CN103322098B - 摩擦片厚度模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦片厚度模拟器，其包括摩擦片模拟块，所述摩擦片模拟块上固定设置一卡钳支架，所述卡钳支架上固定设置有卡钳，所述卡钳上设置有一活塞，其特征在于：所述摩擦片模拟块上沿所述活塞的轴向设置一贯通的螺孔，所述螺孔内螺纹连接一螺纹轴，所述螺纹轴的前端抵靠在所述活塞的活塞杆上，其还包括一驱动所述螺纹轴绕自身轴线旋转的驱动机构。本发明的摩擦片厚度模拟器解决了背景技术中存在的缺陷，利用PLC控制器自动改变与活塞抵靠的螺纹轴的距离，从而自动模拟摩擦片全新态、半磨损态和全磨损态的三种典型厚度状态。相对人工调节的方式，本发明测试效率高，精度高，具有较高的实用价值。

Description

摩擦片厚度模拟器

技术领域

本发明涉及一种摩擦片厚度模拟器，尤其涉及一种对汽车盘式制动器进行液压耐久性能测试的摩擦片厚度模拟器。

背景技术

汽车制动是利用摩擦将动能转化为热能，从而使汽车失去动能而停止的过程。盘式制动器（以下简称卡钳）因其制动效能高、散热性好、制动力稳定性强等优点成为目前汽车制动部件市场的主流产品。由于其功能特性对行车安全至关重要，因此汽车行业对其功能特性的测试制定了很多测试标准和要求，其中卡钳的液压耐久性能是其功能特性测试之一。在真实的行车状态中，卡钳中安装的摩擦片会随着制动次数的增多而不断磨损，所以卡钳的液压耐久性能在测试时需要考虑这一变化因素，需在摩擦片厚度逐渐减小的状态下测试。

目前行业中的普遍做法是，针对摩擦片全新态、半磨损态和全磨损态的三种典型厚度状态，分别加工出不同厚度的钢材质模拟块，用以模拟三种磨损状态下的工况。当需要切换到不同摩擦片厚度测试条件时，进行人工拆卸和安装模拟块。这种方法不能完全反映真实状态下（摩擦片逐渐磨损）卡钳的液压耐久性能，同时人工拆装加大了工人的工作量、降低了生产效率，同时也增加了对厚度的精确控制的难度。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种自动化程度高、效率高的摩擦片厚度模拟器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种摩擦片厚度模拟器，其包括摩擦片模拟块，所述摩擦片模拟块上固定设置一卡钳支架，所述卡钳支架上固定设置有卡钳，所述卡钳上设置有一活塞，其特征在于：所述摩擦片模拟块上沿所述活塞的轴向设置一贯通的螺孔，所述螺孔内螺纹连接一螺纹轴，所述螺纹轴的前端抵靠在所述活塞的活塞杆上，其还包括一驱动所述螺纹轴绕自身轴线旋转的驱动机构。

优选的，所述驱动机构包括一中空的外壳，所述外壳内可转动地设置一旋转轴，所述旋转轴的外周壁上设置有多个叶片，所述外壳上在所述旋转轴的轴线两侧分别设置有一出气口和一进气口，所述进气口通过电磁阀管道连接高压气源，所述旋转轴连接所述螺纹轴。

优选的，其还包括一角度调节机构，所述角度调节机构包括一固定在所述外壳上的基座和一固定在所述旋转轴上的圆盘形的转盘，所述转盘与所述旋转轴同轴，所述转盘上设置有两个贯穿的C字形的圆弧槽，每个所述圆弧槽均与所述转盘同心，且每个所述圆弧槽上均可拆卸地设置有一限位块，所述基座上设置有一固定块，所述固定块位于所述限位块转动时的行程上。

优选的，所述角度调节机构还包括一设置在所述基座上的圆柱形中空的罩体，所述罩体与所述旋转轴同轴且所述旋转轴的一端设置在所述罩体内腔中，所述罩体的外壁上沿其周向设置有刻度，所述罩体上还设置有两贯穿的滑槽，两所述限位块至少一部分分别穿过所述滑槽伸出所述罩体外。

优选的，所述旋转轴外螺纹套接一套筒，所述螺纹轴上设置有一键槽，一销钉穿过设置在所述套筒上的销钉孔后前端卡嵌在所述键槽内。

优选的，所述驱动机构和摩擦片模拟块通过若干根连接柱连接，所述套筒沿所述连接柱的轴向设置在所述连接柱之间。

优选的，所述旋转轴通过一单向轴承连接所述螺纹轴。

优选的，所述进气口和出气口均通过所述电磁阀管道连接所述高压气源的进口和出口，所述电磁阀电连接PLC可编程控制器。

本发明的摩擦片厚度模拟器解决了背景技术中存在的缺陷，利用PLC控制器自动改变与活塞抵靠的螺纹轴的距离，从而自动模拟摩擦片全新态、半磨损态和全磨损态的三种典型厚度状态。相对人工调节的方式，本发明测试效率高，精度高，具有较高的实用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的结构示意图；

