CN104296979A

CN104296979A - 一种综合制动摩擦试验装置及方法

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Publication number: CN104296979A
Application number: CN201410529299.XA
Authority: CN
Inventors: 彭玉兴; 李同清; 朱真才; 陈国安; 曹国华; 李伟; 周公博; 沈刚; 卢昊
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2034-10-09
Also published as: CN104296979B

Abstract

一种综合制动摩擦试验装置及方法，包括加载飞轮、切换装置、水平滑台、液压泵、推进结构液压缸、液压泵站、液压马达、联轴器、扭矩转速传感器、盘式制动装置、踏面制动装置、鼓式制动装置，液压泵驱动液压马达旋转，扭矩转速传感器安装在液压马达的输出轴，测量传动过程中液压马达的输出扭矩和转速，水平滑台上安装盘式制动装置、踏面制动装置和鼓式制动装置，加载飞轮安装在水平滑台两端，用于模拟加载不同的转动惯量，切换装置控制制动装置与两端加载飞轮的同步转动，推进结构液压缸推动水平滑台滑动，实现水平滑台上各制动装置与加载飞轮的切换连接。其结构简单，操作方便，能够准确的模拟不同制动工况下三种制动装置的摩擦力学性能。

Description

一种综合制动摩擦试验装置及方法

技术领域

本发明涉及涉一种综合制动摩擦试验装置及方法，尤其适用于矿山机械和工程机械装置在制动过程中的制动摩擦力学性能模拟试验。

背景技术

制动装置作为矿山机械和工程机械的安全装置，其制动性能的好坏是机械运行安全性的重要保障，矿山机械和工程机械的制动方式包括盘式制动、鼓式制动以及踏面制动，有时为了保证制动的经济性和实用性，采用混合制动装置，然而由于矿山机械和工程机械特殊的恶劣工况，装置的安全制动严重制约着其设备的可靠运行。

目前，国内车辆制动试验广泛使用平板式和滚筒式制动装置和方法，可以准确的获得车辆在制动过程中的制动力、制动距离以及综合制动参数，然而由于矿山机械和工程机械实际工况的特殊性，如果采用现场试验方法，即对整机制动系统开展实际试验，这种方案既费时、费力、消耗大，同时影响矿井和工程的正常安全生产，而且在模拟高速制动时，制动系统可能发生失效，容易造成恶性事故的发生，由此可见，不宜采用现场试验开展摩擦制动试验研究，目前，针对矿山机械和工程机械的制动模拟广泛使用虚拟样机进行数值模拟的方法，为此，需要一种简易的模拟综合制动、试验操作方便、结构可靠的摩擦试验装置。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单可靠、操作方便、适用性强、模拟效果好的综合制动摩擦试验装置及方法。

技术方案：本发明的综合制动摩擦试验装置，包括水平滑台、推进结构液压缸、液压泵、液压马达、扭矩转速传感器、依次安装在水平滑台上的盘式制动装置、踏面制动装置和鼓式制动装置；所述水平滑台的两侧对称设有加载飞轮，两侧的加载飞轮通过切换装置分别与盘式制动装置、踏面制动装置或鼓式制动装置相连；所述的液压泵为两个，分别与液压泵站相连接，一个液压泵与液压马达相连接，另一个液压马达与推进结构液压缸相连接，所述的扭矩转速传感器的右端通过联轴器与液压马达输出轴相连，扭矩转速传感器的左端通过联轴器与一个加载飞轮相连，水平滑台与推进结构液压缸横向水平连接。

所述的水平滑台包括滑台底座、设在滑台底座上的水平上滑台，水平上滑台底面设有与滑台底座相配合的水平滑动滑靴。

所述的切换装置包括固定链轮、变动链轮、链条，加载飞轮输出轴安装固定链轮，盘式制动装置、踏面制动装置以及鼓式制动装置上分别安装变动链轮，固定链轮与变动链轮外径和轮齿参数相等，轴内孔因制动装置输出轴不等，固定链轮与变动链轮通过链条啮合，实现切换连接。

