CN103808519B - 一种高速列车制动装置的制动试验台 - Google Patents

Abstract

一种高速列车制动装置的制动试验台，法兰套装在飞机惯性试验台机轮安装轴的一端，并固定在所述飞机惯性台的加载头上。制动盘中间盘套装在飞机惯性试验台的机轮安装轴的中部，并使该制动盘中间盘的一端与制动盘固连。机轮定位套与制动盘中间盘另一端连接，机轮套装在所述机轮安装轴的另一端。闸片通过连杆固定在位于法兰上的通孔处。红外测温仪固定在法兰上。风机位于制动盘下方。淋水装置位于法兰上部。本发明能够实现在刹车速度为0～500km/h，刹车压力为0～50KN的制动试验，并通过红外测温仪实时监测制动试验中制动盘表面的温度，并通过调节淋水装置和风机的参数模拟高速列车气流、雨雪天气工况下的制动。

Description

一种高速列车制动装置的制动试验台

技术领域

本发明涉及高速列车领域，具体是一种高速列车制动装置的制动试验台。

背景技术

近年来高速铁路发展迅速，列车时速可达350km/h，未来可能还要研究更高时速的高速列车，这就对进行制动试验的高速列车制动装置的制动试验台提出更高要求，除了要能达到制动试验所需速度外，还要能够提供足够的制动能量，普通列车制动装置的制动试验台便无法满足试验要求。目前国内仅中国铁道科学研究院等单位有少量几台，这些设备属于专用设备，均为国外进口，其结构复杂、价格昂贵，很大程度的限制了其推广应用。

飞机惯性试验台制动速度可达500km/h以上，而且能够满足高速列车制动装置制动试验所需的高能量，若能对其进行改造，可以1:1动态模拟高速列车制动装置的制动条件，实现高速列车制动装置制动试验的功能，具有很高的实用价值。

发明内容

为克服现有技术中存在的结构复杂、价格昂贵的不足，本发明提出了一种高速列车制动装置的制动试验台。

本发明包括法兰、制动盘中间盘、机轮定位套、红外测温仪、风机、淋水装置和控制台。其中：法兰套装在飞机惯性试验台机轮安装轴的一端，并固定在所述飞机惯性台的加载头上。制动盘套装在飞机惯性试验台的机轮安装轴的中部。制动盘中间盘套装在飞机惯性试验台的机轮安装轴的中部，并使该制动盘中间盘的一端与制动盘固连。机轮定位套与制动盘中间盘另一端连接，机轮套装在所述机轮安装轴的另一端。闸片通过连杆固定在位于法兰上的通孔处。红外测温仪固定在位于法兰上的螺孔处。风机被置于制动盘下方，通过电线与控制台的电机连接。淋水装置被固定在法兰上部。控制台的进气口与气瓶的出气口连接，控制台的出气口与闸片的进气口连接。

所述法兰包括飞机惯性台固定板和闸片安装板。所述飞机惯性台固定板的外形呈三角形，以满足与飞机惯性台加载头和闸片配合的需要。在所述法兰的飞机惯性台固定板下端有飞机惯性试验台机轮安装轴的安装孔，在该飞机惯性试验台机轮安装轴安装孔的周边均布有多个螺孔。所述闸片安装板位于所述飞机惯性台固定板上端的一侧表面，并且该闸片安装板与飞机惯性台固定板之间相互垂直。所述闸片安装板的表面分布有4个用于通过连杆的通孔。

所述制动盘中间盘为套筒状。所述制动盘中间盘的内孔与飞机惯性试验台机轮安装轴之间通过轴承配合；该制动盘中间盘一端端面处的内孔孔径最大，机轮定位套一端端面的止口通过轴承嵌装在所述制动盘中间盘最大孔径处的内孔中。所述制动盘的外圆周为两级阶梯，由所述两级阶梯的阶梯差之间形成的端面位于制动盘中间盘的中部，并且在该端面有径向分布的卡槽，用于嵌装所述的制动盘。