图2为本发明的优选实施例中去除卡钳支架和卡钳后的结构示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为角度调节机构去除罩体后的原理示意图；

图5是本发明的优选实施例中旋转轴和活塞结合的分解示意图。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至图4所示，本发明的一种摩擦片厚度模拟器包括摩擦片模拟块10，摩擦片模拟块10上固定设置一卡钳支架12，卡钳支架12上固定设置有卡钳14。卡钳14上设置有一活塞16，摩擦片模拟块10上正对活塞16位置设置一贯通的螺孔（未图示），螺孔内螺纹连接一螺纹轴18，螺纹轴18的前端抵靠在活塞16的活塞杆上。如图5所示，其还可以根据需要在螺纹轴18和活塞16之间设置一个力传感器50，以检测活塞16的压力变化，图5中有活塞套环52用于固定活塞16。这样活塞杆在活塞16的液压作用下可以紧紧抵靠在螺纹轴18上，从而进行卡钳的液压耐久性能测试。通过旋转螺纹轴18，改变其与活塞16的距离，从而可以模拟出摩擦片全新态、半磨损态和全磨损态的三种典型厚度状态，进行三种状态下的测试，每次螺纹轴18位置的改变，活塞杆会在液压的作用下补偿该改变，仍保持与螺纹轴18紧密接触的状态。为了实现自动控制，其还包括一驱动螺纹轴18绕自身轴线旋转的驱动机构20，驱动机构20和摩擦片模拟块10通过若干根连接柱21连接，该驱动机构20通过PLC可编程控制器（未图示）控制，从而控制螺纹轴18的旋转圈数，以精确控制螺纹轴18的端面与活塞16之间的距离。

基于以上设计思路，业界普通技术人员可以很容易地想到利用步进电机做为驱动机构20来驱动螺纹轴18旋转的方式来实现上述功能。

本实施例中提供了另外一种驱动机构20的结构。该驱动机构20包括一中空的外壳22，外壳22内可转动地设置一旋转轴24，旋转轴24的外周壁上设置有多个叶片（未图示），外壳22上在旋转轴24的轴线两侧分别设置有一出气口26和一进气口28，进气口28通过电磁阀（未图示）管道连接高压气源（未图示），通过高压气源提供的高压气吹到叶片上，从而驱动旋转轴24旋转。而旋转轴24连接螺纹轴18，从而带动螺纹轴18旋转。为了避免螺纹轴18在工作时反向旋转，旋转轴24通过单向轴承（未图示）或飞轮（未图示）连接螺纹轴18。

为了精确控制旋转轴24旋转的角度，本实施例中还设计了一个角度调节机构30。图4为角度调节机构去除罩体32后沿旋转轴24的轴向的视图，角度调节机构包括一基座34和转盘36。基座34固定在外壳上且不妨碍旋转轴24旋转；转盘36中心有孔（未图示），通过该孔固定在旋转轴24上。转盘36上设置有两个贯穿的C字形的圆弧槽44，每个圆弧槽44均与转盘36同心。每个圆弧槽44上均通过螺钉48固定一限位块38，这样，旋转轴24旋转时，带动转盘36旋转，同时带动限位块38旋转。基座34上设置有一固定块46，固定块46位于限位块38转动时的行程上，这样，通过调节两限位块38之间的夹角即可控制旋转轴24旋转的角度。

基座34上还设置一圆柱形的罩体32，罩体32与旋转轴24同轴且旋转轴24的一端设置在罩体32内腔中。罩体32的外壁上沿其周向设置有刻度（未图示）。罩体32上还设置有两贯穿的滑槽（未图示），两限位块38的一部分分别穿过滑槽伸出罩体32外。这样可以通过罩体32上的刻度，可以准确地调节两限位块38之间的角度，调节完后通过螺钉固定限位块38即可。

该结构即可实现旋转轴24的旋转角度控制。例如，需要旋转轴24旋转90°时，将两限位块38根据刻度调节至之间夹角为90°，固定块34位于两限位块38之间，启动前先将固定块34抵靠在一限位块38上，通气使得旋转轴24旋转，至固定块34抵靠到第二个限位块38上，从而停止转动，此时，旋转轴24刚好旋转了90°。旋转轴24旋转的角度和螺纹轴18的外螺纹的螺距相配合，可以精确控制螺纹轴18沿其轴向移动的距离。

