专利名称：踏面制动单元试验台的制作方法
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试验台。
背景技术：
目前，最高运行速度160km/h以内的国内外城市轨道交通车辆的基础制动装置普遍采用踏面单元制动器，它对减轻车辆重量、均勻分配制动力、提高制动效率、减少维修及改善动力学性能具有很明显的作用。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Pl进入停放缸，停放缸 a内有压力，制动缸气体P 2排出制动缸，制动缸b内无压力，制动活塞bl复位，离开车轮 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P2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al上的大复位弹簧a2的弹性系数大于制动活塞bl上的小复位弹簧1^2，所以制动活塞bl随停放活塞al 一起向左运动压紧车轮c，而产生停放制动。对踏面制动单元的测试一类是包括强度试验、灵敏度试验、高压气密性试验等性能试验；另一类就是测试其使用寿命的耐久性试验。而这些试验的实质就是，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的输出力、输出位移以及停放缸和制动缸内的气体压力。但是，现有技术中对踏面制动单元进行测试的设备多为纯机械式测试设备，主要缺陷表现为试验操作程序复杂，对试验操作员专业技术水平要求较高，可靠性差，自动化程度低，试验周期长的缺点。

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试验台。本实用新型提供一种踏面制动单元试验台，包括机械部分和电气控制部分。机械部分，包括一用于装夹所述踏面制动单元的装夹工装、一用于获取所述踏面制动单元的输出力的测力传感器组成、一用于获取所述踏面制动单元的输出位移的位移传感器以及一水平承载台。装夹工装设置于承载台上，在承载台上，装夹工装一侧的水平方向上依次设置有一第一支撑、一第二支撑以及一挡块；其中，挡块紧临所述第二支撑，且挡块上垂直插设一制动销。测力传感器组成设置于第一支撑和第二支撑之间，且测力传感器组成一端的连接轴经由第一支撑与踏面制动单元的伸出头相连接，另一相对端的连接轴经由第二支撑伸至所述挡块。位移传感器设置于承载台上，并与测力传感器组成连接。电气控制部分，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所述踏面制动单元按照实验步骤动作的PC控制系统。模拟控制气路与踏面制动单元的停放缸和制动缸相连接；PC控制系统与模拟控制气路、测力传感器以及位移传感器相连接。在本实用新型一实施例中，所述模拟控制气路包括风源和四条供气支路，其中两条供气支路与踏面制动单元的停放缸和制动缸连接，用于对踏面制动单元进行性能试验; 另外两条供气支路也分别与踏面制动单元的停放缸和制动缸连接，用于对踏面制动单元进行耐久性试验。在本实用新型一实施例中，所述供气支路上设置有电空比例阀、二位二通电磁阀、 二位三通换向电磁阀以及压力传感器。在本实用新型一实施例中，所述测力传感器组成包括一测力传感器、容纳测力传感器的组框以及分别设置于组框两端的连接轴，其中与所述伸出头连接的连接轴上设置有齿状凸起，且在所述连接轴端部、与所述伸出头连接处设置有方形的连接头。在本实用新型一实施例中，在所述第一支撑和所述第二支撑上，对应所述连接轴设置有通孔，且第一支撑上的通孔上对应所述齿状凸起设置有凹槽。在本实用新型一实施例中，所述装夹工装上设置有3个定位孔，用于定位踏面制动单元。在本实用新型一实施例中，所述连接头以及所述伸出头上对应设置有通孔，通孔中设置有用于连接连接头和伸出头的连接销。本实用新型提供的踏面制动单元试验台，通过PC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，并将所获取的输出力、输出位移和内部气体压力等信息反馈到PC控制系统，经计算得到所需各项参数，实现了试验过程的自动化和试验结果的可靠性，同时，大大提高了试验效率。