所述机轮定位套为一端有端板的套筒。该机轮定位套的外径与机轮内的轮毂内径相同，该机轮定位套的轴向长度与机轮内轮毂上的传动键轴向长度相同。在所述机轮定位套端板上均布有机轮定位套螺孔，用于该将机轮定位套与制动盘中间盘固连；在所述机轮定位套端板的中心有与机轮安装轴配合的通孔。在所述机轮定位套的外圆周上均布有9个与机轮轮毂上的传动键配合的键槽。

所述两个红外测温仪固定在法兰上，并使红外测温仪的探头对准制动盘与闸片的接触面。

本发明中，法兰、制动盘、制动盘中间盘、机轮定位套和机轮依次套装在飞机惯性试验台的机轮安装轴上，每两个部件之间通过轴承和螺钉连接。两个闸片位于制动盘两侧，通过连杆固定在法兰的通孔处。红外测温仪用螺钉固定在法兰正面的螺孔处。风机采用现有技术，被置于制动盘下方，通过电线与控制台的电机连接。淋水装置亦采用现有技术，被固定在法兰上部。控制台的进气口通过气压软管与气瓶的出气口连接，控制台的出气口通过无缝钢管与闸片的进气口连接。

由于所采取的技术方案，本发明克服了普通列车制动装置的制动试验台不能满足高速列车刹车速度和能量要求的缺点，对飞机惯性试验台设计法兰、制动盘中间盘和机轮定位套，在飞机惯性试验台上实现了高速列车制动装置制动试验；与高速列车刹车系统的开放式结构不同，飞机刹车系统为封闭式结构，因此，飞机惯性试验台无法模拟雨雪天气、气流等工况，本发明同时克服了飞机惯性试验台的这一缺点，对其设置了红外测温仪、淋水装置、风机等，可以模拟干燥、潮湿、气流等环境条件。

本发明的高速列车制动装置的制动试验台可以实现在刹车速度为0km/h～500km/h，刹车压力为0KN～50KN的范围内进行制动试验；同时红外测温仪监测温度范围为0℃～1200℃，可以实时监测制动试验中制动盘表面的温度；水流量可在0L/h～40L/h范围内无级调节、风速可在0km/h～100km/h范围内无级控制，能够模拟高速列车气流、雨雪天气等工况下的制动。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的主视图；

图3为法兰的主视图；

图4为法兰的俯视图；

图5为法兰的左视图；

图6为制动盘中间盘的主视图；

图7为制动盘中间盘的左视图；

图8为机轮定位套的主视图；

图9为机轮定位套的左视图。

图中：

1.加载头；2.机轮安装轴；3.法兰；4.法兰螺栓；5.法兰轴承；6.制动盘；7.闸片；8.连杆；9.制动盘中间盘；10.连接螺栓；11.制动盘中间盘轴承；12.机轮定位套；13.机轮定位套螺栓；14.机轮定位套轴承；15.机轮；16.淋水装置；17.红外测温仪；18.风机；19.法兰螺孔；20.通孔；21.螺孔；22.制动盘中间盘螺孔；23.机轮定位套螺孔；24.键槽。

具体实施方式

本实施例是一种高速列车制动装置的制动试验台，是对飞机惯性试验台进行改进得到的。

本实施例包括法兰3、制动盘中间盘9、机轮定位套12、红外测温仪17、风机18、淋水装置16和控制台。

其中：法兰3套装在飞机惯性试验台机轮安装轴2的一端，并通过法兰螺栓4固定在飞机惯性台的加载头1上。将制动盘中间盘9套装在飞机惯性试验台的机轮安装轴2的中部，制动盘中间盘9的一端与制动盘6通过制动盘中间盘螺栓10连接。机轮定位套12通过轴承11、螺栓13与制动盘中间盘9另一端连接起来，机轮15通过轴承14套装在所述机轮安装轴2的另一端。闸片7通过连杆8固定在法兰3的通孔20处。红外测温仪17用螺钉固定在法兰4的螺孔19处。风机18采用现有技术，被置于制动盘6下方，通过电线与控制台的电机连接。淋水装置16亦采用现有技术，被固定在法兰4上部。控制台的进气口通过气压软管与气瓶的出气口连接，控制台的出气口通过无缝钢管与闸片7的进气口连接。

