专利名称：一种踏面制动单元疲劳试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路车辆制动技术，尤其涉及一种用于进行踏面制动单元测试的踏面制动单元疲劳试验台。
背景技术：
踏面单元制动器是目前国内外使用较为广泛的一种单元制动器，适用于列车时速在80km/h以下，轴重在16t以下的机车、动车以及地铁车辆。踏面单元制动器是整套制动系统的终端执行元件之一，通过闸瓦与车轮之间的摩擦把车辆的动能转化为内能，从而达到制动的目的，其性能的好坏直接影响车辆运行的稳定性、舒适性及安全性。疲劳试验是检 验踏面单元制动器长期运行稳定的有效手段。踏面制动单元的主要功能包括常用缓解、常用制动和停放制动。图Ia为踏面制动单元的常用缓解示意图，如图Ia所示，在常用缓解时，停放缸气体P I进入停放缸a，停放缸a内有压力，制动缸气体P 2排出制动缸b，制动缸b内无压力，制动活塞bl复似，尚开车轮c，制动缓解。图Ib为踏面制动单元的常用制动示意图,如图Ib所示,此时,停放缸气体Pl进入停放缸a，制动缸气体P 2进入制动缸b，停放缸a内和制动缸b内都有压力，停放活塞al和制动活塞bl都压紧弹簧，制动活塞bl向左运动压紧车轮c，产生常用制动。图Ic为踏面制动单元的停放制动示意图,如图Ic所示,此时,停放缸气体Pl排出停放缸a，制动缸气体P2排出制动缸b，停放缸a和制动缸b内都没有压力，但由于停放活塞的第一复位弹簧a2的弹性系数大于制动活塞第二复位弹簧b2，所以制动活塞bl随停放活塞al —起向左运动压紧车轮c，而产生停放制动。对踏面制动单元的疲劳性能测试是测试产品性能很重要的一个环节，测试的实质就是测试踏面制动单元在上述的常用缓解、常用制动和停放制动的过程中其内部机构、输出力、输出位移以及停放缸和制动缸内的气体压力是否还能满足设计要求。但是，现有技术中对踏面单元制动器的测试设备不能模拟踏面制动单元的实际工况，主要缺陷表现为踏面单元制动器长时间使用会带来磨损，磨损后，踏面制动单元伸出杆会自进给，现有设备没有考虑这种现象，对踏面单元制动器中的机构测试不确切。

实用新型内容针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种试验操作简单，可靠性高且自动化程度高的踏面制动单元疲劳试验台。本实用新型提供一种踏面制动单元疲劳试验台，包括踏面制动单元、用于模拟控制气路的电气控制器、用于装夹所述踏面制动单元的工装、用于踏面制动单元的单元制动器伸出杆的复位机构、用于模拟踏面磨损的丝杆传动机构以及一水平工作台面，所述工装安装于踏面制动单元下方，工装一侧的水平方向设有安装在工作台面上方的直线导轨，复位机构和丝杆传动机构设于直线导轨上方。[0010]所述复位机构包括冲击杆、复位伺服电机、大齿轮、电机支撑块、导向支撑，所述冲击杆的前端连接大齿轮，导向支撑设于冲击杆上，复位伺服电机通过电机支撑块固定于冲击杆，所述大齿轮通过小齿轮与复位伺服电机连接。所述丝杆传动机构包括被冲击挡块、丝杆及受力挡块，所述丝杆通过冲击挡块与复位机构的冲击杆连接，受力挡块设于丝杆上，所述丝杆通过电机固定挡块与丝杆伺服电机连接。所述冲击杆前端的大齿轮通过销轴连接单元制动器伸出杆。所述冲击杆的中心轴线与丝杆的中心轴线处在同一水平线上。所述丝杆与冲击挡块之间设置有推力球轴承。所述丝杆为梯形螺纹丝杆。所述冲击挡块、电机固定挡块固定于直线导轨上方，并沿直线导轨方向运动，受力挡块通过螺栓与工作台固定。所述工作台面上还设置有沿直线导轨位置的行程开关。所述电气控制器包括一用于模拟车辆气路的模拟控制气路和一用于控制所述模拟控制气路驱动使踏面制动单元按照实验步骤动作的PLC控制系统，所述模拟控制气路与踏面制动单兀的停放缸和制动缸相连接；所述PLC控制系统与t吴拟控制气路中的电磁阀、行程开关以及伺服电机的驱动系统相连接。