CN106840632B - 一种高速列车制动夹钳单元的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速列车制动夹钳单元的检测装置，包括移动平台和固定安装在所述移动平台上的制动钳单元安装接口模块，其特征在于：还包括假盘模块和垂向调整模块；所述假盘模块包括位移传感器、称重传感器、位移测量右活动板、位移测量左活动板以及假盘厚度调整块；本发明与传统制动夹钳单元检测试验装置相比，假盘模块通过设置位移测量左右活动板可以实现对位移测量的自动化，在制动夹钳单元的一次调整量、最大调整量以及缓解间隙测试过程中关注的是制动缓解两次闸片托之间距离的变化量，本发明的设计原理完全可以实现以上测试要求；假盘模块的设计实现了不同型号制动夹钳夹紧力测试。
Description
技术领域
本发明涉及高速列车用制动夹钳单元检测技术领域，具体是涉及一种制动夹钳单元在高低温环境下的常规项点检测装置及检测方法。
背景技术
制动夹钳单元是制动系统的关键部件之一，对车辆安全运行起着至关重要的作用。因此，高低温环境下对制动夹钳单元进行各项点检测显得尤为重要。
目前，国内研发的制动夹钳单元试验台为例行试验台，只能完成常温下的各个项点检测，高低温环境下的测试都是操作人员进入步入式高低温环境箱对产品各项点进行测试，高低温环境箱内存在环境恶劣、操作困难以及测试精度较差等缺点。此外，制动夹钳单元夹紧力对制动性能有着非常重要的作用，夹紧力太小会导致制动力矩小，影响到制动器的制动性能，夹紧力过大会导致车轮抱死在路边上滑拖从而导致车轮轮胎磨损严重，影响制动器的制动性能，严重了会导致交通事故的发生。目前使用的检测装置及方法还无法完成夹紧力、测试。因此，亟需研究出既能够适应高低温恶劣环境、测试精度高且能够同时进行夹紧力测试的高性能制动夹钳单元检测装置。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可在高低温环境下对制动夹钳单元进行常规项点检测的检测装置。
本发明还提出了在高低温环境下进行包括一次调整量、最大调整量、缓解间隙以及夹紧力等常规项点的检测方法。
为了达到以上目的，本发明的一种高速列车制动夹钳单元的检测装置，包括移动平台和固定安装在所述移动平台上的制动钳单元安装接口模块，其特征在于：还包括假盘模块和垂向调整模块；
所述假盘模块包括位移传感器、称重传感器、位移测量右活动板、位移测量左活动板以及假盘厚度调整块；
所述垂向调整模块包括垂向调整移动平台和左右位移推动缸；
所述位移传感器通过位移传感器固定块固定安装在所述位移测量右活动板和位移测量左活动板上；所述位移测量左活动板和位移测量右活动板分别与左右位移推动缸固连；所述假盘厚度调整块活动安装在称重传感器上；所述称重传感器固定安装在称重传感器固定座上，所述称重传感器固定座固定安装在垂向调整移动平台上。
本发明进一步限定的技术方案为：
进一步的，所述垂向调整模块还包括垂向调整基体、垂向调整丝杠、位移测量活动板导轨以及垂向调整移动平台导轨。
进一步的，所述左右位移推动缸固定安装在垂向调整移动平台上，所述位移测量左活动板和位移测量右活动板活动安装在位移测量活动板导轨上；所述位移测量活动板导轨固定安装在垂向调整移动平台的内侧；所述垂向调整移动平台过垂向调整移动平台导轨活动安装在垂向调整基体上。
进一步的，还包括纵向调整模块；所述纵向调整模块包括固定安装在移动平台上的的纵向调整导轨；所述垂向调整基体活动安装在纵向调整导轨上。
进一步的，所述制动夹钳单元安装接口模块包括固定安装在移动平台上的立柱和固定安装在立柱上的制动夹钳单元统型工装。
进一步的，所述立柱和制动夹钳单元统型工装之间还安装有连接块。
进一步的，所述制动夹钳单元统型工装与连接块之间通过螺栓固定连接；所述连接块的两端通过安装导向销固定安装在立柱上。
本发明还涉及该高速列车制动夹钳单元检测装置的检测方法，依次包括以下几个步骤：
第一步：一次调整量测试
1)在缓解状态下，将制动夹钳单元的闸片托间距调至最大位置，启动左右位移推动缸，将位移测量左活动板和位移测量右活动板两端面推至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
2)记录位移传感器的值L1和闸片托两端面之间的绝对距离为M1，其中M1＝L1+λ，λ为常数；
3)反方向启动左右位移推动缸；将位移测量左活动板和位移测量右活动板缩回至初始位置即紧贴假盘厚度调整块，同时向制动系统的制动缸内充入100kPa-300kPa范围的压缩空气至两闸片托合拢；给制动缸排气使制动夹钳单元缓解；再次启动左右位移推动缸，将位移测量左活动板和位移测量右活动板分别推至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