所述法兰3为板状，包括飞机惯性台固定板和闸片安装板。所述飞机惯性台固定板的外形呈三角形，须满足与飞机惯性台加载头1和闸片7配合的需要。在所述法兰3的飞机惯性台固定板下端有飞机惯性试验台机轮安装轴2的安装孔，在该飞机惯性试验台机轮安装轴2安装孔的周边均布有12个螺孔21，通过螺栓4将法兰3固定在飞机惯性台的加载头1上。在所述飞机惯性台固定板上端的一侧表面固定有闸片安装板，并且该闸片安装板与飞机惯性台固定板之间相互垂直，并通过两块筋板支撑。所述闸片安装板的表面分布有4个通孔20，用于通过连杆8，以固定刹车装置中的闸片7。在所述闸片安装板的侧边有用于固定红外测温仪17的螺孔19。

所述制动盘中间盘9为套筒状。所述制动盘中间盘的内孔与飞机惯性试验台机轮安装轴2之间通过轴承5配合；该制动盘中间盘9一端端面处的内孔孔径最大，机轮定位套12一端端面的止口嵌装在所述制动盘中间盘最大孔径处的内孔中，两者通过轴承11配合。所述制动盘中间的外圆周为两级阶梯状，其中制动盘中间盘一端至中部的外圆周为第一级阶梯，制动盘中间盘中部至另一端为第二级阶梯，在第一级阶梯与第二级阶梯的阶梯差形成的端面有径向分布的卡槽，该卡槽的径向宽度与制动盘6壳体的厚度相同，使高速列车制动装置中的制动盘6能够嵌装入该卡槽内；在所述卡槽处的外圆周上有径向凸出的法兰，该法兰通过连接螺栓10与制动盘6上的螺孔固连。在制动盘中间盘9嵌装有机轮定位套12一端端头处的外圆周上有径向凸出的法兰，该法兰上均布有9个螺孔22，通过螺栓与机轮定位套12的端板固连。

所述机轮定位套12为一端有端板的套筒。该机轮定位套的外径与机轮15内的轮毂内径相同，该机轮定位套的轴向长度与机轮15内轮毂上的传动键轴向长度相同。在所述机轮定位套12端板上均布有9个机轮定位套螺孔23，用于该将机轮定位套12与制动盘中间盘9固连；在所述机轮定位套端板的中心有与机轮安装轴2配合的通孔。在所述机轮定位套12的外圆周上均布有9个与机轮轮毂上的传动键配合的键槽24。安装时，将机轮定位套12套装在机轮安装轴2上，通过机轮定位套轴承14使两者配合。将机轮定位套12与制动盘中间盘9固连。将机轮15套装在所述机轮定位套12上，轮毂上的传动键卡在键槽24内。

所述红外测温仪17为两个，均采用现有技术。两个红外测温仪17固定在法兰3上的螺孔19处，并使红外测温仪的探头对准制动盘6与闸片7的接触面。试验过程中，摩擦面的温度实时显示在两块仪表上，监测温度范围为0℃～1200℃。

所述淋水装置16采用现有技术，由2段软水管、1段硬质水管和流量计组成。先将第一段软水管的一端连接在水龙头上，该软水管的另一端与流量计的进水口连接；将另一段软水管的一端与流量计的出水口连接，该软水管的另一端与硬质水管连通。所述硬质水管的另一端与三通连通，将一路水分成两路，两路水分别置于制动盘6的两侧。硬质水管固定在法兰3上，水流的出口对准制动盘6与闸片7的接触面，模拟雨雪天气高速列车制动工况，水流量通过流量计在0L/h～40L/h范围内无级调节。

