CN106017772B - 一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，包括闸瓦体(2)和安装在闸瓦体(2)上的至少一个测试机构，该测试机构包括转动球(1)、力传感器(4)和伸缩导向组件，所述的转动球(1)设置在闸瓦体(2)上，所述的力传感器(4)包括一体式的传感器本体和触头，其中，传感器本体与转动球(1)配合接触，所述的伸缩导向组件的两端分别连接闸瓦体(2)和触头。与现有技术相比，本发明可以有效的消除踏面斜度和不同轮径对闸瓦压力的测量结果带来的误差，测量精度高，装置结构简单等。

Description

一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置
技术领域
本发明涉及铁道车辆制动系统领域，尤其是涉及一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置。
背景技术
铁道车辆的制动系统是铁道车辆中用于保证运行安全和效率的重要组成部分。现有技术中的铁道车辆、特别是货车多采用踏面制动，即通过压紧在车轮踏面(即车轮滚动圆表面)上的闸瓦与转动的车轮间产生的相互摩擦力使车辆减速或停止的制动方式。
在铁道车辆的制动系统中，制动力的发生源多采用气动制动缸，制动缸产生的推力通过一套杠杆系统传递到闸瓦。由于杠杆系统存在传动效率的损失，传动效率随杠杆系统的复杂程度而变化，没有理论上的确定值，因此，为了得到近似实际的闸瓦压力，保证车辆具有足够的制动能力，需要对闸瓦力进行测试。
现有的闸瓦压力测试装置有单触点式和双触点式，其特点都包括闸瓦体、力传感器和测力仪器。闸瓦压力测试装置安装在闸瓦托上，工作时随闸瓦托压向车轮踏面。闸瓦体和力传感器之间都是固定连接。但是由于车轮踏面斜度的存在，固定连接的特点导致了力传感器测得的力并不是踏面法向的力，给测量结果带来误差。
由于双触点闸瓦压力测试装置无法与不同轮径的车轮完美匹配，造成不同轮径车轮上闸瓦压力的测量误差。
中国专利201510324300.X公开了一种铁道车辆的测力闸瓦，所述测力闸瓦包括测力传感器和与其连接的至少两个制动件，各所述制动件间隔分布于车轮踏面所在圆周的周向，并能够在制动时压紧车轮踏面；所述测力传感器用于检测所述制动件作用于车轮踏面的闸瓦力，且与所述车轮踏面不接触。该专利依然难以保证力传感器测得的力为踏面法向的力，仍然存在较大误差。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，包括闸瓦体和安装在闸瓦体上的至少一个测试机构，该测试机构包括转动球、力传感器和伸缩导向组件，所述的转动球设置在闸瓦体上，所述的力传感器包括一体式的传感器本体和触头，其中，传感器本体与转动球配合接触，所述的伸缩导向组件的两端分别连接闸瓦体和触头；
进行闸瓦压力测量时，触头压向车轮并接触车轮踏面，车轮踏面的斜度对力传感器产生一个力，并在伸缩导向组件辅助导向作用下，使得力传感器绕转动球转动，直至力传感器的轴线调整至车轮踏面的法向，此时，力传感器测得闸瓦压力；
测量结束后，力传感器在伸缩导向组件的作用下复位。
所述的伸缩导向组件包括套设在触头上的触头套，在触头套的外表面的对称的两个部位各开凿有一个球面凹槽，每个球面凹槽上配合连接一根导向杆，所述的导向杆背向所连接的球面凹槽的另一端放入开设在闸瓦体上的安装孔内，所述的导向杆上还套设有一个配合其伸缩的弹簧。
所述的弹簧与闸瓦体之间还设有弹簧垫圈。
在力传感器与转动球之间还设有底座，该底座具有用于放置力传感器的安装槽，所述的底座的底部与转动球配合连接。
所述的测试机构设有两个。
本发明的测量装置在实施闸瓦压力测量时，组装好以后的高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置安装在闸瓦托上，工作时压向车轮，车轮踏面的斜度会对力传感器产生一个力，使力传感器与底座一起绕着转动球的球心转动一个角度，直至力传感器的轴线调整至踏面的法向，同时弹簧会作出相应的压缩或者伸长运动，起到辅助导向作用，以此来消除踏面斜度对闸瓦压力测量的误差。
当高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置安装在不同轮径车轮上用于测试闸瓦压力时，车轮会给力传感器产生一个力，使力传感器与底座一起转动一个角度，直至力传感器的轴线通过车轮中心与车轮直径在同一直线上，在这个过程中，触头套会与导向杆在配合面处产生相应的转动位移，以此来消除不同轮径对闸瓦压力测试装置测量结果带来的误差。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
转动球(1)本发明在闸瓦体上安装转动球，并使得力传感器可沿转动球转动，这样，当力传感器受到车轮踏面斜度传来的作用力时，会通过力传感器沿转动球转动一定的角度，使得力传感器的轴线与车轮踏面的法向一致，这样就可以精准的测量闸瓦压力。
(2)伸缩导向组件通过做出相应的压缩和伸长运动，可以很好的配合力传感器沿转动球的转动，起到辅助导向的作用，同时，当测试装置为双触点式时，还能够通过触头套与导向杆在配合面的相应转动位置，来消除不同轮径对闸瓦压力测试装置测量结果带来的误差。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的A-A剖面结构示意图；
图3为本发明的单触点式的工作示意图；
图4为本发明的双触点式的工作示意图；
