CN110441070B - 闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其包括底座、踏面仿形件、位置调节机构及支撑机构，踏面仿形件具有模拟轮对踏面的摩擦接触面，位置调节机构与踏面仿形件连接，位置调节机构包括固定座、第一直线导轨、第一移动件、第一丝杠及伺服电机，第一直线导轨沿着摩擦接触面的横向移动方向设置，第一移动件与第一直线导轨配合连接并与踏面仿形件固定连接，第一丝杠与第一移动件连接，伺服电机与第一丝杠连接，支撑机构包括安装座，安装座的设置与踏面仿形件的摩擦接触面相适应。本发明能够保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置在承受轮对横移产生的横向载荷作用时的可靠性和耐久性。

Description

闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统

技术领域

本申请属于踏面制动试验技术领域，尤其涉及一种闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统。

背景技术

踏面制动通过基础制动装置传送制动原动力并产生制动力给轮对，踏面基础制动装置包括踏面单元制动器和闸瓦。

现有技术中，采用踏面制动的三轴或多轴机车车辆，与非端轴轮对匹配的基础制动装置，除了具备与端轴轮对匹配的基础制动装置相同的作用功能和性能外，还要适应机车车辆在弯道制动时，非端轴轮对相对构架在横向方向产生的较大移动，并承担横向作用力，为此，特殊设置闸瓦托能在横向方向被动移动并主动复位的踏面基础制动装置(以下称闸瓦托横移式踏面基础制动装置)。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

闸瓦托横移式踏面基础制动装置不但要承受正常制动时轮对的反作用力，还须承受轮对横移产生的较大横向作用力，该横向移动产生的横向载荷作用在闸瓦托横移式踏面基础制动装置上，会使闸瓦托横移式踏面基础制动装置的故障率升高，甚至造成零件损坏，对闸瓦托横移式踏面基础制动装置的可靠性和耐久性造成巨大影响。

发明内容

本申请实施例通过提供一种闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，解决了现有技术中如何保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置在承受轮对横移产生的横向载荷作用时的可靠性和耐久性的技术问题，进而提高了机车车辆运行的安全性。

本申请实施例提供了一种闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其特征在于，所述疲劳试验系统包括底座、踏面仿形件、位置调节机构及支撑机构，所述踏面仿形件设置于所述底座上，所述踏面仿形件具有模拟轮对踏面的摩擦接触面，所述位置调节机构固定于所述底座上，所述位置调节机构与所述踏面仿形件连接，所述位置调节机构包括固定座、第一直线导轨、第一移动件、第一丝杠及伺服电机，所述固定座与所述底座固定连接，所述第一直线导轨与所述固定座固定连接，所述第一直线导轨沿着所述摩擦接触面的横向移动方向设置，所述第一移动件与所述第一直线导轨配合连接，所述第一移动件与所述踏面仿形件固定连接，所述第一丝杠转动设置于所述固定座上，所述第一丝杠与所述第一直线导轨平行，所述第一丝杠与所述第一移动件连接，所述伺服电机与所述固定座固定连接，所述伺服电机与所述第一丝杠连接，所述支撑机构固定于所述底座上，所述支撑机构位于所述位置调节机构的一侧，所述支撑机构包括安装座，所述安装座与闸瓦托横移式踏面基础制动装置固定连接，所述安装座的设置与所述踏面仿形件的所述摩擦接触面相适应。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，通过设置踏面仿形件、位置调节机构以及支撑机构，将机车闸瓦托横移式踏面基础制动装置的踏面制动过程于底座之上进行真实模拟，即模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动对闸瓦托横移式踏面基础制动装置的横向载荷，同时，制动过程通过伺服电机及第一丝杠精确可控，从而能够在试验室内实现对闸瓦托横移式踏面基础制动装置在机车车辆轮对存在不同横向位移工况下的工作可靠性和耐久性的试验验证，保证了闸瓦托横移式踏面基础制动装置在使用前具备较好的可靠性和耐久性，因此，本申请解决了现有技术中如何保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置在承受轮对横移产生的横向载荷作用时的可靠性和耐久性的技术问题，进而避免闸瓦托横移式踏面基础制动装置易发生缓解不良、闸瓦偏磨、闸瓦金属镶嵌及车轮踏面异常磨耗损伤等影响机车车辆运行安全的故障发生，提高了机车车辆运行的安全性。