[0015]图Ia为踏面制动单元的常用缓解示意图D[0016]图Ib为踏面制动单元的常用制动示意图D[0017]图Ic为踏面制动单元的停放制动示意图D[0018]图2为本实用新型踏面制动单元试验台--实施例的机械部分结构图。[0019]图3为本实用新型踏面制动单元试验台--实施例的模拟控制气路的原理图。[0020]附图标记[0021]a-停放缸；b-制动缸；a 1-停放活塞；[0022]bl_制动活塞；a2-大复位弹簧；b2-小复位弹簧；[0023]C"车轮；Pl-停放缸气体；P2-制动缸气体；[0024]1-踏面制动单元；6-压力传感器；7-两位三通换向电磁阀[0025]8-两位两通电磁阀；211-定位孔；10-储气罐；[0026]Il-REG手动调压阀；5-承载台；13-风源；[0027]16-压力表；17-截断塞门；18-电空比例阀；[0028]Ll-第一支路；L2-第二支路；L3-第三支路[0029]L4-第四支路；24-挡块；
22-第一支撑； 25-制动销； 33-组框； 112-连接销； 4-拉线式位移传感器；
23-第二支撑； 31-测力传感器; 211-定位孔； 321-齿状凸起； 21-装夹工装。32-连接轴；111-伸出头；322-连接头；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型实施例的技术方案。图2为本实用新型踏面制动单元试验台一实施例的机械部分结构图。如图1所示， 本实用新型踏面制动单元试验台包括机械部分和电气控制部分。机械部分包括用于装夹所述踏面制动单元的装夹工装21、用于获取所述踏面制动单元1的输出力的测力传感器组成、用于获取踏面制动单元1的输出位移的位移传感器以及一水平承载台5。装夹工装21 设置于承载台5上，且与承载台5垂直，以使安装于其上的踏面制动单元1也垂直于承载台 5，保证踏面制动单元1的伸出头111水平伸出。在承载台5上，装夹工装21 —侧的水平方向上依次设置有第一支撑22、第二支撑23以及挡块M ；其中，第一支撑22与第二支撑23 之间的距离较大，而挡块M则紧临第二支撑23，且挡块M上垂直插设一制动销25。测力传感器组成设置于第一支撑22和第二支撑23之间，且测力传感器组成一端的连接轴32经由第一支撑22与踏面制动单元1的伸出头111相连接，另一相对端的连接轴32经由第二支撑23伸至挡块M。即，测力传感器组成的前、后两端(装夹工装所在一侧为前)分别向前、向后伸出连接轴32，向前伸出的连接轴32通过第一支撑22后，连接轴32的前自由端与伸出头111连接在一起，而向后伸出的连接轴32通过第二支撑23后，到达挡块M的位置。位移传感器设置于承载台5上，并与测力传感器组成连接。本实施例所用的位移传感器为拉线式位移传感器4，拉线式位移传感器设置在承载台5上，并位于测力传感器组成的下方，拉线式位移传感器4的输入端与设置于测力传感器组成的连接头322下部的连接片连接在一起。电气控制部分包括一用于模拟车辆气路的模拟控制气路和一用于控制模拟控制气路驱动踏面制动单元1按照实验步骤动作的PC控制系统。模拟控制气路与踏面制动单元的停放缸a和制动缸b相连接。模拟控制气路的主要作用是模拟车辆气路向踏面制动单元1的停放缸a和制动缸b供气，使踏面制动单元1实现常用缓解、常用制动和停放制动的主要功能。所述PC控制系统与模拟控制气路、测力传感器31以及位移传感器(在本实施例中为拉线式位移传感器4)相连接，以控制模拟控制气路的动作和收集试验信息。在利用本实施例的踏面制动单元试验台进行测试时，通过PC控制系统下达指令， 模拟控制气路开始动作，驱动伸出头111沿水平方向运动。当伸出头111带动连接轴32 — 起向后移动时，移动到连接轴32的后自由端接触到插设在挡块M的制动销25上时，连接轴32的后自由端便被挡住，不能再继续移动，而同时连接轴32的前端在伸出头111的带动下继续向后移动，使得测力传感器组成中的测力传感器31受压，从而获得踏面制动单元1 的输出力。而当需测量踏面制动单元1的输出位移时，只需拔掉挡块M上的制动销25，这样，就不会再限制连接轴32的移动，连接在连接头322下方的连接片上的拉线式位移传感器4就可以获得位移信息，完成对输出位移的测量。