CN102410930A

CN102410930A - 制动钳性能与耐久性综合试验台

Info

Publication number: CN102410930A
Application number: CN2011104333414A
Authority: CN
Inventors: 王维锐; 葛正; 石浩然
Original assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Current assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: CN102410930B

Abstract

本发明公开了一种制动钳性能与耐久性综合试验台，包括钳体刚性测量装置、制动液加压装置、力矩测量切换装置、力矩测量装置、制动盘、制动盘旋转加载装置、加载方式切换装置、静扭力矩加载装置，被测制动钳设置于钳体刚性测量装置内并连接制动液加压装置；力矩测量切换装置在测量主轴一端与被测制动钳连接，测量主轴另一端通过输入轮连接两套量程不同的力矩测量装置；被测制动钳工作区设置有制动盘；制动盘连接制动盘旋转加载装置；制动盘旋转加载装置的加载主轴上设置有加载方式切换装置；加载方式切换装置连接静扭力矩加载装置。本发明能够对制动钳施加复杂多样的力学加载项目，从而在一台试验设备上完成包括制动钳性能和耐久性的多种项目试验。

Description

制动钳性能与耐久性综合试验台

技术领域

本发明涉及一种试验设备，具体涉及一种制动钳性能与耐久性综合试验台。

背景技术

制动钳是车辆制动的执行部件，是涉及车辆运行安全的关键零部件。制动钳在产品设计阶段和生产过程中均需要对其进行性能和耐久性的检测。制动钳的性能试验有高、低压密封性试验、耐压破坏试验、拖滞力矩试验、静扭强度试验；制动钳的耐久性试验包括常温耐久试验和高压耐久试验。

现有的制动钳试验台架只能针对某项或某几项试验项目进行检测，功能单一，无法满足不同的试验需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制动钳性能与耐久性综合试验台，它可以对制动钳进行多种不同的试验项目的检测，有效降低试验设备的成本。

为解决上述技术问题，本发明制动钳性能与耐久性综合试验台的技术解决方案为：

包括钳体刚性测量装置8、力矩测量切换装置7、力矩测量装置6、制动盘9、制动盘旋转加载装置3、加载方式切换装置5、静扭力矩加载装置4、制动液加压装置2，被测制动钳10设置于钳体刚性测量装置8内，钳体刚性测量装置8通过其位移传感器84测量被测制动钳10的变形量；力矩测量切换装置7通过其测量主轴72的一端与被测制动钳10连接，测量主轴72的另一端通过输入轮75连接两套量程不同的力矩测量装置6；被测制动钳10工作区设置有制动盘9；制动盘9连接制动盘旋转加载装置3；制动盘旋转加载装置3的加载主轴32上设置有加载方式切换装置5；加载方式切换装置5连接静扭力矩加载装置4；被测制动钳10连接制动液加压装置2的出口端，制动液加压装置2用于将制动液注入被测制动钳10并使被测制动钳10腔体内达到目标压强；当被测制动钳10将制动盘9夹紧时，被测制动钳10将来自于静扭力矩加载装置4的扭矩传递到力矩测量切换装置7的测量主轴72上，并通过力矩测量切换装置7最终传递给力矩测量装置6，力矩测量装置6测得被测制动钳10被施加的静扭力矩后反馈给控制系统，控制系统据此判断并调整静扭力矩加载装置4的静扭液压源42输出的油液压强。

所述制动液加压装置2包括油路块27，油路块27的入口端连接液压泵22的出口，油路块27的出口端通过管路连接被测制动钳10的制动液入口，液压泵22的入口连接制动液箱；液压泵22通过可控速加压电机21驱动；油路块27上设置有两只不同量程的压强传感器，低压压强传感器24和高压压强传感器25，低压压强传感器24所在支路上设置有电控截止阀23；低压压强传感器24和高压压强传感器25与控制系统的输入端电连接，可控速加压电机21与控制系统的输出端电连接。所述油路块27上设置有溢流阀26。