所述风机18被置于制动盘6下方，用于模拟列车行驶中超声的气流，其风速通过控制台面板上的无级调速旋钮在0km/h～100km/h范围内无级控制。

所述控制台采用现有技术中的气压台，通过无缝钢管与闸片7连接，在发出刹车指令后给闸片7施以压力，达到刹车的目的。控制台通过导线分别与风机18和闸片7连接，以控制风机18的风速和闸片7所超声的刹车压力。

使用时，制动盘6通过轴承5套装在飞机惯性试验台的机轮安装轴2的中部。试验过程中，飞机惯性试验台上的鼓轮带动机轮15高速转动，同时机轮15通过其内部轮毂的传动键带动高速列车制动盘6以相同的角速度转动，到达试验设定的转速后，控制台发出制动指令，气瓶中的高压气体推动活塞压缩闸片7紧紧钳住制动盘6，达到制动的目的，制动过程中加载头1上装有传感器，可以收集到相关数据，得到机轮速度、刹车压力、刹车力矩等曲线，通过软件可以得到刹车能量、刹车时间、刹车距离、减速率等数据，红外测温仪17可以实时监测刹车过程中制动盘6表面的温度。同时，可以在控制台上设定风速，流量计调节水流量，模拟高速列车的气流、潮湿等制动工况。

Claims (3)

1.一种高速列车制动装置的制动试验台，其特征在于，包括法兰、制动盘中间盘、机轮定位套、闸片、红外测温仪、风机、淋水装置和控制台；其中：法兰套装在飞机惯性试验台机轮安装轴的一端，并固定在所述飞机惯性台的加载头上；制动盘中间盘套装在飞机惯性试验台的机轮安装轴的中部，并使该制动盘中间盘的一端与制动盘固连；机轮定位套与制动盘中间盘另一端连接，机轮套装在所述机轮安装轴的另一端；闸片通过连杆固定在位于法兰上的通孔处；红外测温仪固定在位于法兰上的螺孔处；风机被置于制动盘下方，通过电线与控制台的电机连接；淋水装置被固定在法兰上部；控制台的进气口与气瓶的出气口连接，控制台的出气口与闸片的进气口连接；

所述法兰包括飞机惯性台固定板和闸片安装板；所述飞机惯性台固定板的外形呈三角形，以满足与飞机惯性台加载头和闸片配合的需要；在所述法兰的飞机惯性台固定板下端有飞机惯性试验台机轮安装轴的安装孔，在该飞机惯性试验台机轮安装轴安装孔的周边均布有多个螺孔；所述闸片安装板位于所述飞机惯性台固定板上端的一侧表面，并且该闸片安装板与飞机惯性台固定板之间相互垂直；所述闸片安装板的表面分布有4个用于通过连杆的通孔；

所述制动盘中间盘的外圆周为两级阶梯，由所述两级阶梯的阶梯差之间形成的端面位于制动盘中间盘的中部，并且在该端面有径向分布的卡槽，用于嵌装高速列车制动盘；

两个红外测温仪固定在法兰上，并使红外测温仪的探头对准制动盘与闸片的接触面。

2.如权利要求1所述一种高速列车制动装置的制动试验台，其特征在于，所述制动盘中间盘为套筒状；所述制动盘中间盘的内孔与飞机惯性试验台机轮安装轴之间通过轴承配合；该制动盘中间盘一端端面处的内孔孔径最大，机轮定位套一端端面的止口通过轴承嵌装在所述制动盘中间盘最大孔径处的内孔中。

3.如权利要求1所述一种高速列车制动装置的制动试验台，其特征在于，所述机轮定位套为一端有端板的套筒；该机轮定位套的外径与机轮内的轮毂内径相同，该机轮定位套的轴向长度与机轮内轮毂上的传动键轴向长度相同；在所述机轮定位套端板上均布有机轮定位套螺孔，用于将该机轮定位套与制动盘中间盘固连；在所述机轮定位套端板的中心有与机轮安装轴配合的通孔；在所述机轮定位套的外圆周上均布有9个与机轮轮毂上的传动键配合的键槽。