本發(fā)明屬于踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種踏面單元制動(dòng)器的周期載荷試驗(yàn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

機(jī)車(chē)車(chē)輛、城市軌道交通車(chē)輛以及部分軌道工程車(chē)輛的制動(dòng)普遍采用踏面制動(dòng)方式。踏面制動(dòng)，又稱閘瓦制動(dòng)，是指用閘瓦緊壓滾動(dòng)著的車(chē)輪踏面，通過(guò)閘瓦與車(chē)輪踏面的機(jī)械摩擦將列車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，消散于大氣中，并產(chǎn)生制動(dòng)力。具體的，踏面制動(dòng)采用基礎(chǔ)制動(dòng)裝置傳送制動(dòng)原動(dòng)力并產(chǎn)生制動(dòng)力，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置主要包括踏面單元制動(dòng)器和閘瓦。其中，踏面單元制動(dòng)器采用壓縮空氣為動(dòng)力源，通過(guò)制動(dòng)活塞及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將壓縮空氣壓力轉(zhuǎn)化為推力推動(dòng)閘瓦緊壓車(chē)輪踏面，從而在閘瓦和車(chē)輪踏面之間形成摩擦力。然而，為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)、緩解、閘瓦間隙調(diào)整等功能，踏面單元制動(dòng)器內(nèi)部需設(shè)置復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多。

為了驗(yàn)證踏面單元制動(dòng)器作用的可靠性和耐久性，需要對(duì)踏面單元制動(dòng)器進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。目前的疲勞試驗(yàn)方法中，被試踏面單元制動(dòng)器安裝在試驗(yàn)工裝上，踏面單元制動(dòng)器制動(dòng)后，閘瓦伸出作用在踏面仿形裝置上，保持一定時(shí)間后，踏面單元制動(dòng)器緩解，閘瓦縮回復(fù)位，然后不斷重復(fù)以上過(guò)程。試驗(yàn)需要24小時(shí)不間斷進(jìn)行，一般需耗時(shí)120天左右。

上述現(xiàn)有的試驗(yàn)方法，踏面仿形裝置是完全固定的，即為靜態(tài)的，這樣就無(wú)法驗(yàn)證踏面單元制動(dòng)器在車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于車(chē)輪不圓整產(chǎn)生的周期載荷對(duì)踏面單元制動(dòng)器的可靠性和耐久性影響；而且由于試驗(yàn)用時(shí)較長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和消耗壓縮空氣耗費(fèi)了大量電能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)，該試驗(yàn)系統(tǒng)可驗(yàn)證踏面單元制動(dòng)器在車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于車(chē)輪不圓整產(chǎn)生的周期載荷對(duì)踏面單元制動(dòng)器的可靠性和耐久性影響，縮短了疲勞試驗(yàn)周期，降低了試驗(yàn)中的電能消耗。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺(tái)，以及設(shè)置于試驗(yàn)臺(tái)上用于安裝踏面單元制動(dòng)器的安裝支架，試驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元的動(dòng)力輸出軸連接有傳動(dòng)單元，傳動(dòng)單元用于將驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)恿敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)單元的擺動(dòng)末端抵設(shè)有用于模擬車(chē)輪踏面的踏面仿形單元，踏面仿形單元在傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下往復(fù)移動(dòng)，以模擬不平整的車(chē)輪；驅(qū)動(dòng)單元電性連接有可控制驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)的控制箱。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，傳動(dòng)單元包括連接驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)恿敵鲚S的曲柄，曲柄上偏心設(shè)置有連桿，連桿的自由端設(shè)置有可將連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線移動(dòng)的固定支座，連桿的自由端接觸設(shè)置有杠桿，以將連桿的直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)力傳輸至杠桿，杠桿包括與連桿自由端接觸的接觸端，以及遠(yuǎn)離接觸端的轉(zhuǎn)動(dòng)端，杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)端安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，杠桿繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸做往復(fù)擺動(dòng)，杠桿抵至踏面仿形單元。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，踏面仿形單元包括固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)上的導(dǎo)向座，以及活動(dòng)安裝于導(dǎo)向座上的仿形踏面，仿形踏面抵住傳動(dòng)單元的擺動(dòng)末端，仿形踏面在傳動(dòng)單元的作用下，在導(dǎo)向座上往復(fù)移動(dòng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，固定支座固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)上，固定支座上開(kāi)設(shè)有可穿設(shè)連桿的開(kāi)槽，連桿的自由端通過(guò)開(kāi)槽穿設(shè)固定支座并與杠桿接觸，固定支座上的側(cè)部設(shè)置有滑動(dòng)槽，連桿與固定支座在滑動(dòng)槽處活動(dòng)連接，以使連桿沿滑動(dòng)槽的方向直線移動(dòng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，驅(qū)動(dòng)單元為電機(jī)或液壓缸。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，控制箱內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)源控制器，以控制踏面單元制動(dòng)器充氣和排氣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本發(fā)明的踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)，其通過(guò)可將電機(jī)往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性往復(fù)周期移動(dòng)的傳動(dòng)單元，模擬了車(chē)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于車(chē)輪不圓整產(chǎn)生的周期載荷對(duì)踏面單元制動(dòng)器的可靠性和耐久性影響，縮短了疲勞試驗(yàn)周期，降低了試驗(yàn)中的電能消耗；