附图说明

图1为本申请一种实施例中闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统的结构示意图；

图2为图1中显示位置调节机构及支撑机构的结构示意图；

以上各图中：100、底座；200、踏面仿形件；210、摩擦接触面；300、位置调节机构；310、固定座；320、第一直线导轨；330、第一移动件；340、第一丝杠；350、伺服电机；360、第一传感器；400、支撑机构；410、安装座；420、第二直线导轨；430、第二丝杠；440、调整件；450、第二传感器；500、控制柜；90、闸瓦托横移式踏面基础制动装置。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本申请中要求保护的技术方案进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本申请的描述中，需要说明的是：(1)术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本申请中要求保护的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请中要求保护的技术方案的限制；(2)当元件被称为“固定于”或“支撑于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件；(3)当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；(4)术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请施例中的技术方案为了解决现有技术存在的技术问题，总体思路如下：

为了保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置在承受轮对横移产生的横向载荷作用时的可靠性和耐久性，本申请提出一种闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其通过设置踏面仿形件、位置调节机构以及支撑机构，将机车闸瓦托横移式踏面基础制动装置的踏面制动过程于底座之上进行真实模拟，即模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动对闸瓦托横移式踏面基础制动装置的横向载荷，同时，制动过程通过伺服电机及第一丝杠精确可控，从而能够在试验室内实现对闸瓦托横移式踏面基础制动装置在机车车辆轮对存在不同横向位移工况下的工作可靠性和耐久性的试验验证，保证了闸瓦托横移式踏面基础制动装置在使用前具备较好的可靠性和耐久性，因此，本申请解决了现有技术中如何保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置在承受轮对横移产生的横向载荷作用时的可靠性和耐久性的技术问题，进而提高了机车车辆运行的安全性。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图1和图2，为了解决现有技术中存在的如何保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置在承受轮对横移产生的横向载荷作用时的可靠性和耐久性的技术问题，本申请实施例闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统包括底座100、踏面仿形件200、位置调节机构300及支撑机构400，其中：

底座100用于支撑上述踏面仿形件200、位置调节机构300、支撑机构400及安装座410，底座100包括四个支撑脚，以及一个支撑板，四个支撑脚固定于支撑板的底部，以使支撑板平整，支撑板的顶面与水平面平行，以有利于位置调节机构300及支撑机构400在其上装配的精度和稳定性；

踏面仿形件200踏面仿形件200设置于底座100上，踏面仿形件200具有模拟轮对踏面的摩擦接触面210，本领域基于此可知，该摩擦接触面210的形状及大小，根据实际机车轮对的踏面而定，踏面仿形件200的材料与实际机车轮对的材料相同，以此在当闸瓦托横移式踏面基础制动装置90与踏面仿形件200接触时，闸瓦托横移式踏面基础制动装置90与踏面仿形件200间的相互作用情况，包括相互作用力及磨耗情况，与实际机车踏面制动环境的相符；

位置调节机构300固定于底座100上，位置调节机构300与踏面仿形件200连接，以带动踏面仿形件200移动，进而用于模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动，位置调节机构300包括固定座310、第一直线导轨320、第一移动件330、第一丝杠340及伺服电机350；

固定座310与底座100固定连接，以在底座100基础上起支撑的作用；

第一直线导轨320与固定座310固定连接，以在固定座310的支撑下，提供平稳的直线往复运动，第一直线导轨320沿着摩擦接触面210的横向移动方向设置，如前所述，摩擦接触面210用于模拟机车轮对踏面，因此本领域技术人员据此已知，摩擦接触面210的横向移动方向，即为模拟轮对踏面的横向移动方向，其中的“横向”为本领域技术人员面对机车轮对时的已知方向，因此，通过第一直线导轨320沿着摩擦接触面210的横向移动方向设置，使得本领域技术员能够清楚地得知，摩擦接触面210的朝向、踏面仿形件200与第一直线导轨320间的相对位置，以及摩擦接触面210的移动方向，从而能够清楚得知，位置调节机构300能够用于模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动；具体而言，如图1和图2所示，第一直线导轨320为滑动导轨，其通过与第一移动件330滑动配合连接，实现第一移动件330沿着直线的往复移动，第一直线导轨320为两个，两个第一直线导轨320沿着竖直方向(或者说，垂直于水平面的方向)并排且间隔设置，以保证第一移动件330移动的平稳性，进而保证模拟轮对横向移动的稳定性；