图中，1-转动球，2-闸瓦体，3-底座，4-力传感器，5-固定挡圈，6-弹簧，7-触头套，8-导向杆，9-弹簧垫圈，10-车轮，11-闸瓦托。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种双触点式的高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，其结构如图1、图2和图4所示，包括转动球1、闸瓦体2、底座3、力传感器4、固定挡圈5、导向杆8、触头套7和弹簧6；所述的力传感器4与底座3固连在一起，底座3底部中心开凿有与转动球1相配合的圆弧面，闸瓦体2上部中心开凿有与转动球1相配合的圆弧面，转动球1、闸瓦体2和底座3三者组成球副机构；力传感器4的触头部分套有一个触头套7，触头套7的外表面开凿有球面凹槽；弹簧6与导向杆8组合在一起，导向杆8的一端与触头套7的球面凹槽配合连接，另一端放入闸瓦体2的侧面和固定挡圈5的安装孔中；固定挡圈5、导向杆6、触头套7、弹簧8、弹簧垫圈9以及闸瓦体2共同组成一套伸缩导向组件；力传感器7为现有的成熟产品。
实施闸瓦压力测量时，组装好以后的高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置安装在闸瓦托11上，工作时压向车轮10，车轮10踏面的斜度会对力传感器7产生一个力，使力传感器7与底座3一起绕着转动球1的球心转动一个角度，直至力传感器7的轴线调整至踏面的法向，同时弹簧6会作出相应的压缩或者伸长运动，起到辅助导向作用，以此来消除踏面斜度对闸瓦压力测量的误差。
当高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置安装在不同轮径车轮10上用于测试闸瓦压力时，车轮10会给力传感器7产生一个力，使力传感器7与底座3一起转动一个角度，直至力传感器7的轴线通过车轮10中心与车轮10直径在同一直线上，在这个过程中，触头套7会与导向杆8在配合面处产生相应的转动位移，以此来消除不同轮径对闸瓦压力测试装置测量结果带来的误差。
实施例2
一种单触点式的高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，其结构参见图1～图3，包括转动球1、闸瓦体2、底座3、力传感器4、固定挡圈5、导向杆8、触头套7和弹簧6；所述的力传感器4与底座3固连在一起，底座3底部中心开凿有与转动球1相配合的圆弧面，闸瓦体2上部中心开凿有与转动球1相配合的圆弧面，转动球1、闸瓦体2和底座3三者组成球副机构；力传感器4的触头部分套有一个触头套7，触头套7的外表面开凿有球面凹槽；弹簧6与导向杆8组合在一起，导向杆8的一端与触头套7的球面凹槽配合连接，另一端放入闸瓦体2的侧面和固定挡圈5的安装孔中；固定挡圈5、导向杆6、触头套7、弹簧8、弹簧垫圈9以及闸瓦体2共同组成一套伸缩导向组件；力传感器7为现有的成熟产品。
实施闸瓦压力测量时，组装好以后的高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置安装在闸瓦托11上，工作时压向车轮10，车轮10踏面的斜度会对力传感器7产生一个力，使力传感器7与底座3一起绕着转动球1的球心转动一个角度，直至力传感器7的轴线调整至踏面的法向，同时弹簧6会作出相应的压缩或者伸长运动，起到辅助导向作用，以此来消除踏面斜度对闸瓦压力测量的误差。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，包括闸瓦体(2)和安装在闸瓦体(2)上的至少一个测试机构，其特征在于，该测试机构包括转动球(1)、力传感器(4)和伸缩导向组件，所述的转动球(1)设置在闸瓦体(2)上，所述的力传感器(4)包括一体式的传感器本体和触头，其中，传感器本体与转动球(1)配合接触，所述的伸缩导向组件的两端分别连接闸瓦体(2)和触头；
进行闸瓦压力测量时，触头压向车轮(10)并接触车轮(10)踏面，车轮(10)踏面的斜度对力传感器(4)产生一个力，并在伸缩导向组件辅助导向作用下，使得力传感器(4)绕转动球(1)转动，直至力传感器(4)的轴线调整至车轮(10)踏面的法向，此时，力传感器(4)测得闸瓦压力；
测量结束后，力传感器(4)在伸缩导向组件的作用下复位；
所述的伸缩导向组件包括套设在触头上的触头套(7)，在触头套(7)的外表面的对称的两个部位各开凿有一个球面凹槽，每个球面凹槽上配合连接一根导向杆(8)，所述的导向杆(8)背向所连接的球面凹槽的另一端放入开设在闸瓦体(2)上的安装孔内，所述的导向杆(8)上还套设有一个配合其伸缩的弹簧(6)。
2.根据权利要求1所述的一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，其特征在于，所述的弹簧(6)与闸瓦体(2)之间还设有弹簧垫圈(9)。
3.根据权利要求1所述的一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，其特征在于，在力传感器(4)与转动球(1)之间还设有底座(3)，该底座(3)具有用于放置力传感器(4)的安装槽，所述的底座(3)的底部与转动球(1)配合连接。
4.根据权利要求1所述的一种高精度铁道车辆闸瓦压力测试装置，其特征在于，所述的测试机构设有两个。
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