所述模拟控制气路包括分别与踏面制动单元停放缸和制动缸连接的风源和两条供气支路。所述供气支路上设置有二位三通电磁阀和二位三通气控阀。通过采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果是本实用新型提供的踏面制动单元疲劳试验台，通过PLC控制系统控制模拟控制气路模拟车辆气路工作，控制踏面制动单元按照试验步骤动作，同时伺服电机驱动丝杆带动冲击挡块间歇式后退，模拟踏面的磨损，后退到限定位置后，伺服电机驱动踏面制动单元的伸出杆复位，伺服电机驱动丝杆带动挡块，如此过程反复进行，经过一定次数后，测试踏面制动单元的动作是否有异常，检查踏面制动器中的丝杆、进给螺母、调整开关、引导螺母等关键件的疲劳性能，暴露踏面单元制动器存在的潜在故障，找出其设计与制造过程中的薄弱环节，为踏面单元制动器的进一步优化设计提供依据。

图Ia为本实用新型踏面制动单元疲劳试验台的常用缓解示意图。图Ib为本实用新型踏面制动单元疲劳试验台的常用制动示意图。图Ic为本实用新型踏面制动单元疲劳试验台的停放制动示意图。图2为本实用新型踏面制动单元疲劳试验台一实施例的结构示意图。图3为本实用新型踏面制动单元疲劳试验台一实施例的模拟控制气路的原理图。图中的标号名称a -停放缸；b -制动缸；a I 一停放活塞；b I-制动活塞；a2-大复位弹簧；b2-小复位弹簧；c -车轮；P I-停放缸气体；P 2-制动缸气体；I -踏面制动单元；2-工装；3_小齿轮；4_复位伺服电机；5_冲击杆；6_推力球轴承；7-丝杆；8-联轴器；9_丝杆伺服电机；10_工作台；11_单元制动器伸出杆；12_销轴；13_大齿轮；14_电机支撑块；15-导向支撑；16-冲击挡块；17-受力挡块；18_电机固定挡块；19-直线导轨；20-过滤减压阀；21_减压阀；22_风缸；23_两位三通气控阀；24_两位三通电磁阀；25_减压阀；20_复位机构；30_丝杆传动机构。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例来进一步说明本实用新型实施例的技术方案。如图2所示，本实用新型提供一种踏面制动单元疲劳试验台，包括踏面制动单元I、用于模拟控制气路的电气控制器、用于装夹所述踏面制动单元I的工装2、用于踏面制动单元I的单元制动器伸出杆11的复位机构20、用于模拟踏面磨损的丝杆传动机构30以及一水平工作台面10，所述工装2安装于踏面制动单元I下方，工装2 —侧的水平方向设有安装在工作台面10上方的直线导轨19，复位机构20和丝杆传动机构30设于直线导轨19上方，所述工作台面10上还设置有沿直线导轨19位置的行程开关。所述复位机构20包括冲击杆5、复位伺服电机4、大齿轮13、电机支撑块14、导向支撑15,所述冲击杆5的前端连接大齿轮13,导向支撑15设于冲击杆5上,复位伺服电机4通过电机支撑块14固定于冲击杆5，所述大齿轮13通过小齿轮3与复位伺服电机4连接，所述踏面制动单元I的单元制动器伸出杆的复位机构20能够自动将单元制动器伸出杆11复位，冲击杆5前端的大齿轮13通过销轴12连接单元制动器伸出杆11，冲击杆5在导向支撑15中可以转动和直线运动。所述丝杆传动机构30包括被冲击挡块16、丝杆7及受力挡块17，所述丝杆7通过冲击挡块16与复位机构20的冲击杆5连接，受力挡块17设于丝杆7上，所述丝杆7通过电机固定挡块18与丝杆伺服电机9连接，所述冲击挡块16、电机固定挡块18固定于直线导轨19上方，并沿直线导轨19方向运动，受力挡块17通过M20螺栓与工作台10固定。试验台可以模拟踏面的磨损，冲击挡块16可以沿直线导轨运动，靠丝杆传动机构30带动，丝杆7为梯形螺纹丝杆，可以实现自锁，丝杆靠伺服电机8驱动，丝杆7转动，螺母固定，从而实现丝杆的前后运动，驱动冲击挡块16和电机固定挡块18沿直线导轨运动。