上，上述導(dǎo)電材料包括但不限于鑄鐵、灰鐵和阻尼鐵。轉(zhuǎn)子最好全部由同樣的材料形成。雖然，選擇性地，轉(zhuǎn)子可以是由一種以上的材料形成復(fù)合材料轉(zhuǎn)子，且由放電研磨加工的部分由上述導(dǎo)電材料形成。
轉(zhuǎn)子10和30最好以傳統(tǒng)的方式鑄造，以生產(chǎn)物理尺寸接近需要的最終尺寸的轉(zhuǎn)子鑄件。轉(zhuǎn)子表面，最好是摩擦表面24a、24b，隨后利用放電加工，也稱(chēng)作放電研磨，被加工至需要的尺寸。用于加工轉(zhuǎn)子表面，例如摩擦表面，的放電研磨加工方法和裝置的一實(shí)施例在系列號(hào)為09/193,063的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)，該申請(qǐng)作為參考文獻(xiàn)被結(jié)合到本發(fā)明中。但是，任何適當(dāng)?shù)?，已知的放電研磨或放電加工的形式都可以使用，包括旋轉(zhuǎn)或固定放電加工。
放電研磨加工的轉(zhuǎn)子，在放電研磨加工之前和/或之后，可以額外地先進(jìn)行傳統(tǒng)的機(jī)械加工。例如，摩擦表面24a、24b在放電研磨加工之前，可以先利用傳統(tǒng)的機(jī)械加工進(jìn)行一個(gè)粗加工步驟。此外，轉(zhuǎn)子上除了摩擦部分之外的其它部分可以采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工。
轉(zhuǎn)子10和30由一種導(dǎo)電材料形成，較好的是含鐵的材料，更好的是鑄鐵，最好是灰鐵。例如，轉(zhuǎn)子10和30可以由一種過(guò)共晶鐵，也就是所知的阻尼鐵形成，其碳當(dāng)量(以下簡(jiǎn)稱(chēng)C.E.)大于4.3％。轉(zhuǎn)子的最小抗張強(qiáng)度為21,750磅/平方英寸，150MPa。阻尼鐵的成分包括C.E. 4.3-4.6碳3.7-3.90硅1.9-2.3錳1.7×S+0.3(最少)-0.8％硫0.07-0.15磷0.03-0.09％鎳最多0.10％鉻0.04-0.25％鉬最多0.08％銅0.04-0.25％以及微量的鋁、鈦、錫、鉛和銻。但是，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種阻尼鐵的成分是限定的，可以采用任何合適的阻尼鐵成分。
選擇性地，轉(zhuǎn)子可以由其它適合的灰鐵，包括C.E.在3.7％至4.3％之間的鑄鐵形成。一種適當(dāng)?shù)蔫T鐵的成分實(shí)例包括鎂最少(計(jì)算為1.7(％S)+0.3)硫最多0.17碳3.25-3.65硅1.6-2.4磷最多0.12鉻最多0.4但是，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種鑄鐵的成分是限定的，可以采用任何合適的鑄鐵成分。
放電研磨加工的轉(zhuǎn)子采用一種放電研磨裝置加工，該裝置包括一個(gè)或多個(gè)連接到一個(gè)或多個(gè)電源的電極。轉(zhuǎn)子安裝到放電研磨裝置上，從而形成一個(gè)從轉(zhuǎn)子到地面的電路。被加工的轉(zhuǎn)子表面，最好是摩擦表面24a、24b、34a、34b，與電極之間的距離減小，直到其間的間隙擊穿，電極與轉(zhuǎn)子表面之間產(chǎn)生電火花或放電。電火花在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生大約10,000至12,000攝氏度的高溫。如此高的溫度使轉(zhuǎn)子表面的部分金屬汽化。一系列電火花指向轉(zhuǎn)子表面不同的位置，汽化轉(zhuǎn)子表面的部分，直到整個(gè)轉(zhuǎn)子表面被加工到需要的尺寸。而最好是加工轉(zhuǎn)子的摩擦表面，轉(zhuǎn)子的其他表面也可以通過(guò)放電研磨加工改進(jìn)轉(zhuǎn)子的阻尼特性。不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為轉(zhuǎn)子放電研磨加工的方式是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)檗D(zhuǎn)子可以采用任何已知的放電研磨或放電加工技術(shù)進(jìn)行加工，以改進(jìn)其阻尼特性。
放電研磨加工的轉(zhuǎn)子10和30呈現(xiàn)出與具有相同尺寸、形狀和相同的鐵成分的未經(jīng)放電研磨加工的轉(zhuǎn)子相比顯著改進(jìn)的阻尼特性。轉(zhuǎn)子的阻尼特性可以用轉(zhuǎn)子的衰減率D表示，它代表被激勵(lì)的轉(zhuǎn)子放射出的聲能密度或振幅隨時(shí)間的衰減。根據(jù)用正弦曲線的幅值最好地表示了衰減率的數(shù)學(xué)模型，D可以用下式表達(dá)D＝-20log10(A/A0)/t其中，A是在時(shí)間t時(shí)的幅值，A0是在t＝0時(shí)的幅值。衰減率D以分貝/秒度量。一個(gè)轉(zhuǎn)子需要有較高的衰減率，這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子被一個(gè)激勵(lì)物，例如一制動(dòng)摩擦片，激勵(lì)時(shí)，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)幅值很快地衰減。具有高衰減率的轉(zhuǎn)子在制動(dòng)過(guò)程中不易產(chǎn)生“制動(dòng)尖叫聲”和其他不希望的噪聲及振動(dòng)。