所述制动盘旋转加载装置3包括加载主轴32，加载主轴32的一端连接制动盘9，另一端连接可控速旋转电机31，加载主轴32通过可控速旋转电机31实现驱动；可控速旋转电机31与控制系统的输出端电连接。

所述加载方式切换装置5包括驱动套53，驱动套53与所述加载主轴32固定连接，驱动套53的一侧设置有花键轮51；花键轮51的内孔套在加载主轴32上，花键轮51的一侧与扭臂44的上端固定连接；花键轮51上套设有花键套52，花键套52通过其内花键与花键轮51的外花键连接，并能够沿加载主轴32轴向滑移。

所述静扭力矩加载装置4包括静扭加载源42、液压缸41、摆臂43、扭臂44，静扭加载源42的输出端连接液压缸41，液压缸41的伸出杆连接L形摆臂43的一端，L形摆臂43的另一端连接扭臂44的下端，扭臂44的上端通过所述加载方式切换装置5连接加载主轴32；L形摆臂43的中心通过销轴连接摆臂固定座45；静扭加载源42与控制系统的输出端电连接；静扭加载源42包括可控速静扭加载电机、静扭液压泵，可控速静扭加载电机控制静扭液压泵的转速，从而控制液压缸41的输出力。

所述力矩测量装置6包括杠杆61、测力头62、测力框63、力传感器64、力传感器固定座65，杠杆61的上端与力矩测量切换装置7的输出轮74固定连接，杠杆61的下端与测力头62的中心固定连接；测力头62两侧的刃口分别抵触测力框63的内边，测力框63的外边连接力传感器64的一端，力传感器64的另一端通过力传感器固定座65固定；力传感器64与控制系统的输入端电连接。

所述力矩测量切换装置7包括制动钳工装71、测量主轴72、测量主轴固定架73、输入轮75、输出轮74、切换套76，测量主轴72的一端通过制动钳工装71与被测制动钳10固定连接，测量主轴72的另一端连接输入轮75；输入轮75的两侧设置有输出轮74，输入轮75、输出轮74套装于测量主轴72上；输入轮75上套设有切换套76，切换套76通过其内花键与输入轮75和输出轮74的外花键相配合，并能够沿测量主轴72的轴向滑动；两个输出轮74与所述两套力矩测量装置6分别连接。

所述钳体刚性测量装置8包括底座81、滑杆82、定位座83、位移传感器84，两只滑杆82固定支撑在底座81的两端；每只滑杆82上活动设置有定位座83；定位座83上固定设置有位移传感器84；位移传感器84与控制系统的输入端电连接。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明能够对制动钳施加复杂多样的力学加载项目，从而在一台试验设备上完成包括制动钳的性能和耐久性的多种试验项目的测试。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明制动钳性能与耐久性综合试验台的结构示意图；

图2是本发明的制动液加压装置的结构示意图；

图3是本发明的制动盘旋转加载装置的结构示意图；

图4是本发明的静扭力矩加载装置的结构示意图；

图5是本发明的加载方式切换装置的结构示意图；

图6是本发明的力矩测量装置的结构示意图；

图7是本发明的力矩测量切换装置的结构示意图；

图8是本发明的钳体刚性测量装置的结构示意图；

图9是本发明的控制系统的原理图。

图中附图标记说明：

1为主体支架， 2为制动液加压装置，

3为制动盘旋转加载装置， 4为静扭力矩加载装置，

5为加载方式切换装置， 6为力矩测量装置，

7为力矩测量切换装置， 8为钳体刚性测量装置，

9为制动盘， 10为被测制动钳，

21为可控速加压电机， 22为液压泵，

23为截止阀， 24为低压压强传感器，

25为高压压强传感器， 26为溢流阀，

27为油路块，

31为可控速旋转电机， 32为加载主轴，

33为加载主轴固定架，

41为液压缸， 42为静扭加载源，

43为摆臂， 44为扭臂，

45为摆臂固定座，

51为花键轮， 52为花键套，

53为驱动套，

61为杠杆， 62为测力头，

63为测力框， 64为力传感器，

65为力传感器固定座，

71为制动钳工装， 72为测量主轴，

73为测量主轴固定架， 74为输出轮，

75为输入轮， 76为切换套，

81为底座， 82为滑杆，

83为定位座， 84为位移传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围并不限于下述实施例，提供实施例只是为了更充分和完全地说明本发明的实施方式。