所述冲击杆5的中心轴线与丝杆7的中心轴线处在同一水平线上，在冲击过程中，能保证冲击力不产生偏心。所述丝杆7与冲击挡块16之间设置有推力球轴承6，能够保证丝杆很好的转动，同时承受大的轴向冲击力。所述电气控制器包括一用于模拟车辆气路的模拟控制气路和一用于控制所述模拟控制气路驱动使踏面制动单元I按照实验步骤动作的PLC控制系统，所述模拟控制气路与踏面制动单兀I的停放缸和制动缸相连接；所述PLC控制系统与|吴拟控制气路中的电磁阀、行程开关以及伺服电机的驱动系统相连接，所述模拟控制气路包括分别与踏面制动单元I停放缸和制动缸连接的风源和两条供气支路，所述供气支路上设置有二位三通电磁阀和二位三通气控阀。在利用本实施例的踏面制动单元疲劳试验台进行测试时，通过PLC控制系统下达指令，模拟控制气路开始动作，驱动停放活塞al和制动活塞bl运动，从而单元制动器伸出杆11带动冲击杆5 —起向后移动，当冲击杆5的后自由端接触到冲击挡块16时,便被挡住，不能再继续移动，一定时间后，模拟控制气路驱动停放活塞al和制动活塞bl运动，使单元制动器伸出杆11带动冲击杆5 —起向前收回，此时控制伺服电机9驱动丝杆7转动，使冲击挡块16向后运动一定位置后停止，然后模拟控制气路重新动作，驱动停放活塞al和制动活塞bl运动，从而单元制动器伸出杆11带动冲击杆5 —起向后移动，以上过程反复进行，直到冲击挡块16后退到一定位置，复位伺服电机4动作，驱动单元制动器伸出杆11向前复位，丝杆伺服电机9驱动冲击挡块16向前复位。上述过程反复进行试验，测试单元制动器的疲劳性能指标是否满足要求。通过上述可见，本实用新型的踏面制动单元疲劳试验台实现了测试的自动化。本实用新型一实施例是利用本实用新型的踏面制动单元疲劳试验台进行疲劳试验。在上述实施例中，如图3所示，供气支路上设置有减压阀21、减压阀25、二位二通气控阀23以及二位三通电磁阀24。S卩，通过减压阀21调节所在气路压力从而模拟车辆气路的压力，通过减压阀25输出二位二通气控阀23的控制压力，通过二位三通电磁阀24控制二位二通气控阀23的通断。该模拟控制气路的具体工作过程如下通过PC控制系统下达工作指令后，首先，风源通过用于通断控制的截断塞门，然后经手动减压阀20对风源进行过滤减压。调压后的风源通过四向气路板进行分流分成四条供气支路。通过第一支路向制动缸b进气为例，风源经过减压阀21后，转换成要求的压力，然后经过储气罐22的稳压处理，经过两位两通气控阀23进入制动缸b。当制动缸b通过第一支路排气时，制动缸b流至两位三通气控阀23排入大气。第二条支路与第一条支路类似，只是最终与两位两通气控阀23连接的是停放缸a。第三条支路是经过减压阀25后，转换成要求的压力，然后经过两位两通电磁阀24进去两位三通气控阀23的控制压力端口，实现对两位三通气控阀23的控制。第四路同第三路相似，在此不做赘述。本模拟控制气路实现了对车辆气路的模拟，并且可由PLC控制系统直接控制，保证了最终试验结果的可靠性，也是对踏面制动单元进行自动化测试的一个重要方面。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于包括踏面制动单元(I)、用于模拟控制气路的电气控制器、用于装夹所述踏面制动单元(I)的工装(2)、用于踏面制动单元(I)的单元制动器伸出杆(11)的复位机构(20)、用于模拟踏面磨损的丝杆传动机构(30)以及一水平工作台面(10 )，所述工装(2 )安装于踏面制动单元(I)下方，工装(2 ) —侧的水平方向设有安装在工作台面(10)上方的直线导轨(19)，复位机构(20)和丝杆传动机构(30)设于直线导轨(19)上方； 所述复位机构(20 )包括冲击杆(5 )、复位伺服电机(4 )、大齿轮(13 )、电机支撑块(14 )、导向支撑(15)，所述冲击杆(5)的前端连接大齿轮(13)，导向支撑(15)设于冲击杆(5)上，复位伺服电机(4)通过电机支撑块(14)固定于冲击杆(5 )，所述大齿轮(13 )通过小齿轮(3 )与复位伺服电机(4)连接； 所述丝杆传动机构(30)包括被冲击挡块(16)、丝杆(7)及受力挡块(17)，所述丝杆(7)通过冲击挡块(16)与复位机构(20)的冲击杆(5)连接，受力挡块(17)设于丝杆(7)上，所述丝杆(7)通过电机固定挡块(18)与丝杆伺服电机(9)连接。