Q因數(shù)是在機(jī)械振動(dòng)領(lǐng)域常用的一個(gè)概念，它表示共振的銳度。Q因數(shù)可以用下式表示Q＝(27.3×f)/D其中，f是轉(zhuǎn)子的共振頻率。一個(gè)轉(zhuǎn)子需要有較低的Q因數(shù)，這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子被一個(gè)激勵(lì)物，例如一制動(dòng)摩擦片，激勵(lì)時(shí)，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)幅值很快地衰減。具有低Q因數(shù)的轉(zhuǎn)子在制動(dòng)過(guò)程中也不易產(chǎn)生“制動(dòng)尖叫聲”和其他不希望的噪聲及振動(dòng)。
人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與僅經(jīng)過(guò)同刀具物理接觸的傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子相比，利用放電研磨加工轉(zhuǎn)子表面，尤其是摩擦表面，通過(guò)提高衰減率D和降低Q因數(shù)，可以提高轉(zhuǎn)子的阻尼特性。對(duì)于具有用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法加工的摩擦表面24a、24b、34a、34b的轉(zhuǎn)子和具有采用放電研磨加工方法加工的摩擦表面的轉(zhuǎn)子的衰減率和Q因數(shù)進(jìn)行比較測(cè)試。對(duì)實(shí)心轉(zhuǎn)子和通風(fēng)轉(zhuǎn)子均進(jìn)行了測(cè)試。為了比較測(cè)試的一致性，放電研磨加工的轉(zhuǎn)子具有與相比較的經(jīng)傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子相同的形狀，并采用同樣的鑄造方法，由具有相同成分的灰鐵鑄造而成。
現(xiàn)參照附圖3，該圖示出了測(cè)試裝置。一振蕩器、一功率放大器和線圈用來(lái)在測(cè)試過(guò)程中激勵(lì)轉(zhuǎn)子。被激勵(lì)的轉(zhuǎn)子放出的聲能由一擴(kuò)音器接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。擴(kuò)音器與一示波器/頻率計(jì)數(shù)器以及一分析器相連。振蕩器被調(diào)整以尋找被記錄的轉(zhuǎn)子共振頻率。
隨后，被調(diào)整到共振頻率的振蕩器被關(guān)閉，從而觸發(fā)分析器。分析器測(cè)量由被激勵(lì)的轉(zhuǎn)子發(fā)出的衰減信號(hào)，轉(zhuǎn)子的衰減率被確定。然后，利用共振頻率和衰減率根據(jù)上述等式確定Q因數(shù)。
每個(gè)轉(zhuǎn)子的衰減率和共振頻率在摩擦表面圓周上間隔的不同位置處被測(cè)量。測(cè)量結(jié)果取平均列在表1中。
表1

上述測(cè)試結(jié)果表明，與傳統(tǒng)機(jī)械加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子的衰減率44.72分貝/秒和34.30分貝/秒相比，通風(fēng)放電研磨加工的轉(zhuǎn)子的衰減率為189.47分貝/秒和134.99分貝/秒。放電研磨加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子的衰減率比傳統(tǒng)機(jī)械加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子的衰減率提高了300-550％。
與傳統(tǒng)機(jī)械加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)673.08和517.52相比，通風(fēng)放電研磨加工的轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)為124.87和176.60。放電研磨加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)比傳統(tǒng)機(jī)械加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)降低65-82％。
在測(cè)試完零件號(hào)為43187-4edm/ground的轉(zhuǎn)子，即一帶有放電研磨加工的摩擦表面的轉(zhuǎn)子后，在傳統(tǒng)的機(jī)械加工設(shè)備上，特別是一車(chē)床，加工該轉(zhuǎn)子的摩擦表面。該零件，現(xiàn)稱(chēng)之為零件號(hào)43187-4edm/afterturn的零件的每個(gè)摩擦表面切去0.0102cm，然后用上述測(cè)試方法再次測(cè)試。該轉(zhuǎn)子的衰減率為199.83分貝/秒，Q因數(shù)為117.67，這表明即使采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法將放電研磨表面的某些部分除掉后，放電研磨加工的阻尼效果仍然很明顯。用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式除去0.0102cm是以示例的方式提供的，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限定性的。任意適量的材料，包括0.00254cm這樣小的量都可以通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法除去，而同樣能提供可比較的阻尼效果。雖然通風(fēng)轉(zhuǎn)子由阻尼鐵制成，但是任何適當(dāng)?shù)蔫T鐵，包括灰鐵制成的通風(fēng)轉(zhuǎn)子，由于所述的放電研磨加工，都將表現(xiàn)出阻尼特性的提高。