为了实现多级调节螺纹轴18的位置，本发明还进行了以下改进：

进气口28和出气口26均通过电磁阀（未图示）管道连接高压气源（未图示）的进口和出口，电磁阀电连接PLC可编程控制器。这样，可以通过PLC可编程控制器控制电磁阀，实现进气口28和出气口26的交替转换。即首先先将螺纹轴18调节至全新摩擦片距活塞16的位置，然后活塞16加压，进行第一次液压耐久性能。然后，进气口28进气，驱动旋转轴24旋转，旋转轴24通过单向轴承带动螺纹轴18旋转，模拟摩擦片逐渐变薄过程的情况，进行第二次液压耐久性能测试。当旋转轴24旋转至固定块34抵靠到第一个限位块38时，停止转动；此时，进行摩擦片半磨损态下的液压耐久性能测试。测试完毕，PLC可编程控制器控制电磁阀改变进气方向，使得出气口26进气，从而使得旋转轴24反向旋转，此时单向轴承起作用，螺纹轴18不旋转。旋转轴24旋转至固定块34抵靠到第二个限位块38时，停止旋转。此时，PLC可编程控制器控制电磁阀改变进气方向，使得进气口28进气，从而使得旋转轴24正向旋转，单向轴承带动螺纹轴18旋转，直到固定块34抵靠到第一个限位块38时，停止转动；此时，进行摩擦片全磨损态下的液压耐久性能测试。

通过以上控制方式，可以自动实现摩擦片全新态、半磨损态和全磨损态的三种典型厚度状态下的性能测试，测试过程不需要人工干预，效率非常高。

为了在测试前或测试完毕，将螺纹轴18旋转至初始的摩擦片全新态的位置。本发明还设计了一套在螺纹轴18上的套筒40，螺纹轴18与套筒40螺纹连接。螺纹轴18上设置有一键槽（未图示），一销钉42穿过设置在套筒40上的销钉孔（未图示）后前端卡嵌在键槽内，从而可将套筒40固定在螺纹轴18上。在正常测试过程中，安装好销钉，使得套筒40和螺纹轴18同时转动，不影响螺纹轴18。测试完毕后，旋转套筒40，带动螺纹轴18旋转，从而调节螺纹轴18的位置。

以上未图示部分的结构，均为业界的常见结构，本领域普通技术人员通过以上描述，可以很容易地确定其具体的结构。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (8)

1.一种摩擦片厚度模拟器，其包括摩擦片模拟块，所述摩擦片模拟块上固定设置一卡钳支架，所述卡钳支架上固定设置有卡钳，所述卡钳上设置有一活塞，其特征在于：所述摩擦片模拟块上沿所述活塞的轴向设置一贯通的螺孔，所述螺孔内螺纹连接一螺纹轴，所述螺纹轴的前端抵靠在所述活塞的活塞杆上，其还包括一驱动所述螺纹轴绕自身轴线旋转的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的摩擦片厚度模拟器，其特征在于：所述驱动机构包括一中空的外壳，所述外壳内可转动地设置一旋转轴，所述旋转轴的外周壁上设置有多个叶片，所述外壳上在所述旋转轴的轴线两侧分别设置有一出气口和一进气口，所述进气口通过电磁阀管道连接高压气源，所述旋转轴连接所述螺纹轴。

3.根据权利要求2所述的摩擦片厚度模拟器，其特征在于：其还包括一角度调节机构，所述角度调节机构包括一固定在所述外壳上的基座和一固定在所述旋转轴上的圆盘形的转盘，所述转盘与所述旋转轴同轴，所述转盘上设置有两个贯穿的C字形的圆弧槽，每个所述圆弧槽均与所述转盘同心，且每个所述圆弧槽上均可拆卸地设置有一限位块，所述基座上设置有一固定块，所述固定块位于所述限位块转动时的行程上。

4.根据权利要求3所述的摩擦片厚度模拟器，其特征在于：所述角度调节机构还包括一设置在所述基座上的圆柱形中空的罩体，所述罩体与所述旋转轴同轴且所述旋转轴的一端设置在所述罩体内腔中，所述罩体的外壁上沿其周向设置有刻度，所述罩体上还设置有两贯穿的滑槽，两所述限位块至少一部分分别穿过所述滑槽伸出所述罩体外。

5.根据权利要求4所述的摩擦片厚度模拟器，其特征在于：所述旋转轴外螺纹套接一套筒，所述螺纹轴上设置有一键槽，一销钉穿过设置在所述套筒上的销钉孔后前端卡嵌在所述键槽内。

6.根据权利要求5所述的摩擦片厚度模拟器，其特征在于：所述驱动机构和摩擦片模拟块通过若干根连接柱连接，所述套筒沿所述连接柱的轴向设置在所述连接柱之间。

7.根据权利要求2-6其中之一所述的摩擦片厚度模拟器，其特征在于：所述旋转轴通过一单向轴承连接所述螺纹轴。

8.根据权利要求7所述的摩擦片厚度模拟器，其特征在于：所述进气口和出气口均通过所述电磁阀管道连接所述高压气源的进口和出口，所述电磁阀和驱动机构均连接PLC可编程控制器。