第一移动件330与第一直线导轨320配合连接，以沿着第一直线导轨320往复直线运动，第一移动件330与踏面仿形件200固定连接，以带动踏面仿形件200同步移动；具体而言，如图1和图2所示，第一移动件330呈块状，第一移动件330同时与两个第一直线导轨320滑动配合连接，以沿着两个第一直线导轨320做平稳的往复移动，第一移动件330通过螺栓等方式与踏面仿形件200可拆卸固定连接；

第一丝杠340转动设置于固定座310上，第一丝杠340与第一直线导轨320平行，第一丝杠340与第一移动件330连接，以通过转动带动第一移动件330精确移动；具体而言，第一丝杠340包括第一丝杆及第一螺母，第一丝杆与第一螺母之间通过梯形螺纹配合，第一丝杠340的两端通过轴承座设置于固定座310上；

伺服电机350与固定座310固定连接，以受固定座310的支撑，伺服电机350与第一丝杠340连接，以精准驱动第一丝杠340转动，进而在模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动对闸瓦托横移式踏面基础制动装置的横向载荷的过程中，使得制动过程精确可控，保证对闸瓦托横移式踏面基础制动装置在机车车辆轮对存在不同横向位移工况下的工作可靠性和耐久性的试验验证的准确性；

支撑机构400固定于底座100上，以受底座100的支撑，支撑机构400位于位置调节机构300的一侧，支撑机构400用于支撑设置闸瓦托横移式踏面基础制动装置90，以保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置90与踏面仿形件200的摩擦接触面210稳定接触，支撑机构400包括安装座410，安装座410与闸瓦托横移式踏面基础制动装置90固定连接，安装座410的设置与踏面仿形件200的摩擦接触面210相适应，以使得安装于安装座410上的闸瓦托横移式踏面基础制动装置90与踏面仿形件200的摩擦接触面210相对应，进而能够通过自身的运动与摩擦接触面210接触。

基于上述，本申请所描述的技术方案至少具有如下的技术效果或优点：

本申请中所描述的实施例通过设置踏面仿形件200、位置调节机构300以及支撑机构400，将机车闸瓦托横移式踏面基础制动装置90的踏面制动过程于底座之上进行真实模拟，即模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动对闸瓦托横移式踏面基础制动装置的横向载荷，同时，制动过程通过伺服电机350及第一丝杠340精确可控，从而能够在试验室内实现对闸瓦托横移式踏面基础制动装置在机车车辆轮对存在不同横向位移工况下的工作可靠性和耐久性的试验验证，保证了闸瓦托横移式踏面基础制动装置在使用前具备较好的可靠性和耐久性，因此，本申请解决了现有技术中如何保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置在承受轮对横移产生的横向载荷作用时的可靠性和耐久性的技术问题，进而避免闸瓦托横移式踏面基础制动装置易发生缓解不良、闸瓦偏磨、闸瓦金属镶嵌及车轮踏面异常磨耗损伤等影响机车车辆运行安全的故障发生，提高了机车车辆运行的安全性。

为了进一步提高踏面仿形件200的位置调节精度，以在模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动对闸瓦托横移式踏面基础制动装置的横向载荷的过程中，更好地使得制动过程精确可控，继续参见图1和图2，位置调节机构300还包括第一传感器360，第一传感器360优选为行程传感器，第一传感器360与固定座310固定连接，以受固定座310的支撑，第一传感器360对应于第一移动件330设置，第一传感器360用于检测第一移动件330的移动位移，从而能够实现对踏面仿形件200移动位置更精准的掌握，从而进一步提高了踏面仿形件200的位置调节精度，以在模拟机车车辆以不同速度通过不同弯道时的轮对横向移动对闸瓦托横移式踏面基础制动装置的横向载荷的过程中，更好地使得制动过程精确可控。