與傳統(tǒng)機(jī)械加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子的衰減率33.90分貝/秒相比，放電研磨加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子的衰減率為58.79分貝/秒。放電研磨加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子的衰減率比傳統(tǒng)機(jī)械加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子的衰減率提高73％以上。
與傳統(tǒng)機(jī)械加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)892.08相比，放電研磨加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)為493.11。放電研磨加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)比傳統(tǒng)機(jī)械加工實(shí)心轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)低45％。這些實(shí)心轉(zhuǎn)子由鑄鐵制成，而包含任何合適的灰鐵包括阻尼鐵制成的實(shí)心轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)上述放電研磨加工后都會(huì)表現(xiàn)出阻尼特性的提高。
在另一組制動(dòng)轉(zhuǎn)子上進(jìn)行第二組測(cè)試，比較在相同的轉(zhuǎn)子上放電研磨加工和傳統(tǒng)機(jī)械加工的效果。測(cè)試一個(gè)與上述實(shí)心轉(zhuǎn)子具有相似尺寸和鑄鐵成分的一實(shí)心轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的摩擦表面由傳統(tǒng)的方式加工，衰減率和Q因數(shù)用上述方法確定。而后，同一個(gè)轉(zhuǎn)子的摩擦表面被放電研磨加工，再次確定衰減率和Q因數(shù)。這次測(cè)試的結(jié)果在下面的表2中示出。
表2


在傳統(tǒng)的機(jī)械加工后進(jìn)行放電研磨加工的帶有實(shí)心摩擦部分的鑄鐵轉(zhuǎn)子的衰減率被提高了，比上述只經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子的衰減率提高了300％以上。傳統(tǒng)的機(jī)械加工后進(jìn)行放電研磨加工的轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)也有改進(jìn)，比上述只經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)降低大約68％。
與上述通風(fēng)轉(zhuǎn)子具有大致相同的尺寸的一通風(fēng)轉(zhuǎn)子30，但由與上述實(shí)心轉(zhuǎn)子10相似的鑄鐵成分形成，也以相似的方式被測(cè)試。該轉(zhuǎn)子的摩擦表面經(jīng)傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法加工，并利用上述方法確定衰減率和Q因數(shù)。而后，同一轉(zhuǎn)子的摩擦表面被放電研磨加工，再次確定衰減率和Q因數(shù)。此次測(cè)試的結(jié)果表示在下表3中。
表3

在傳統(tǒng)的機(jī)械加工后進(jìn)行放電研磨加工的帶有通風(fēng)的摩擦部分的鑄鐵轉(zhuǎn)子的衰減率被提高了，比上述只經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子的衰減率提高360％以上。傳統(tǒng)的機(jī)械加工后進(jìn)行放電研磨加工的該轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)也有改進(jìn)，比上述只經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)降低大約73％。
人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與僅經(jīng)過(guò)同刀具物理接觸的傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子相比，利用放電研磨加工轉(zhuǎn)子表面，尤其是摩擦表面，通過(guò)提高衰減率D和降低Q因數(shù)，可以提高轉(zhuǎn)子的阻尼特性。與上述通風(fēng)轉(zhuǎn)子的尺寸相似，并且由上述阻尼鐵成分形成的通風(fēng)轉(zhuǎn)子30被測(cè)試，以便與原粗鑄件的阻尼特性比較放電研磨加工對(duì)阻尼特性的改進(jìn)。鑄鐵轉(zhuǎn)子的衰減率和Q因數(shù)采用上述測(cè)試方法確定。隨后，轉(zhuǎn)子鑄件的摩擦表面按如上所述進(jìn)行放電研磨加工。放電研磨加工的轉(zhuǎn)子再次被測(cè)試，以確定其衰減率和Q因數(shù)。這些測(cè)試的結(jié)果表示在下表4中。
表4


放電研磨加工也提高了帶有通風(fēng)的摩擦部分的阻尼鐵轉(zhuǎn)子的衰減率。經(jīng)傳統(tǒng)的機(jī)械加工后放電研磨加工的轉(zhuǎn)子的衰減率比上述只經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)機(jī)械加工的轉(zhuǎn)子的衰減率提高了295％到325％。放電研磨加工后，該轉(zhuǎn)子的Q因數(shù)也有改進(jìn)，降低67％至70％。