2、本發(fā)明的踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)，增加了周期載荷，可以將疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)間由耗時(shí)120天，縮短為35天左右，減少了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和制造壓縮空氣的大量電能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中傳動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)的原理示意圖。

以上各圖中：1、控制箱；2、試驗(yàn)臺(tái)；3、驅(qū)動(dòng)單元；31、驅(qū)動(dòng)軸；4、傳動(dòng)單元；41、曲柄；42、連桿；43、固定支座；44、杠桿；45、轉(zhuǎn)動(dòng)軸；5、踏面仿形單元；51、仿形踏面；52、導(dǎo)向座；6、踏面單元制動(dòng)器；7、安裝支架。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒(méi)有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

參見(jiàn)圖1，是本發(fā)明踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的踏面單元制動(dòng)器試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺(tái)2，以及設(shè)置于試驗(yàn)臺(tái)上2用于安裝踏面單元制動(dòng)器6的安裝支架7，其中，該試驗(yàn)平臺(tái)2上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)單元3，驅(qū)動(dòng)單元3的動(dòng)力輸出軸31連接有傳動(dòng)單元4，傳動(dòng)單元4用于將驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)恿敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)單元4的擺動(dòng)末端抵設(shè)有用于模擬車(chē)輪踏面的踏面仿形單元5，踏面仿形單元5在傳動(dòng)單元4的帶動(dòng)下往復(fù)移動(dòng)，以模擬不平整的車(chē)輪；驅(qū)動(dòng)單元3電性連接有可控制驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)的控制箱1。

上述中，踏面仿形單元模擬車(chē)輪，踏面仿形單元在傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下，模擬轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪不圓造成的半徑變化，給踏面單元制動(dòng)器施加周期載荷，從而驗(yàn)證踏面單元制動(dòng)器在車(chē)輪不圓工況下的可靠性和耐久性，并且由于增加了周期載荷，大大的縮短踏面單元制動(dòng)器的可靠性和耐久性驗(yàn)證周期。通過(guò)試驗(yàn)證明，通過(guò)本發(fā)明的上述試驗(yàn)系統(tǒng)，可以將疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)間由耗時(shí)120天，縮短為35天左右，減少了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和制造壓縮空氣的大量電能。

進(jìn)一步結(jié)合圖2詳細(xì)說(shuō)明，上述中，驅(qū)動(dòng)單元3可為電機(jī)或液壓缸，驅(qū)動(dòng)單元3均具有動(dòng)力輸出軸31，傳動(dòng)單元4包括連接驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)恿敵鲚S31的曲柄41，曲柄41上偏心設(shè)置有連桿42，連桿42固定在曲柄41上的一端為固定端，與之相對(duì)的一端為自由端，偏心連接于曲柄41上的連桿42，隨曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。連桿42的自由端設(shè)置有可將連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線移動(dòng)運(yùn)動(dòng)的固定支座43，連桿42的直線運(yùn)動(dòng)自由端接觸設(shè)置有杠桿44，以將連桿42的直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)力傳輸至杠桿44，杠桿44包括與連桿42自由端接觸的接觸端，以及遠(yuǎn)離接觸端的轉(zhuǎn)動(dòng)端，杠桿44的轉(zhuǎn)動(dòng)端安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸45，杠桿44繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸45做往復(fù)擺動(dòng)，杠桿44抵至踏面仿形單元5，以帶動(dòng)踏面仿形單元5的運(yùn)動(dòng)。