如图1所示，本发明制动钳性能与耐久性综合试验台，包括钳体刚性测量装置8、力矩测量切换装置7、力矩测量装置6、制动盘9、制动盘旋转加载装置3、加载方式切换装置5、静扭力矩加载装置4、制动液加压装置2，被测制动钳10设置于钳体刚性测量装置8内，钳体刚性测量装置8通过其位移传感器84测量被测制动钳10的变形量，以测量被测制动钳10的刚性；

力矩测量切换装置7通过其测量主轴72的一端与被测制动钳10连接，测量主轴72的另一端通过输入轮75连接两套量程不同的力矩测量装置6，力矩测量装置6用于测量被测制动钳10所受到的旋转力矩；力矩测量切换装置7用于在不同试验模式下选择切换采用不同量程的力矩测量装置6；

被测制动钳10工作区设置有制动盘9，制动盘9用于给被测制动钳10提供夹持力支撑面和回转摩擦面；制动盘9连接制动盘旋转加载装置3，制动盘旋转加载装置3用于给制动盘9的旋转运动提供驱动；制动盘旋转加载装置3的加载主轴32上设置有加载方式切换装置5，加载方式切换装置5用于将施加到被测制动钳10上的加载模式在旋转与静扭之间选择切换；加载方式切换装置5连接静扭力矩加载装置4的扭臂44，静扭力矩加载装置4用于给制动钳静扭试验提供驱动；

被测制动钳10连接制动液加压装置2的出口端，制动液加压装置2用于将制动液注入被测制动钳10并使被测制动钳10腔体内达到目标压强；

当被测制动钳10将制动盘9夹紧时，被测制动钳10将来自于静扭力矩加载装置4的扭矩传递到力矩测量切换装置7的测量主轴72上，并通过力矩测量切换装置7最终传递给力矩测量装置6，力矩测量装置6测得被测制动钳10被施加的静扭力矩后反馈给控制系统，控制系统据此判断并调整静扭力矩加载装置4的静扭液压源42输出的油液压强。

如图2所示，制动液加压装置2包括油路块27，油路块27的入口端连接液压泵22的出口，油路块27的出口端（即制动液加压装置2的出口端）通过管路连接被测制动钳10的制动液入口，液压泵22的入口连接制动液箱；液压泵22通过可控速加压电机21驱动；油路块27上设置有两只不同量程的压强传感器，即低压压强传感器24和高压压强传感器25，低压压强传感器24所在支路上设置有电控截止阀23；油路块27上设置有溢流阀26，溢流阀26用于对超压的保护和压强的释放；

低压压强传感器24和高压压强传感器25与控制系统的输入端电连接；

可控速加压电机21与控制系统的输出端电连接；

制动液加压装置2的工作原理为：

通过可控速加压电机21控制液压泵22的转速，液压泵22以不同的流量从制动液箱中抽取制动液，并通过油路块27注入到被测制动钳10的腔体内；

在进行低压密封性试验时，截止阀23开启，低压压强传感器24检测被测制动钳10腔体内的压强；在进行除低压密封性试验以外的其它试验时，截止阀23关闭，高压压强传感器25检测被测制动钳10腔体内的压强，低压压强传感器24不参与测量，以保护低压压强传感器24；低压压强传感器24和高压压强传感器25将测得的压强数据反馈给控制系统，控制系统因此给出可控速加压电机21的转速控制信号，通过形成闭环控制获得制动钳10腔体内不同的目标压强。