所述的加载飞轮包括加载轮、飞轮，飞轮通过螺栓安装在加载轮上。

本发明使用上述综合制动摩擦试验装置的试验方法：由与液压泵站相连的一个液压泵提供液压油驱动液压马达旋转，液压马达通过一个联轴器带动扭矩转速传感器转动，扭矩转速传感器左端再通过另一个联轴器与加载飞轮连接，带动安装在水平滑台的两侧的加载飞轮旋转，根据不同实验的需要，通过控制与液压泵站相连的另一个液压泵驱动推进结构液压缸，推拉水平滑台移位，并通过切换装置分别驱动盘式制动装置、踏面制动装置或鼓式制动装置，实现不同制动装置间的切换，以此完成不同制动摩擦的试验。

有益效果：本发明采用液压系统、传动系统以及制动系统组成，液压系统由液压泵、推进结构液压缸组成，一液压泵驱动推进结构液压缸运动，推动水平滑台进行制动装置的切换，另一液压泵驱动液压马达转动带动系统工作，推进结构液压缸与水平滑台横向水平布置，保证滑台运动过程的平稳；传动系统由液压马达、扭矩转速传感器、联轴器、加载飞轮组成，扭矩转速传感器安装在液压马达输出轴，其中心与液压马达输出轴中心对中，加载飞轮安装在制动切换装置的两端，模拟加载不同的转动惯量；制动系统由切换装置，水平滑台及制动装置组成，制动装置固结在水平滑台上，水平滑台滑动过程中沿垂直于轴线方向运行，制动装置的两输出轴中心线与两端飞轮中心线对中，保证切换装置的对中。本发明能够有效的模拟矿山机械和工程机械在制动过程中不同制动装置的制动过程，与现有技术相比具有如下优点：

1、结构简单可靠，适应性强，易于安装；

2、采用水平滑台和切换装置，实现了不同制动装置间的切换；

3、采用加载飞轮，能够有效的模拟加载不同的转动惯量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的水平滑台示意图；

图3(a)为本发明的切换装置链轮结构示意图；

图3(b)为本发明的切换装置链条结构示意图；

图4(a)为本发明的加载轮结构示意图；

图4(b)为本发明的飞轮结构意图。

图中：1－加载飞轮；2－切换装置；3－水平滑台；4－推进结构液压缸；5－液压泵；6－液压泵站；7－液压马达；8－联轴器；9－扭矩转速传感器；10－盘式制动装置；11－踏面制动装置；12－鼓式制动装置；13－水平上滑台；14－滑靴；15－滑台底座；16－固定链轮；17－变动链轮；18－链条；19－加载轮；20－飞轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1所示，本发明的综合制动摩擦试验装置，主要由加载飞轮1、切换装置2、水平滑台3、推进结构液压缸4、液压泵5、液压泵站6、液压马达7、联轴器8、扭矩转速传感器9、盘式制动装置10、踏面制动装置11、鼓式制动装置12构成。所述的盘式制动装置10、踏面制动装置11和鼓式制动装置12依次安装在水平滑台3上；所述的加载飞轮1为两个，对称设在水平滑台3的两侧，两侧的加载飞轮1可通过切换装置2分别与盘式制动装置10、踏面制动装置11或鼓式制动装置12相连；所述的液压泵5为两个，分别与液压泵站6相连接，其一个液压泵5与液压马达7相连接，另一个液压马达5与推进结构液压缸4相连接，所述的扭矩转速传感器9的右端通过一个联轴器8与液压马达7输出轴相连，扭矩转速传感器9的左端通过另一个联轴器8与一个加载飞轮1相连，水平滑台3与推进结构液压缸4横向水平连接。

如图2所示，所述的水平滑台3主要由水平上滑台13、滑靴14、滑台底座15构成，水平上滑台13设在滑台底座15上，水平上滑台13底面设置与滑台底座15相配合的水平滑动滑靴14。