2.根据权利要求I所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述冲击杆(5)前端的大齿轮(13)通过销轴(12)连接单元制动器伸出杆(11)。
3.根据权利要求I所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述冲击杆(5)的中心轴线与丝杆(7)的中心轴线处在同一水平线上。
4.根据权利要求I中所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述丝杆(7)与冲击挡块(16 )之间设置有推力球轴承(6 )。
5.根据权利要求I或4所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述丝杆(7)为梯形螺纹丝杆。
6.根据权利要求I所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述冲击挡块(16)、电机固定挡块(18)固定于直线导轨(19)上方，并沿直线导轨(19)方向运动，受力挡块(17)通过螺栓与工作台(10)固定。
7.根据权利要求I所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述工作台面(10)上还设置有沿直线导轨(19)位置的行程开关。
8.根据权利要求I至7任一项所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述电气控制器包括一用于模拟车辆气路的模拟控制气路和一用于控制所述模拟控制气路驱动使踏面制动单元(I)按照实验步骤动作的PLC控制系统，所述模拟控制气路与踏面制动单元(I)的停放缸和制动缸相连接；所述PLC控制系统与模拟控制气路中的电磁阀、行程开关以及伺服电机的驱动系统相连接。
9.根据权利要求8所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述模拟控制气路包括分别与踏面制动单元(I)停放缸和制动缸连接的风源和两条供气支路。
10.根据权利要求9所述的踏面制动单元疲劳试验台，其特征在于所述供气支路上设置有二位三通电磁阀和二位三通气控阀。
专利摘要本实用新型涉及一种踏面制动单元疲劳试验台，包括用于模拟控制气路的电气控制器、用于装夹所述踏面制动单元的工装、用于踏面制动单元的单元制动器伸出杆的复位机构、用于模拟踏面磨损的丝杆传动机构以及一水平工作台面，所述工装安装于踏面制动单元下方，工装一侧的水平方向设有安装在工作台面上方的直线导轨，复位机构和丝杆传动机构设于直线导轨上方，本实用新型通过PLC控制系统模拟控制气路模拟车辆气路工作，使踏面制动单元动作，在制动器缓解时，通过伺服电机驱动挡块后退模拟踏面磨损，然后重复制动，直到挡块退到一定位置，两个伺服电机分别驱动制动器的伸出杆和挡块复位，达到一定次数后检查踏面制动单元的动作是否有异常。
文档编号G01M17/08GK202648963SQ20122017993
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者臧传相, 吴明赵 申请人:南京浦镇海泰制动设备有限公司