如图3所示，制动盘旋转加载装置3包括水平设置的加载主轴32，加载主轴32的一端连接制动盘9，另一端连接可控速旋转电机31，加载主轴32通过可控速旋转电机31实现驱动；加载主轴32通过加载主轴固定架33定位于主体支架1上，可控速旋转电机31通过电机支撑架固定在主体支架1上；可控速旋转电机31与控制系统的输出端电连接；

加载主轴32上设置有加载方式切换装置5；

制动盘9的型号与被测制动钳10相匹配；

制动盘旋转加载装置3的工作原理为：

可控速旋转电机31根据控制系统的指令以不同速度旋转，可控速旋转电机31驱动加载主轴32，使制动盘9获得与其相同的转速。

如图4所示，静扭力矩加载装置4包括静扭加载源42、液压缸41、摆臂43、扭臂44，静扭加载源42的输出端连接液压缸41，液压缸41的伸出杆通过销轴连接L形摆臂43的一端，L形摆臂43的另一端通过销轴连接扭臂44的下端，扭臂44的上端通过加载方式切换装置5连接加载主轴32；L形摆臂43的中心通过销轴连接摆臂固定座45；摆臂固定座45固定设置于主体支架1上；静扭加载源42与控制系统的输出端电连接；

静扭加载源42包括可控速静扭加载电机、静扭液压泵，可控速静扭加载电机控制静扭液压泵的转速；

静扭力矩加载装置4的工作原理为：

通过可控速静扭加载电机驱动静扭液压泵，静扭液压泵为液压缸41提供液压压强，液压缸41因此产生特定输出力并通过摆臂43、扭臂44转化为特定扭矩，继而通过加载方式切换装置5施加到加载主轴32上并向制动盘9传递；

如图5所示，加载方式切换装置5包括驱动套53，驱动套53通过键与加载主轴32固定连接，驱动套53的一侧设置有花键轮51；花键轮51的内孔套在加载主轴32上，花键轮51的一侧与扭臂44的上端固定连接；花键轮51上套设有花键套52，花键套52通过其内花键与花键轮51的外花键连接，并可沿加载主轴32轴向滑移；

加载方式切换装置5的工作原理为：

在进行拖滞力矩测量等需要制动盘9旋转的试验项目时，将花键套52右移，使其内花键与花键轮51的外花键分离，此时加载主轴32旋转时不会带动静扭力矩加载装置4动作；

在进行静扭力矩试验时，将花键套52左移，使其内花键同时与驱动套53和花键轮51的外花键啮合，此时静扭力矩加载装置4就可以将力矩施加到加载主轴32上。

如图6所示，力矩测量装置6包括杠杆61、测力头62、测力框63、力传感器64、力传感器固定座65，杠杆61的上端与力矩测量切换装置7的输出轮74固定连接，杠杆61的下端与测力头62的中心固定连接；测力头62两侧的刃口分别抵触测力框63的内边，测力框63的外边连接力传感器64的一端，力传感器64的另一端通过力传感器固定座65固定于主体支架1上；力传感器64与控制系统的输入端电连接；

力矩测量装置6的工作原理为：

杠杆61受到从测量主轴72传递过来的扭矩，通过测力头62将扭矩转化为沿测力头62刃口方向的直线力，刃口将此直线力传递给测力框63以及力传感器64，力传感器64将测得的力传送给控制系统，控制系统将力换算为测量主轴72所受力矩，即可完成对力矩的测量。

如图7所示，力矩测量切换装置7包括制动钳工装71、测量主轴72、测量主轴固定架73、输入轮75、输出轮74、切换套76，测量主轴72通过测量主轴固定架73定位于主体支架1上，测量主轴72的一端通过制动钳工装71与被测制动钳10固定连接，测量主轴72的另一端通过键连接输入轮75；输入轮75的两侧设置有输出轮74，输入轮75、输出轮74套装于测量主轴72上；输入轮75上套设有切换套76，切换套76通过其内花键与输入轮75和输出轮74的外花键相配合，并可沿测量主轴72的轴向滑动；