上述中，固定支座43固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)2上，固定支座43上開(kāi)設(shè)有可穿設(shè)連桿42的開(kāi)槽，該開(kāi)槽優(yōu)選開(kāi)設(shè)于固定支座的中部，連桿42的自由端通過(guò)開(kāi)槽穿設(shè)固定支座并與杠桿44接觸，固定支座43上的側(cè)部設(shè)置有滑動(dòng)槽，連桿42與固定支座43在滑動(dòng)槽處活動(dòng)連接，以使連桿42沿滑動(dòng)槽的方向直線移動(dòng)。

上述中，傳動(dòng)單元首先將驅(qū)動(dòng)單元輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)偏心曲柄連桿輸出往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)通過(guò)固定支座的限定，將該往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，因連桿輸出直線運(yùn)動(dòng)的自由端與杠杠的接觸，從而帶動(dòng)杠杠的接觸端繞轉(zhuǎn)動(dòng)端往復(fù)擺動(dòng)，杠杠連接踏面仿形單元，踏面仿形單元在杠桿的作用下往復(fù)移動(dòng)，從而模擬了車(chē)輪的不平整現(xiàn)象。

繼續(xù)參見(jiàn)圖2，踏面仿形單元5包括固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)2上的導(dǎo)向座52，以及活動(dòng)安裝于導(dǎo)向座52上的仿形踏面51，仿形踏面51抵住傳動(dòng)單元4的擺動(dòng)末端，仿形踏面51在傳動(dòng)單元4的作用下，在導(dǎo)向座52上往復(fù)直線移動(dòng)。

另外，本發(fā)明的控制箱內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)源控制器，風(fēng)源控制器可控制踏面單元制動(dòng)器6充氣和排氣。

另外，上述中，驅(qū)動(dòng)單元3、曲柄41均通過(guò)固定于試驗(yàn)臺(tái)上的支座固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)上，該支座、安裝支座7等優(yōu)選均通過(guò)可拆卸的方式安裝于試驗(yàn)臺(tái)上，以便于調(diào)整不同結(jié)構(gòu)的位置，適用性更廣。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合圖3的原理圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的試驗(yàn)方法：首先，將待檢測(cè)的踏面單元制動(dòng)器6安裝在踏面單元制動(dòng)器的安裝支架7上，利用控制箱1控制驅(qū)動(dòng)單元3的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和扭矩，通過(guò)傳動(dòng)單元帶動(dòng)踏面仿形單元的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步輸出周期移動(dòng)量和載荷并直接作用在踏面單元制動(dòng)器6上，該周期移動(dòng)量和載荷大小模擬車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪不圓整造成的半徑變化給踏面單元制動(dòng)器施加周期載荷，從而驗(yàn)證踏面單元制動(dòng)器在車(chē)輪不圓整工況下的可靠性和耐久性，并且由于增加了周期載荷，因而可縮短踏面單元制動(dòng)器的可靠性和耐久性驗(yàn)證周期。

上述，踏面仿形單元沿踏面單元制動(dòng)器上絲杠的軸線方向往復(fù)線性移動(dòng)頻率，可模擬車(chē)輪轉(zhuǎn)速，往復(fù)運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期即為車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周。踏面仿形單元作用在踏面單元制動(dòng)器上的周期載荷應(yīng)大于踏面單元制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的閘瓦推力，從而踏面單元制動(dòng)器的閘瓦在踏面仿形單元的作用下可沿制動(dòng)器絲杠軸線方向往復(fù)線性移動(dòng)。

踏面制動(dòng)器疲勞試驗(yàn)時(shí)，為了充分驗(yàn)證可靠性和耐久性，應(yīng)盡量延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間，緩解時(shí)間為踏面制動(dòng)器完全緩解時(shí)間；踏面制動(dòng)器充入壓縮空氣壓力應(yīng)盡可能高，但必須低于踏面制動(dòng)器最高工作壓力。