为了能够模拟闸瓦及车轮踏面在不同磨耗状态下的制动效果，继续参见图1和图2，支撑机构400还包括第二直线导轨420、第二移动件、第二丝杠430及调整件440，第二直线导轨420与底座100固定连接，以受底座100的支撑，第二直线导轨420沿着踏面仿形件200摩擦接触面210的纵向移动方向设置，如前所述，摩擦接触面210用于模拟机车轮对踏面，因此本领域技术人员据此已知，摩擦接触面210的纵向移动方向，即为模拟轮对踏面的纵向移动方向，其中的“纵向”为本领域技术人员面对机车轮对时的已知方向，因此，通过第二直线导轨420沿着摩擦接触面210的纵向移动方向设置，使得本领域技术员能够清楚地得知第二直线导轨420的设置方向，第二移动件与第二直线导轨420配合连接，以沿着第二直线导轨420往复移动，第二移动件与安装座410固定连接，以带动安装座410同步移动，进而带动闸瓦托横移式踏面基础制动装置90同步移动，第二丝杠430转动设置于底座100上，第二丝杠430与安装座410连接，以通过转动带动安装座410移动，调整件440与底座100固定连接，以受底座100的支撑，调整件440支撑套设于第二丝杠430的外部，以支撑第二丝杠430的转动，调整件440与第二丝杠430可拆卸连接，以施加及释放对第二丝杠430转动的约束，即当制动试验进行时，施加对第二丝杠430转动的约束，以保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置90整体位置的稳定性，以及闸瓦托横移式踏面基础制动装置90与踏面仿形件200摩擦接触面210之间相互作用的可靠性，而当需要调整闸瓦托横移式踏面基础制动装置90的整体位置时，释放对第二丝杠430转动的约束，进而能够通过手摇等方式转动第二丝杠430，进而调节闸瓦托横移式踏面基础制动装置90的整体位置；本申请实施例通过设置第二直线导轨420、第二移动件、第二丝杠430及调整件440，在保证以保证闸瓦托横移式踏面基础制动装置90整体位置的稳定性，以及闸瓦托横移式踏面基础制动装置90与踏面仿形件200摩擦接触面210之间相互作用的可靠性的基础上，能够准确且稳定地调节闸瓦托横移式踏面基础制动装置90的整体位置，从而能够模拟闸瓦及车轮踏面在不同磨耗状态下的制动效果。

具体而言，如图1和图2所示，第二直线导轨420为滑动导轨，第二直线导轨420为两个，两个第二直线导轨420沿着摩擦接触面210的横向移动方向并排且间隔设置，以提高第二移动件往复移动的平稳性，进而提高对闸瓦托横移式踏面基础制动装置90整体位置调节的稳定性，第二移动件与第二直线导轨420滑动配合连接，安装座410位于第二移动件的上方，安装座410的底部与第二移动件通过螺栓固定，第二丝杠430包括第二丝杆及第二螺母，第二丝杆与第二螺母通过梯形螺纹配合连接，第二螺母与安装座410固定连接，第二丝杆的一端通过连接轴承等方式支撑设置于调节件440上，调节件440包括调节基座及锁紧件(如锁紧螺母)，调节基座与底座100通过螺栓固定，调节基座对应于第二丝杆开设有通孔，通孔套设于第二丝杆的外部，锁紧件可拆卸连接于第二丝杆与调节基座之间，以实现对第二丝杆转动约束的施加及释放。

为了进一步提高对闸瓦托横移式踏面基础制动装置90整体位置调节的精度，继续参见图1和图2，支撑机构400还包括第二传感器450，第二传感器450优选为伸出长度传感器，第二传感器450与安装座410固定连接，以受安装座410的支撑，第二传感器450用于检测闸瓦托横移式踏面基础制动装置的伸出距离，从而进一步提高了对闸瓦托横移式踏面基础制动装置90整体位置调节的精度。