采用第二種測(cè)試方法測(cè)試另一組實(shí)心轉(zhuǎn)子和通風(fēng)轉(zhuǎn)子。再次，為了比較的一致性，用相同的灰鐵成分和鑄造方法形成轉(zhuǎn)子鑄件。帶有傳統(tǒng)機(jī)械加工的摩擦表面的轉(zhuǎn)子與帶有放電研磨加工的摩擦表面的轉(zhuǎn)子相比較。
每個(gè)轉(zhuǎn)子均被懸掛在通過(guò)轉(zhuǎn)子上的一孔被繞成圈的一根線上。懸掛的轉(zhuǎn)子近似獨(dú)立于線的支持而振動(dòng)，這被稱(chēng)作自由懸掛，因?yàn)樗试S轉(zhuǎn)子以其自由方式振動(dòng)。這樣，振動(dòng)阻尼只是轉(zhuǎn)子材料的阻尼和一小部分來(lái)自空氣的阻尼的結(jié)果。
懸掛的轉(zhuǎn)子被沖擊錘擊打，在沖擊錘前端有一測(cè)力器。轉(zhuǎn)子隨后的振動(dòng)通過(guò)固定到轉(zhuǎn)子表面的一個(gè)小加速計(jì)測(cè)量。該加速計(jì)測(cè)量垂直于轉(zhuǎn)子表面的振動(dòng)。沖擊力的時(shí)間歷程和轉(zhuǎn)子的響應(yīng)被數(shù)字記錄并進(jìn)行譜線分析。這些測(cè)試的結(jié)果列在下表5中。
表5

轉(zhuǎn)子#1-#4摩擦部分的一部分被除去，這影響上述結(jié)果，但是可以測(cè)量到如表5所示的衰減率的提高和Q因數(shù)的降低。
附圖4示出了轉(zhuǎn)子#1-#4的轉(zhuǎn)子振動(dòng)衰減的時(shí)間歷程。振動(dòng)衰減得越快，阻尼越高。放電研磨加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子#1的衰減率比傳統(tǒng)機(jī)械加工的通風(fēng)轉(zhuǎn)子#2的衰減率提高了大約200％。放電研磨加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子#3的衰減率比放電研磨加工的實(shí)心轉(zhuǎn)子#4的衰減率提高了28％。如上所示Q因數(shù)也有相當(dāng)?shù)慕档汀?br> 權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子阻尼特性的方法，包括提供一制動(dòng)轉(zhuǎn)子；以及放電研磨加工所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子的一個(gè)表面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由導(dǎo)電材料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由含鐵材料形成。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由鑄鐵形成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由灰鐵形成。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由阻尼鐵形成。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子是一制動(dòng)轉(zhuǎn)子鑄件。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子包括一制動(dòng)表面，放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子一表面的步驟包括放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)表面。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子的步驟之前，通過(guò)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工刀具接觸加工轉(zhuǎn)子一表面的步驟。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子后，通過(guò)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工刀具接觸加工轉(zhuǎn)子一表面的步驟。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子具有一實(shí)心摩擦部分。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子是一個(gè)具有一摩擦部分的通風(fēng)轉(zhuǎn)子，所述摩擦部分包括一對(duì)相互平行、間隔設(shè)置的制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)盤(pán)之間設(shè)置有徑向通風(fēng)孔。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括一摩擦部分，該摩擦部分具有貫穿于其中的軸向通風(fēng)孔。
14.一種改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子阻尼特性的方法，包括提供一制動(dòng)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子帶有包括一制動(dòng)表面的導(dǎo)電制動(dòng)部分；以及放電研磨加工所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)表面。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的制動(dòng)部分由含鐵材料形成。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的制動(dòng)部分由鑄鐵形成。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的制動(dòng)部分由灰鐵形成。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的制動(dòng)部分由阻尼鐵形成。
