CN107101768A - 一种动态闸瓦压力测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动态闸瓦压力测量装置，包括闸瓦托以及置于闸瓦托内的测力传感器(3)和测力架(6)，测力传感器(3)和测力架(6)连接。列车施加制动时，闸瓦托带动测试装置接触车轮，测力架(6)将车轮受到的制动力的反作用力传递给连接的测力传感器(3)，测力传感器(3)将信号输出到车辆上的数据采集处理系统得到制动力大小。与现有技术相比，本发明只是在现有货车制动梁闸瓦托的内改造加装了一组测力传感器(3)和测力架(6)，实现了铁路货车正常运行与闸瓦压力实时监测两者功能的统一，具有互换性强、测量灵活、使用寿命长等优点。

Description

一种动态闸瓦压力测量装置
技术领域
本发明涉及铁道车辆制动系统领域，尤其是涉及一种动态闸瓦压力测量装置。
背景技术
铁路快捷货车、重载货车的发展，迫切要求研发适用各自技术条件的制动系统，尤其货车突出的空重载制动力差别巨大的工况要求，货车基础制动装置在车辆运行状态下空、重车真实的制动传递效率是成功设计货车制动系统关键指标之一。实际闸瓦制动压力和基础制动装置在不同工况下传动效率是制动系统设计评估的重要参数之一，不准确的参数会引起车辆重载时制动力不足、空载时制动力过大而擦轮等重大事故。设计新型制动系统样机时，通过测试车辆动态过程闸瓦制动压力可以更清晰地研究制动力的传递过程，优化制动结构，分析车辆制动力分配的均衡性。
因此，检测列车在制动过程闸瓦的动态压力，以及检测车辆各个轮对的闸瓦作用力是否均衡，对实际运行车辆的基础制动装置传动效率制动压力进行精确实时测量是迫切需要解决的技术难题。可以改变以往只能静态测试车辆闸瓦压力、车辆制动过程实际制动作用力只能估计的情况，为保证货车制动性能可靠性创造了条件。
现实际应用的只有静态闸瓦压力的测试装置，只能在车辆静置时通过制动缸压力空气测试闸瓦压力。
原有的货车基础制动装置中制动梁的闸瓦托标准结构是通过闸瓦签穿过闸瓦签孔将闸瓦与闸瓦托连接而成，能够实现闸瓦方便安装和磨耗后闸瓦快速拆卸功能。然而原有设计为直接测量闸瓦制动压力增添了障碍，主要障碍分析如下：动态运行车辆上闸瓦结构不允许进行改造，使用国家标准的高摩擦系数合成闸瓦，其尺寸参数固定，因此在闸瓦托的结构上进行改造设计成了唯一的选择；由于货车基础制动装置安装空间和安装方式都有规定要求，对闸瓦托的外形尺寸有一定限界要求；由于连接中闸瓦签的存在，闸瓦托紧挨闸瓦托与闸瓦接触面的部分被通孔穿过。
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动态闸瓦压力测量装置，具有互换性强、测量灵活、使用寿命长等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种动态闸瓦压力测量装置，包括闸瓦托，其特征在于，还包括置于所述闸瓦托内的测力传感器和测力架，所述测力传感器和测力架连接；
列车施加制动时，闸瓦托带动测试装置接触车轮，测力架将车轮受到的制动力的反作用力传递给连接的测力传感器，测力传感器将信号输出到数据采集处理系统得到制动力大小。
所述闸瓦托包括承受制动载荷的闸瓦托后梁和设于闸瓦托后梁下端的传感器安装支架。
所述传感器安装支架上设有传感器安装销孔和测力架安装方孔，其中测力架安装方孔位于传感器安装销孔底部。
所述传感器安装销孔设有多个，多个传感器分别安装于各传感器安装销孔中，所述测力架安装于测力架安装方孔内。传感器的数量可根据实际需要设置2～6个。
所述测力传感器包括圆柱形的传感器体和设于传感器体底面的连接螺栓。