两个输出轮74各连接一套力矩测量装置6，输出轮74与力矩测量装置6的杠杆61固定连接；

力矩测量切换装置7的工作原理为：

被测制动钳10将所受到的旋转力矩通过制动钳工装71传递到测量主轴72上，测量主轴72将力矩通过键传递给输入轮75；

将切换套76向左移动，使其内花键同时与输入轮75和左侧输出轮74的外花键啮合，使力矩被传递给左侧输出轮74以及与左侧输出轮74固定连接的左侧力矩测量装置6的杠杆61；

将切换套76向右移动，使其内花键同时与输入轮75和右侧输出轮74的外花键啮合，使力矩被传递给右侧输出轮74以及与右侧输出轮74固定连接的右侧力矩测量装置6的杠杆61；

由于左右两侧的力矩测量装置6是不同量程的，通过力矩测量切换装置7对力矩测量装置6的操作，力矩被传递给不同的力矩测量装置6，力传感器64测得力值F，并发送到控制系统，控制系统计算该力值与力臂长度的乘积，得到制动钳所受力矩。

如图8所示，钳体刚性测量装置8包括底座81、滑杆82、定位座83、位移传感器84，底座81固定在主体支架1上，两只滑杆82固定支撑在底座81的两端；每只滑杆82上活动设置有定位座83，定位座83能够沿滑杆82上下滑动并在任意高度固定；定位座83上固定设置有位移传感器84，位移传感器84能够左右调整固定位置；位移传感器84与控制系统的输入端电连接；

钳体刚性测量装置8的工作原理为：

通过调节定位座83的高度，使两只位移传感器84的中心轴线分别与被测制动钳10的中心轴线对齐，两只位移传感器84的测量头分别抵靠被测制动钳10的左右两侧；

当被测制动钳10发生变形时，位移传感器84测得被测制动钳10的变形量并发送到控制系统，控制系统计算被测制动钳10的刚性。

如图9所示，控制系统包括控制计算机、人机界面，人机界面与控制计算机相连，低压压强传感器24、高压压强传感器25、力传感器64、位移传感器84与控制计算机的输入端连接，可控速加压电机21、可控速旋转电机31、静扭加载源42与控制计算机的输出端电连接；

控制系统的工作原理为：

控制计算机获取低压压强传感器24、高压压强传感器25、力传感器64、位移传感器84测得的数据信号，给可控速加压电机21、可控速旋转电机31、静扭加载源42发送加载信号，控制试验项目流程，人机界面将操作人员的控制指令输入给控制计算机，并将控制计算机得到的测量结果反馈给操作者。

Claims

1.一种制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：包括钳体刚性测量装置（8）、力矩测量切换装置（7）、力矩测量装置（6）、制动盘（9）、制动盘旋转加载装置（3）、加载方式切换装置（5）、静扭力矩加载装置（4），被测制动钳（10）设置于钳体刚性测量装置（8）内，钳体刚性测量装置（8）通过其位移传感器（84）测量被测制动钳（10）的变形量；

力矩测量切换装置（7）通过其测量主轴（72）的一端与被测制动钳（10）连接，测量主轴（72）的另一端通过输入轮（75）连接两套量程不同的力矩测量装置（6）；

被测制动钳（10）工作区设置有制动盘（9）；制动盘（9）连接制动盘旋转加载装置（3）；制动盘旋转加载装置（3）的加载主轴（32）上设置有加载方式切换装置（5）；加载方式切换装置（5）连接静扭力矩加载装置（4）；

被测制动钳（10）连接制动液加压装置（2）的出口端，制动液加压装置（2）用于将制动液注入被测制动钳（10）并使被测制动钳（10）腔体内达到目标压强；

当被测制动钳（10）将制动盘（9）夹紧时，被测制动钳（10）将来自于静扭力矩加载装置（4）的扭矩传递到力矩测量切换装置（7）的测量主轴（72）上，并通过力矩测量切换装置（7）最终传递给力矩测量装置（6），力矩测量装置（6）测得被测制动钳（10）被施加的静扭力矩后反馈给控制系统，控制系统据此判断并调整静扭力矩加载装置（4）的静扭液压源（42）输出的油液压强。