4)再次记录位移传感器的值L2和闸片托两端面之间的绝对距离为M2，其中M2＝L2+λ，λ为常数；
5)两闸片托间距M1与M2的差值Δ1＝L2-L1；即为一次调整量；
第二步：最大调整量测试
1)上述试验结束后，反方向启动左右位移推动缸(33)；将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)缩回至初始位置即紧贴假盘厚度调整块(23)，同时多次向制动夹钳单元的制动缸充排气，气压为100kPa-300kPa的压缩空气，直到闸片托两端面之间的绝对距离不在减小；
2)记录位移传感器的值L3和闸片托两端面之间的绝对距离为M3，其中M3＝L3+λ，λ为常数；
3)位移传感器两次测量值的差值Δ2＝L1-L3，即为最大调整量；
第三步：缓解间隙测试
1)在上述试验结束后，反向启动左右位移推动缸，将位移测量左活动板和位移测量右活动板缩回并紧贴假盘厚度调整块；
2)记录位移传感器的值L4和假盘厚度的绝对值为M4，其中M4＝L4+λ，λ为常数；
3)位移传感器两次测量值的差值Δ3＝L3-L4，即为缓解间隙；
第四步：夹紧力测试
1)调整假盘厚度调整块，使假盘厚度调整到对应制动夹钳单元的厚度；
2)调整纵向调整模块和垂向调整模块，使假盘调整到制动夹钳单元闸片托的受力中心；
3)向制动缸充入气压，待称重传感器数值稳定后，读取称重传感器数值，即为该气压下对应夹紧力值。
进一步的，所述位移传感器为耐高低温位移传感器，温度范围-50℃～70℃。
有益效果：本发明与传统制动夹钳单元检测试验装置相比，假盘模块通过设置位移测量左右活动板可以实现对位移测量的自动化，在制动夹钳单元的一次调整量、最大调整量以及缓解间隙测试过程中关注的是制动缓解两次闸片托之间距离的变化量，本发明的设计原理完全可以实现以上测试要求；假盘模块的设计实现了不同型号制动夹钳夹紧力测试。制动夹钳单元随不同的车型和轮装轴装方式不同，闸片托之间的距离也不同，该试验装置通过假盘厚度调整块可以调整假盘厚度，从而实现系列化制动夹钳单元的夹紧力测试。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为制动夹钳单元安装接口模块结构示意图。
图3为假盘模块结构示意图。
图4为垂向调整模块结构示意图。
图5为纵向调整模块结构示意图。
图(6-1)、(6-2)以及(6-3)为一次调整量测试状态图。
图(7-1)、(7-2)以及(7-3)为最大调整量测试状态图。
图(8-1)、(8-2)为缓解间隙测试状态图。
图9为夹紧力测试示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例提供的一种用于高速列车用制动夹钳单元的测试装置，如图1所示：主要由制动夹钳单元安装接口模块10、假盘模块20、垂向调整模块30、纵向调整模块40和移动平台50。
如图2所示：制动夹钳单元安装接口模块由立柱11、安装导向销12、连接块13以及制动夹钳单元统型工装14组成。立柱11通过四个螺栓固定到移动平台50上，连接块13通过两个螺栓固定在制动夹钳单元统型工装14上，制动夹钳单元统型工装14)和连接块13一起通过安装导向销12定位安装到立柱11上。
如图3所示：假盘模块20包括位移传感器固定块21、位移测量右活动板22、假盘厚度调整块23、称重传感器24、称重传感器固定座25、位移测量左活动板26、位移传感器27。其中称重传感器固定座25固定到垂向调整模块30上，称重传感器24通过螺栓固定到称重传感器固定座25上，位移传感器27通过位移传感器固定块21固定到位移测量右活动板22上和位移测量左活动板26。位移测量左活动板26和位移测量右活动板22分别固定到左右位移推动缸33。假盘厚度调整块23通过螺纹连接到称重传感器24上然后一起通过螺栓连接固定到称重传感器固定座25，因为是螺纹，所以可以旋入旋出，可以旋到适当位置，因此厚度可调。
如图4所示：垂向调整模块30包括垂向调整基体31、垂向调整丝杠32、位移推动缸33、位移测量活动板导轨34、垂向调整移动平台35以及垂向调整移动平台导轨36、其中垂向调整移动平台35通过垂向调整移动平台导轨36实现在垂向调整基体31上产生垂向移动。位移测量活动板导轨34在位移推动缸33的作用下可以实现水平移动。
如图5所示：纵向调整模块40包括垂向调整基体31、纵向调整导轨41以及移动平台50；垂向调整基体31通过纵向调整导轨41可以实现在移动平台50的纵向移动。
本试验装置通过移动平台50下端面的滚轮可以方便的移动，从而实现在高低温箱的位置调整功能以及方便的进出高低温箱。将该试验装置置于高低温试验箱内部，高低温试验箱提供高低温环境，在高低温环境下测试对应项点。