所述测力架的主体为中间设有闸瓦签孔的立方体，在立方体的顶部设有连接螺母，底部设有支撑托板，所述连接螺母与所述连接螺栓配合连接，所述支撑托板在列车施加制动时接触闸瓦。
所述支撑托板的底面呈内凹弧形，该弧形的弧度半径与国家标准闸瓦托承载部位一致。
所述测力传感器为圆盘称重式测力传感器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、实现车辆制动功能的同时保证了整套系统的互换性特征，本发明中的闸瓦托结构可以适应制动系统中一整套标准化结构，与之配合的相关部分可以直接采用国家现行标准，不需要单独设计，保证了制动系统的互换性特征和实用性原则，便于维修保养。
2、测量范围可变，适应多种工作负荷，在实际应用中，只需修改闸瓦托侧面挖孔的尺寸，就可以使用其他厂家、形状及量程的测力传感器，对于传感器的选择具有灵活性。
3、采用模块化可拆卸结构，延长了产品使用寿命并且便于维修检测，采用的测力架便于拆卸，方便进行维护检修，对于传感器等相关部件损坏时也可直接替换，方便快捷。
4、在闸瓦托不同位置设置了多个传感器，既实现了测定动态闸瓦压力，又可在实际应用时分析列车制动的不同阶段闸瓦不同部位制动压力的变化，便于日后对制动结构进行优化分析。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明闸瓦托后梁的结构示意图；
图3为本发明测力传感器的结构示意图；
图4为本发明测力架的结构示意图；
图5为本发明传感器安装支架的结构示意图。
图中标注：1-闸瓦托后梁，2-闸瓦，3-测力传感器，4-固定传感器销，5-闸瓦签，6-测力架，7-传感器安装支架，3.1-连接螺栓，3.2-传感器体，6.1-连接螺母，6.2-测力架闸瓦签孔，6.3-支撑托板，7.1-传感器支架主梁，7.2-传感器安装销孔，7.3-测力架安装方孔，7.4-传感器安装支架闸瓦签孔。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明不改变原有的货车基础制动装置基本结构和制动力传递方式，保持原有的闸瓦安装方式和制动压力的作用方式，不改变连接闸瓦托与转向架制动梁的连接和安装形式，只是在现有货车制动梁闸瓦托的体内，改造加装了一组测力传感器3和测力架6，实现了铁路货车正常运行与闸瓦压力实时监测两者功能的统一，满足铁路货车制动发展对压力检测试验的需要。
如图1所示，一种动态闸瓦压力测量装置，包括闸瓦托以及置于闸瓦托内的测力传感器3和测力架6，测力传感器3和测力架6连接。
改造的闸瓦托是在外形尺寸方面将现有闸瓦托背部加厚，为测力传感器3的安装提供位置，在加厚部分侧面挖槽即传感器安装销孔7.2用以安装测力传感器3。闸瓦托采用模块化的设计结构，设计了四个制动传力模块即测力架6，通过四个模块化的结构解决闸瓦签通孔的问题，具体设计如下。
闸瓦托包括承受制动载荷的闸瓦托后梁1，如图2所示。闸瓦托还包括设于闸瓦托后梁1下端的传感器安装支架7，传感器安装支架7的两端设有传感器安装支架闸瓦签孔7.4，通过闸瓦签5穿过闸瓦签孔将闸瓦2与闸瓦托连接。
图3所示为测力传感器3结构示意图。测力传感器3为圆盘称重式测力传感器，包括圆柱形的传感器体3.2和设于传感器体3.2底面的连接螺栓3.1，本实施例中连接螺栓3.1为外螺纹。传感器体3.2的侧面设有输出信号的信号线，信号线连接数据采集处理系统。
图4所示为测力架6结构示意图，测力架6是指一种特制的传递制动力的模块，它的主体为中间设有测力架闸瓦签孔6.2的立方体，在立方体的底面设有支撑托板6.3，支撑托板6.3的底面呈内凹弧形，该弧形的弧度半径与国家标准闸瓦托承载部位一致。支撑托板6.3在列车施加制动时接触闸瓦2。测力架6设有与连接螺栓3.1配合连接的连接螺母6.1，该连接螺母6.1设于托板所在面的对面。