2.根据权利要求1所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述制动液加压装置（2）包括油路块（27），油路块（27）的入口端连接液压泵（22）的出口，油路块（27）的出口端通过管路连接被测制动钳（10）的制动液入口，液压泵（22）的入口连接制动液箱；液压泵（22）通过加压电机（21）驱动；油路块（27）上设置有两只不同量程的压强传感器，低压压强传感器（24）和高压压强传感器（25），低压压强传感器（24）所在支路上设置有电控截止阀（23）；低压压强传感器（24）和高压压强传感器（25）与控制系统的输入端电连接，加压电机（21）与控制系统的输出端电连接。

3.根据权利要求2所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述油路块（27）上设置有溢流阀（26）。

4.根据权利要求1所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述制动盘旋转加载装置（3）包括加载主轴（32），加载主轴（32）的一端连接制动盘（9），另一端连接旋转电机（31），加载主轴（32）通过旋转电机（31）实现驱动；旋转电机（31）与控制系统的输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述加载方式切换装置（5）包括驱动套（53），驱动套（53）与所述加载主轴（32）固定连接，驱动套（53）的一侧设置有花键轮（51）；花键轮（51）的内孔套在加载主轴（32）上，花键轮（51）的一侧与扭臂（44）的上端固定连接；花键轮（51）上套设有花键套（52），花键套（52）通过其内花键与花键轮（51）的外花键连接，并能够沿加载主轴（32）轴向滑移。

6.根据权利要求1所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述静扭力矩加载装置（4）包括静扭加载源（42）、液压缸（41）、摆臂（43）、扭臂（44），静扭加载源（42）的输出端连接液压缸（41），液压缸（41）的伸出杆连接摆臂（43）的一端，摆臂（43）的另一端连接扭臂（44）的下端，扭臂（44）的上端通过所述加载方式切换装置（5）连接加载主轴（32）；摆臂（43）的中心通过销轴连接摆臂固定座（45）；静扭加载源（42）与控制系统的输出端电连接；静扭加载源（42）包括可控速静扭加载电机、静扭液压泵，可控速静扭加载电机控制静扭液压泵的转速。

7.根据权利要求1所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述力矩测量装置（6）包括杠杆（61）、测力头（62）、测力框（63）、力传感器（64）、力传感器固定座（65），杠杆（61）的上端与力矩测量切换装置（7）的输出轮（74）固定连接，杠杆（61）的下端与测力头（62）的中心固定连接；测力头（62）两侧的刃口分别抵触测力框（63）的内边，测力框（63）的外边连接力传感器（64）的一端，力传感器（64）的另一端通过力传感器固定座（65）固定；力传感器（64）与控制系统的输入端电连接。

8.根据权利要求1所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述力矩测量切换装置（7）包括制动钳工装（71）、测量主轴（72）、测量主轴固定架（73）、输入轮（75）、输出轮（74）、切换套（76），测量主轴（72）的一端通过制动钳工装（71）与被测制动钳（10）固定连接，测量主轴（72）的另一端连接输入轮（75）；输入轮（75）的两侧设置有输出轮（74），输入轮（75）、输出轮（74）套装于测量主轴（72）上；输入轮（75）上套设有切换套（76），切换套（76）通过其内花键与输入轮（75）和输出轮（74）的外花键相配合，并能够沿测量主轴（72）的轴向滑动；两个输出轮（74）与所述两套力矩测量装置（6）分别连接。

9.根据权利要求1所述的制动钳性能与耐久性综合试验台，其特征在于：所述钳体刚性测量装置（8）包括底座（81）、滑杆（82）、定位座（83）、位移传感器（84），两只滑杆（82）固定支撑在底座（81）的两端；每只滑杆（82）上活动设置有定位座（83）；定位座（83）上固定设置有位移传感器（84）；位移传感器（84）与控制系统的输入端电连接。