制动夹钳在装车后，或者说在正常工作时，有两个工作状态，一个是制动状态，一个是缓解状态，制动状态就是停车施加制动力的状态，缓解状态是指制动夹钳初始装配位。在此基础上，该制动夹钳单元检测装置的检测方法，依次包括以下几个步骤：
第一步：一次调整量测试
如图(6-1)、(6-2)以及(6-3)所示：
1)在缓解状态下，将制动夹钳单元的闸片托28、29的间距调至最大位置，启动左右位移推动缸33，将位移测量左活动板22和位移测量右活动板26两端面推至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
2)记录位移传感器27的值L1和闸片托两端面之间的绝对距离为M1为186mm；其中M1＝L1+λ，λ为常数；
3)反方向启动左右位移推动缸33；将位移测量左活动板22和位移测量右活动板26缩回至初始位置，使位移测量左活动板22贴紧称重传感器固定座25和位移测量右活动板26贴紧假盘厚度调整块23，此时状态为初始位置，同时向制动系统的制动缸内充入100kPa-300kPa范围的压缩空气至两闸片托合拢；合拢后必须排气使制动夹钳单元处于缓解状态，再次启动左右位移推动缸33，将位移测量左活动板22和位移测量右活动板26分别推至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
4)再次记录位移传感器27的值L2和闸片托两端面之间的绝对距离M2为180mm，其中M2＝L2+λ，λ为常数；
5)两闸片托间距M1与M2的差值Δ1＝L2-L1＝M1-M2＝6mm；即为一次调整量；因为位移传感器的绝对值随温度的变化而变化，但是在某一个温度下位移传感器的变化量等于闸片托两次距离的变化量。
第二步：最大调整量测试
如图(7-1)、(7-2)以及(7-3)所示：
1)上述试验结束后，反方向启动左右位移推动缸(33)；将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)缩回至初始位置即紧贴假盘厚度调整块(23)，同时多次向制动夹钳单元的制动缸充排气，气压为100kPa-300kPa的压缩空气，直到闸片托两端面之间的绝对距离不在减小；启动左右位移推动缸33，将位移测量左活动板22和位移测量右活动板26展开至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
2)记录位移传感器27的值L3和闸片托两端面之间的绝对距离M3为135mm，其中M3＝L3+λ，λ为常数；
3)位移传感器27两次测量值的差值Δ2＝L1-L3＝M1-M3＝51mm，即为最大调整量；
第三步：缓解间隙测试
如图(8-1)、(8-2)所示：
1)上述试验结束后，反向启动左右位移推动缸33，将位移测量左活动板22和位移测量右活动板26缩回并紧贴假盘厚度调整块23；
2)记录位移传感器27的值L4和假盘厚度的绝对值M4为130mm，其中M4＝L4+λ，λ为常数；
3)位移传感器两次测量值的差值Δ3＝L3-L4＝M3-M4＝5mm，即为缓解间隙；
第四步：夹紧力测试
如图9所示：
1)调整假盘厚度调整块23，使假盘厚度调整到对应制动夹钳单元的厚度；
2)调整纵向调整模块40和垂向调整模块30，使假盘调整到制动夹钳单元闸片托的受力中心；
3)向制动缸充入500Kpa的气压，待称重传感器数值稳定后，读取称重传感器数值25.6KN，即为该气压下对应夹紧力值。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种高速列车制动夹钳单元的检测装置，包括移动平台(50)和固定安装在所述移动平台(50)上的制动钳单元安装接口模块(10)，其特征在于：还包括假盘模块(20)和垂向调整模块(30)；
所述假盘模块(20)包括位移传感器(27)、称重传感器(24)、位移测量右活动板(22)、位移测量左活动板(26)以及假盘厚度调整块(23)；
所述垂向调整模块(30)包括垂向调整移动平台(35)、左右位移推动缸(33)、垂向调整基体(31)、垂向调整丝杠(32)、位移测量活动板导轨(34)以及垂向调整移动平台导轨(36)；所述左右位移推动缸(33)固定安装在垂向调整移动平台(35)上，所述位移测量左活动板(26)和位移测量右活动板(22)活动安装在位移测量活动板导轨(34)上；所述位移测量活动板导轨(34)固定安装在垂向调整移动平台(35)的内侧；所述垂向调整移动平台(35)过垂向调整移动平台导轨(36)活动安装在垂向调整基体(31)上；