19.一種改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子Q因數(shù)的方法，包括提供一制動(dòng)轉(zhuǎn)子；以及放電研磨加工所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子。
20.一種改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子衰減率的方法，包括提供一制動(dòng)轉(zhuǎn)子；以及放電研磨加工所述制動(dòng)子。
21.一種改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子阻尼特性的方法，包括提供一制動(dòng)轉(zhuǎn)子；以及放電研磨加工所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由導(dǎo)電材料形成。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由含鐵材料形成。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由鑄鐵形成。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由灰鐵形成。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由阻尼鐵形成。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子是一制動(dòng)轉(zhuǎn)子鑄件。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子包括一制動(dòng)表面，放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子一表面的步驟包括放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)表面。
29.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括在放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子的步驟之前，通過(guò)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工刀具接觸加工轉(zhuǎn)子一表面的步驟。
30.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括在放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子后，通過(guò)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工刀具接觸加工轉(zhuǎn)子一表面的步驟。
31.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子具有一實(shí)心摩擦部分。
32.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子是一個(gè)具有一摩擦部分的通風(fēng)轉(zhuǎn)子，所述摩擦部分包括一對(duì)相互平行、間隔設(shè)置的制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)盤(pán)之間設(shè)置有徑向通風(fēng)孔。
33.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括一摩擦部分，該摩擦部分具有貫穿于其中的軸向通風(fēng)孔。
34.一種改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子阻尼特性的方法，包括提供一制動(dòng)轉(zhuǎn)子；以及提供至少一個(gè)電極；以及減小至少一個(gè)電極和制動(dòng)轉(zhuǎn)子表面之間的距離，直到其間產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電火花。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子由導(dǎo)電材料形成。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子由含鐵材料形成。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子由鑄鐵形成。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子由灰鐵形成。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子由阻尼鐵形成。
40.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子是一制動(dòng)轉(zhuǎn)子鑄件。
41.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子包括一制動(dòng)表面，放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子一表面的步驟包括放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)表面。