为了提高疲劳试验系统的自动化程度，继续参见图1，本申请实施例中的疲劳试验系统还包括控制柜500，控制柜500位于底座100的外侧，控制柜500包括柜体、风源控制系统及控制器，风源控制系统设置于柜体的内部，风源控制系统与闸瓦托横移式踏面基础制动装置90通过气路连接，以控制向闸瓦托横移式踏面基础制动装置90充风压力的大小，可以模拟机车车辆不同制动级别的制动力，控制器设置于柜体的内部，控制器与伺服电机350通信连接(包括有线连接及无线连接)，以控制伺服电机350的动力输出，控制器还与第一传感器360及第二传感器450通信连接，以精准控制伺服电机350的动力输出。

为了更清楚的说明本申请要求保护的技术方案，下面以图1和图2所示的实施例为例就本申请中闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验的测试方法进行说明：

将待检测的闸瓦托横移式踏面基础制动装置90安装在安装座410上，利用控制柜500控制风源向闸瓦托横移式踏面基础制动装置90充气或排气，利用控制柜90控制伺服电机350转动，伺服电机350通过第一丝杠340带动踏面仿形件200往复移动，闸瓦托横移式踏面基础制动装置90作用在踏面仿形件200的摩擦接触面210上，从而验证闸瓦托横移式踏面基础制动装置90在轮对横向移动工况下的可靠性和耐久性。

Claims (5)

1.一种闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其特征在于，所述疲劳试验系统包括：

底座；

踏面仿形件，所述踏面仿形件设置于所述底座上，所述踏面仿形件具有模拟轮对踏面的摩擦接触面；

位置调节机构，所述位置调节机构固定于所述底座上，所述位置调节机构与所述踏面仿形件连接，所述位置调节机构包括：

固定座，所述固定座与所述底座固定连接；

第一直线导轨，所述第一直线导轨与所述固定座固定连接，所述第一直线导轨沿着所述摩擦接触面的横向移动方向设置，且所述摩擦接触面的横向移动方向为模拟轮对踏面的横向移动方向；

第一移动件，所述第一移动件与所述第一直线导轨配合连接，所述第一移动件与所述踏面仿形件固定连接；

第一丝杠，所述第一丝杠转动设置于所述固定座上，所述第一丝杠与所述第一直线导轨平行，所述第一丝杠与所述第一移动件连接；

伺服电机，所述伺服电机与所述固定座固定连接，所述伺服电机与所述第一丝杠连接；

支撑机构，所述支撑机构固定于所述底座上，所述支撑机构位于所述位置调节机构的一侧，所述支撑机构包括：

安装座，所述安装座与闸瓦托横移式踏面基础制动装置固定连接，所述安装座的设置与所述踏面仿形件的所述摩擦接触面相适应。

2.根据权利要求1所述的闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其特征在于，所述位置调节机构还包括：

第一传感器，所述第一传感器与所述固定座固定连接，所述第一传感器对应于所述第一移动件设置，所述第一传感器用于检测所述第一移动件的移动位移。

3.根据权利要求1所述的闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其特征在于，所述支撑机构还包括：

第二直线导轨，所述第二直线导轨与所述底座固定连接，所述第二直线导轨沿着所述摩擦接触面的纵向移动方向设置；

第二移动件，所述第二移动件与所述第二直线导轨配合连接，所述第二移动件与所述安装座固定连接；

第二丝杠，所述第二丝杠转动设置于所述底座上，所述第二丝杠与所述安装座连接；

调整件，所述调整件与所述底座固定连接，所述调整件支撑套设于所述第二丝杠的外部，所述调整件与所述第二丝杠可拆卸连接，以施加及释放对所述第二丝杠转动的约束。

4.根据权利要求3所述的闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其特征在于，所述支撑机构还包括：

第二传感器，所述第二传感器与所述安装座固定连接，所述第二传感器用于检测闸瓦托横移式踏面基础制动装置的伸出距离。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的闸瓦托横移式踏面基础制动装置疲劳试验系统，其特征在于，所述疲劳试验系统还包括：

控制柜，所述控制柜位于所述底座的外侧，所述控制柜包括：

柜体；

风源控制系统，所述风源控制系统设置于所述柜体的内部，所述风源控制系统与闸瓦托横移式踏面基础制动装置通过气路连接；

控制器，所述控制器设置于所述柜体的内部，所述控制器与所述伺服电机通信连接。

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