所述位移传感器(27)通过位移传感器固定块(21)固定安装在所述位移测量右活动板(22)和位移测量左活动板(26)上；所述位移测量左活动板(26)和位移测量右活动板(22)分别与左右位移推动缸(33)固连；所述假盘厚度调整块(23)活动安装在称重传感器(24)上；所述称重传感器(24)固定安装在称重传感器固定座(25)上，所述称重传感器固定座(25)固定安装在垂向调整移动平台(35)上。
2.根据权利要求1所述的高速列车制动夹钳单元的检测装置，其特征在于：还包括纵向调整模块(40)；所述纵向调整模块(40)包括固定安装在移动平台(50)上的的纵向调整导轨(41)；所述垂向调整基体(31)活动安装在纵向调整导轨上。
3.根据权利要求2所述的高速列车制动夹钳单元的检测装置，其特征在于：所述制动夹钳单元安装接口模块(10)包括固定安装在移动平台(50)上的立柱(11)和固定安装在立柱(11)上的制动夹钳单元统型工装(14)。
4.根据权利要求3所述的高速列车制动夹钳单元的检测装置，其特征在于：所述立柱(11)和制动夹钳单元统型工装(14)之间还安装有连接块(13)。
5.根据权利要求4所述的高速列车制动夹钳单元的检测装置，其特征在于：所述制动夹钳单元统型工装(14)与连接块(13)之间通过螺栓固定连接；所述连接块(13)的两端通过安装导向销(12)固定安装在立柱(11)上。
6.一种如权利要求5所述高速列车制动夹钳单元检测装置的检测方法，依次包括以下几个步骤：
第一步：一次调整量测试
1)在缓解状态下，将制动夹钳单元的闸片托间距调至最大位置，启动左右位移推动缸(33)，将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)两端面推至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
2)记录位移传感器(27)的值L1和闸片托两端面之间的绝对距离为M1，其中M1＝L1+λ，λ为常数；
3)反方向启动左右位移推动缸(33)；将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)缩回至初始位置即紧贴假盘厚度调整块(23)，同时向制动夹钳单元制动缸内充入100kPa-300kPa范围的压缩空气至两闸片托合拢；给制动缸排气使制动夹钳单元缓解；再次启动左右位移推动缸(33)，将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)分别推至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
4)再次记录位移传感器(27)的值L2和闸片托两端面之间的绝对距离为M2，其中M2＝L2+λ，λ为常数；
5)两闸片托间距M1与M2的差值Δ1＝L2-L1；即为一次调整量；
第二步：最大调整量测试
1)上述一次调整量测试试验结束后，反方向启动左右位移推动缸(33)；将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)缩回至初始位置即紧贴假盘厚度调整块(23)，同时多次向制动夹钳单元的制动缸充排气，气压为100kPa-300kPa的压缩空气，直到闸片托两端面之间的绝对距离不在减小；
启动左右位移推动缸(33)，将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)展开至制动夹钳单元的闸片托两端面并贴紧；
2)记录位移传感器(27)的值L3和闸片托两端面之间的绝对距离为M3，其中M3＝L3+λ，λ为常数；
3)位移传感器(27)两次测量值的差值Δ2＝L1-L3，即为最大调整量；
第三步：缓解间隙测试
1)上述最大调整量测试实验结束之后，反向启动左右位移推动缸(33)，将位移测量左活动板(22)和位移测量右活动板(26)缩回并紧贴假盘厚度调整块(23)；
2)记录位移传感器(27)的值L4和假盘厚度的绝对值为M4，其中M4＝L4+λ，λ为常数；
3)位移传感器两次测量值的差值Δ3＝L3-L4，即为缓解间隙；
第四步：夹紧力测试
1)调整假盘厚度调整块(23)，使假盘厚度调整到对应制动夹钳单元的厚度；
2)调整纵向调整模块(40)和垂向调整模块(30)，使假盘调整到制动夹钳单元闸片托的受力中心；
3)向制动缸充入气压，待称重传感器数值稳定后，读取称重传感器数值，即为该气压下对应夹紧力值。
7.根据权利要求6所述的高速列车制动夹钳单元检测装置的检测方法，其特征在于：所述位移传感器为耐高低温位移传感器，温度范围-50℃～70℃。
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