PC控制系统再将获得的输出力信息和输出位移信息经过计算得出试验参数，即可判定各项参数是否符合标准。可见，本实用新型的踏面制动单元试验台操作简单，克服了现有技术的试验台反复拆装，操作复杂且需通过刻度盘读数的不便，实现了测试的自动化，且避免了人工读数造成的误差，提高了实验数据的可靠性。本实用新型一实施例是利用本实用新型的踏面制动单元试验台同时进行性能试验和耐久性试验。请同时参照图2和图3，本实施例中包括两个上述实施例中的踏面制动单元试验台的机械部分，即一个用于耐久性试验，另一个用于性能试验。另外，模拟控制气路包括风源13和四条供气支路，其中两条供气支路与踏面制动单元1的停放缸a和制动缸b 连接，用于对踏面制动单元1进行性能试验；另外两条供气支路也分别与踏面制动单元1的停放缸a和制动缸b连接，用于对踏面制动单元1进行耐久性试验。即，模拟控制气路中第一支路Ll和第二支路L2与用于性能试验的踏面制动单元1的停放缸a和制动缸b连接， 余下的第三支路L 3和第四支路L4与用于耐久性试验的踏面制动单元1的停放缸a和制动缸b连接。之后的动作过程在以上实施例中已经说明，在此不再赘述。在上述实施例中，如图3所示，供气支路上设置有电空比例阀18、二位二通电磁阀 8、二位三通换向电磁阀7以及压力传感器6。S卩，在每一供气支路(包括第一支路Li、第二支路L2、第三支路L 3、第四支路L4)上均设置有两位三通换向电磁阀7，用于提供进气和排气的通道；每一供气支路上均设置两位两通电磁阀8和压力传感器6，以对气路压力进行测试；第一支路Ll和第二支路L2是与用于性能试验的踏面制动单元1连接的，其上设置电空比例阀18，以调节所在气路压力，模拟车辆气路的压力变化过程；而第三支路L3和第四支路L4是与用于耐久性试验的踏面制动单元1连接的，因耐久性试验气路上的压力可以为恒定值，所以，在本实施例中将其上的电空比例阀18换成了 REG手动调压阀，当然，也可以用电空比例阀18，效果是一致的。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13通过用于通断控制的截断塞门17，然后经REG手动调压阀11对风源13进行降压， 其压力值可以由压力表16读出。调压后的风源13通过四向气路板进行分流分成第一支路 Li、第二支路L2、第三支路L 3和第四支路L4四条供气支路。以通过第一支路Ll向制动缸b进气为例，风源13经过电空比例阀18后，转换成按要求变化压力的风源，然后经过储气罐10的稳压处理，经过两位两通电磁阀8 (此时该阀处于接通状态)到达两位三通换向电磁阀7，进气时两位三通换向电磁阀7的NO端接入气路，使风源13可以经过该两位三通换向电磁阀7后，再经过压力表6进入制动缸b。当制动缸b通过第一支路Ll排气时，风源 13由制动缸b流至两位三通换向电磁阀7，此时，两位三通换向电磁阀7的NC端接入气路， 使风源13经过两位三通换向电磁阀7排入大气，完成了排气过程。其它支路其它情况的工作过程与此类似，故不再赘述。当需要测试停放缸a或是制动缸b中的气体压力时，只需断开两位两通电磁阀8， 由压力表6读出压力值即可。本模拟控制气路实现了对车辆气路的模拟，并且可由PC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。在本实用新型一实施例中，如图2所示，测力传感器组成包括容纳测力传感器31 的组框33以及分别设置于组框33两端的连接轴32，其中与伸出头111连接的连接轴32上设置有齿状凸起321，且在连接轴32端部、与伸出头111连接处设置有方形的连接头322， 即连接轴32前部的自由端处设置有连接头322，以便于连接轴32与伸出头111的连接。在上述实施例中，在第一支撑22、第二支撑23上以及挡块M上，对应连接轴32设置有通孔，使连接轴32可以向前穿过第一支撑22上的通孔使连接头322与前面的伸出头 111连接；同时，使另一相对端的连接轴32向后穿过第二支撑23上的通孔，并进入挡块M 的通孔抵靠到制动销25上，或是，在拿掉制动销25时，在该通孔里移动。且第一支撑22上的通孔上对应齿状凸起321设置有凹槽，这样的配合设计，可以更好的对连接轴32定位，防止连接轴32发生周向的转动，从而提高了试验参数的可靠性。