如图3(a)图3(b)所示，所述的切换装置2包括固定链轮16、变动链轮17、链条18，加载飞轮1输出轴安装固定链轮16，盘式制动装置10、踏面制动装置11以及鼓式制动装置12上分别安装变动链轮17，固定链轮16与变动链轮17外径和轮齿参数相等，轴内孔因制动装置输出轴不等，固定链轮16与变动链轮17通过链条(18)啮合，实现切换连接。

如图4(a)图4(b)所示，所述的加载飞轮1包括加载轮19、飞轮20，飞轮20通过螺栓安装在加载轮19上，通过连接不同飞轮20的质量来实现不同转动惯量的模拟。

本发明的综合制动摩擦试验方法：由与液压泵站6相连的一个液压泵5提供液压油驱动液压马达7旋转，液压马达7通过一个联轴器8带动扭矩转速传感器9转动，扭矩转速传感器9左端再通过另一个联轴器8与加载飞轮1连接，带动安装在水平滑台3的两侧的加载飞轮1旋转，根据不同实验的需要，通过控制与液压泵站6相连的另一个液压泵5驱动推进结构液压缸4，推拉水平滑台3移位，并通过切换装置2分别驱动盘式制动装置10、踏面制动装置11或鼓式制动装置12，实现不同制动装置间的切换，以此完成不同制动摩擦的试验。

Claims

1.一种综合制动摩擦试验装置，其特征在于：它包括水平滑台（3）、推进结构液压缸（4）、液压泵（5）、液压马达（7）、扭矩转速传感器（9）、依次安装在水平滑台（3）上的盘式制动装置（10）、踏面制动装置（11）和鼓式制动装置（12）；所述水平滑台（3）的两侧对称设有加载飞轮（1），两侧的加载飞轮（1）通过切换装置（2）分别与盘式制动装置（10）、踏面制动装置（11）或鼓式制动装置（12）相连；所述的液压泵（5）为两个，分别与液压泵站（6）相连接，一个液压泵（5）与液压马达（7）相连接，另一个液压马达（5）与推进结构液压缸（4）相连接，所述的扭矩转速传感器（9）的右端通过联轴器与液压马达（7）输出轴相连，扭矩转速传感器（9）的左端通过联轴器与一个加载飞轮（1）相连，水平滑台（3）与推进结构液压缸（4）横向水平连接。

2.根据权利要求1所述的综合制动摩擦试验装置，其特征在于：所述的水平滑台（3）包括滑台底座（15）、设在滑台底座（15）上的水平上滑台（13），水平上滑台（13）底面设有与滑台底座（15）相配合的水平滑动滑靴（14）。

3.根据权利要求1所述的综合制动摩擦试验装置，其特征在于：所述的切换装置（2）包括固定链轮（16）、变动链轮（17）、链条（18），加载飞轮（1）输出轴安装固定链轮（16），盘式制动装置（10）、踏面制动装置（11）以及鼓式制动装置（12）上分别安装变动链轮（17），固定链轮（16）与变动链轮（17）外径和轮齿参数相等，轴内孔因制动装置输出轴不等，固定链轮（16）与变动链轮（17）通过链条（18）啮合，实现切换连接。

4.根据权利要求1所述的综合制动摩擦试验装置，其特征在于：所述的加载飞轮（1）包括加载轮（19）、飞轮（20），飞轮（20）通过螺栓安装在加载轮（19）上。

5.一种使用权利要求1、2、3或4所述综合制动摩擦试验装置的试验方法：其特征在于：由与液压泵站（6）相连的一个液压泵（5）提供液压油驱动液压马达（7）旋转，液压马达（7）通过一个联轴器（8）带动扭矩转速传感器（9）转动，扭矩转速传感器（9）左端再通过另一个联轴器（8）与加载飞轮（1）连接，带动安装在水平滑台（3）的两侧的加载飞轮（1）旋转，根据不同实验的需要，通过控制与液压泵站（6）相连的另一个液压泵（5）驱动推进结构液压缸（4），推拉水平滑台（3）移位，并通过切换装置（2）分别驱动盘式制动装置（10）、踏面制动装置（11）或鼓式制动装置（12），实现不同制动装置间的切换，以此完成不同制动摩擦的试验。