图5所示为传感器安装支架7结构示意图，传感器安装支架7上设有传感器安装销孔7.2和测力架安装方孔7.3，其中测力架安装方孔7.3位于传感器安装销孔7.2底部。传感器安装销孔7.2设有多个，可为2个或4个，其大小与测力传感器3的大小相配合，多个传感器分别安装于各传感器安装销孔7.2中；测力架安装方孔7.3的大小与测力架6的大小相配合，并且测力架6安装于测力架安装方孔7.3内。传感器安装销孔7.2由传感器支架主梁7.1隔开。
装置安装时，测力传感器3装入传感器安装支架7的传感器安装销孔7.2内，采用固定传感器销4从上端固定。固定传感器销4由闸瓦托后梁1顶端旋入，将测力传感器3与闸瓦托后梁1相连，在传感器安装销孔7.2下部的测力架安装方孔7.3中安装连接测力传感器3的测力架6。该测力传感器3测力点是测力传感器3的连接螺栓3.1，连接螺栓3.1与测力架6的连接螺母6.1相接触受力。将闸瓦托后梁1、测力传感器3、测力架6正确装配后，将测力传感器3导出信号线引出，与之前设计好的信号处理系统相连，从而使传递的压力信息正确反映出来。
当列车施加制动时，闸瓦托后梁1带动整个装配部分贴近车轮，接触后，车轮受到的制动力的反作用力传递给连接测力传感器3的测力架6，再由测力架6顶紧测力传感器3探头，测力传感器3将信号输出至数据采集处理系统，从而测定制动力的大小，实现动态闸瓦压力测量功能。

Claims (8)

1.一种动态闸瓦压力测量装置，包括闸瓦托，其特征在于，还包括置于所述闸瓦托内的测力传感器(3)和测力架(6)，所述测力传感器(3)和测力架(6)连接；
列车施加制动时，闸瓦托带动测试装置接触车轮，测力架(6)将车轮受到的制动力的反作用力传递给连接的测力传感器(3)，测力传感器(3)将信号输出到数据采集处理系统得到制动力大小。
2.根据权利要求1所述的一种动态闸瓦压力测量装置，其特征在于，所述闸瓦托包括承受制动载荷的闸瓦托后梁(1)和设于闸瓦托后梁(1)下端的传感器安装支架(7)。
3.根据权利要求2所述的一种动态闸瓦压力测量装置，其特征在于，所述传感器安装支架(7)上设有传感器安装销孔(7.2)和测力架安装方孔(7.3)，其中测力架安装方孔(7.3)位于传感器安装销孔(7.2)底部。
4.根据权利要求3所述的一种动态闸瓦压力测量装置，其特征在于，所述传感器安装销孔(7.2)设有多个，多个传感器(3)分别安装于各传感器安装销孔(7.2)中，所述测力架(6)安装于测力架安装方孔(7.3)内。
5.根据权利要求1所述的一种动态闸瓦压力测量装置，其特征在于，所述测力传感器(3)包括圆柱形的传感器体(3.2)和设于传感器体(3.2)底面的连接螺栓(3.1)。
6.根据权利要求5所述的一种动态闸瓦压力测量装置，其特征在于，所述测力架(6)的主体为中间设有闸瓦签孔的立方体，在立方体的顶部设有连接螺母(6.1)，底部设有支撑托板(6.3)，所述连接螺母(6.1)与所述连接螺栓(3.1)配合连接，所述支撑托板(6.3)在列车施加制动时接触闸瓦(2)。
7.根据权利要求6所述的一种动态闸瓦压力测量装置，其特征在于，所述支撑托板(6.3)的底面呈内凹弧形，该弧形的弧度半径与国家标准闸瓦托承载部位一致。
8.根据权利要求1所述的一种动态闸瓦压力测量装置，其特征在于，所述测力传感器(3)为圆盘称重式测力传感器。
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