在本实用新型一实施例中，装夹工装21上设置有3个定位孔211，以在安装踏面制动单元1时，用螺栓通过定位空211和踏面制动单元1上的螺栓孔连接即可实现对踏面制动单元1的定位，使试验安装过程简单易行。在本实用新型一实施例中，连接头322以及伸出头111上对应设置有通孔，且该些通孔中设置有用于连接连接头322和伸出头111的连接销，销连接的方式简单、可靠，还不会对连接轴32产生额外的附加力，有利于试验操作和获取试验输出信息。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试验台，用于进行踏面制动单元的性能试验和耐久性试验，其特征在于，包括机械部分，包括一用于装夹所述踏面制动单元的装夹工装、一用于获取所述踏面制动单元的输出力的测力传感器组成、一用于获取所述踏面制动单元的输出位移的位移传感器以及一水平承载台，所述装夹工装设置于所述承载台上，在所述承载台上，所述装夹工装一侧的水平方向上依次设置有一第一支撑、一第二支撑以及一挡块；其中，所述挡块紧临所述第二支撑，且所述挡块上垂直插设一制动销；所述测力传感器组成设置于所述第一支撑和所述第二支撑之间，且所述测力传感器组成一端的连接轴经由所述第一支撑与所述踏面制动单元的伸出头相连接，另一相对端的连接轴经由所述第二支撑伸至所述挡块；所述位移传感器设置于所述承载台上，并与所述测力传感器组成连接；电气控制部分，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所述踏面制动单元按照实验步骤动作的PC控制系统，所述模拟控制气路与所述踏面制动单元的停放缸和制动缸相连接；所述PC控制系统与所述模拟控制气路、所述测力传感器以及所述位移传感器相连接。
2.根据权利要求1所述的踏面制动单元试验台，其特征在于，所述模拟控制气路包括风源和四条供气支路，其中两条供气支路与所述踏面制动单元的停放缸和制动缸连接，用于对所述踏面制动单元进行性能试验；另外两条供气支路也分别与所述踏面制动单元的停放缸和制动缸连接，用于对所述踏面制动单元进行耐久性试验。
3.根据权利要求2所述的踏面制动单元试验台，其特征在于，所述供气支路上设置有电空比例阀、二位二通电磁阀、二位三通换向电磁阀以及压力传感器。
4.根据权利要求1所述的踏面制动单元试验台，其特征在于，所述测力传感器组成包括一测力传感器、容纳所述测力传感器的组框以及分别设置于所述组框两端的连接轴，其中与所述伸出头连接的连接轴上设置有齿状凸起，且在所述连接轴端部、与所述伸出头连接处设置有方形的连接头。
5.根据权利要求4所述的踏面制动单元试验台，其特征在于，在所述第一支撑、所述第二支撑以及所述挡块上，对应所述连接轴设置有通孔，且所述第一支撑上的通孔上对应所述齿状凸起设置有凹槽。
6.根据权利要求1或2所述的踏面制动单元试验台，其特征在于，所述装夹工装上设置有3个定位孔，用于定位所述踏面制动单元。
7.根据权利要求4所述的踏面制动单元试验台，其特征在于，所述连接头以及所述伸出头上对应设置有通孔，所述通孔中设置有用于连接所述连接头和所述伸出头的连接销。
专利摘要本实用新型提供一种踏面制动单元试验台，包括机械部分和电气控制部分。机械部分，包括用于装夹所述踏面制动单元的装夹工装、用于获取所述踏面制动单元的输出力的测力传感器组成、用于获取所述踏面制动单元的输出位移的位移传感器以及水平承载台。电气控制部分，包括用于模拟车辆气路的模拟控制气路和用于控制所述模拟控制气路PC控制系统。本实用新型提供的踏面制动单元试验台，通过PC控制系统模拟控制气路模拟车辆气路工作，使踏面制动单元按照试验步骤动作，并将所获取的输出力、输出位移和内部气体压力等信息反馈到PC控制系统，经计算得到所需各项参数，实现了试验过程的自动化和试验结果的可靠性，同时，大大提高了试验效率。
文档编号G01M17/08GK202101857SQ20112002253
公开日2012年1月4日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者刘作琪, 庄国明, 朱新宇, 欧阳坤, 陆啸秋 申请人:南京浦镇海泰制动设备有限公司, 铁道部运输局