42.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子的步驟之前，通過(guò)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工刀具接觸加工轉(zhuǎn)子一表面的步驟。
43.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在放電研磨加工制動(dòng)轉(zhuǎn)子后，通過(guò)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工刀具接觸加工轉(zhuǎn)子一表面的步驟。
44.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子具有一實(shí)心摩擦部分。
45.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子是一個(gè)具有一摩擦部分的通風(fēng)轉(zhuǎn)子，所述摩擦部分包括一對(duì)相互平行、間隔設(shè)置的制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)盤(pán)之間設(shè)置有徑向通風(fēng)孔。
46.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括一摩擦部分，該摩擦部分具有貫穿于其中的軸向通風(fēng)孔。
47.一種制動(dòng)轉(zhuǎn)子，包括一放電研磨加工的表面，以改進(jìn)該制動(dòng)轉(zhuǎn)子的阻尼特性。
48.如權(quán)利要求47所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，還包括一具有摩擦表面的摩擦部分，其中放電研磨加工的表面是摩擦表面。
49.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦部分由導(dǎo)電材料形成。
50.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦部分由含鐵材料形成。
51.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦部分由鑄鐵形成。
52.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦部分由灰鐵形成。
53.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦部分由阻尼鐵形成。
54.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子是一制動(dòng)轉(zhuǎn)子鑄件。
55.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦表面通過(guò)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工刀具接觸進(jìn)行傳統(tǒng)的機(jī)械加工。
56.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子帶有實(shí)心摩擦部分。
57.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦部分包括一對(duì)相互平行、間隔設(shè)置的制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)盤(pán)之間設(shè)置有徑向通風(fēng)孔。
58.如權(quán)利要求48所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述摩擦表面包括貫穿于其中的軸向通風(fēng)孔。
59.一種制動(dòng)轉(zhuǎn)子，包括一放電研磨加工表面，用來(lái)改進(jìn)制動(dòng)轉(zhuǎn)子的阻尼特性。
60.如權(quán)利要求59所述的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，其特征在于，還包括具有一摩擦表面的摩擦部分，其中放電研磨加工的表面是所述摩擦表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)的阻尼特性的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，以及一種生產(chǎn)該轉(zhuǎn)子的方法。所述制動(dòng)轉(zhuǎn)子的一表面被放電研磨加工，也是所知的放電加工，以便改進(jìn)轉(zhuǎn)子的阻尼特性。制動(dòng)轉(zhuǎn)子的衰減率提高，Q因數(shù)降低。制動(dòng)轉(zhuǎn)子被放電研磨加工的部分由導(dǎo)電材料形成，尤其是含鐵材料，最好的是鑄鐵材料、灰鐵材料或阻尼鐵材料。制動(dòng)轉(zhuǎn)子可以包括一實(shí)心摩擦部分或一通風(fēng)摩擦部分。雖然選擇性地，制動(dòng)轉(zhuǎn)子可以是由多于一種材料形成的一復(fù)合材料轉(zhuǎn)子，但制動(dòng)轉(zhuǎn)子最好由一種材料鑄造而成。
文檔編號(hào)F16D65/12GK1415056SQ00817971
公開(kāi)日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2000年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月5日
發(fā)明者A·R·道迪, W·E·迪克爾森, C·米洛沙夫萊夫斯基, R·瓦爾科維爾克 申請(qǐng)人:海斯·雷默斯國(guó)際公司