CN201203492Y - 测量闸瓦及具有该测量闸瓦的测力装置 - Google Patents

Abstract

测量闸瓦及具有该测量闸瓦的测力装置，它涉及一种铁路车辆踏面制动闸瓦静压力的测量技术。该测量闸瓦包括：闸瓦本体和压力传感器，闸瓦本体的厚度W为5～15mm且其与车辆闸瓦内凹弧面的曲率半径一致；压力传感器嵌在闸瓦本体的内凹弧面上；所述闸瓦本体的端部设置有压力信号输出端口且在内部设置有连接输出端口与压力传感器的导线。该测力装置包括：测量闸瓦、第一数据发射装置、数据接收装置和计算机，所述第一数据发射装置与所述测量闸瓦的信号输出端口连接；数据接收装置用于接收数据发射装置发出的信号；计算机与所述数据接收装置的信号输出端口连接，记录和处理所接收的数据。使用时，该测量闸瓦置于车辆闸瓦与车轮踏面之间，测量过程中无需拆卸车辆闸瓦。

Description

测量闸瓦及具有该测量闸瓦的测力装置

技术领域

本实用新型涉及铁路车辆踏面制动闸瓦静压力的测量技术，具体涉及一种测量闸瓦及具有该测量闸瓦的测力装置。

背景技术

伴随着铁路运输的提速与重载的发展，对于车辆安全性、可靠性的要求越来越严格，特别是对于直接影响车辆运行安全的制动能力的要求。

闸瓦作用于车轮踏面上的压力，称为制动压力，亦称闸瓦压力。制动力的大小主要取决于闸瓦压力的大小。闸瓦压力大，制动力也大。但闸瓦压力不能过大，否则将产生“抱轮”现象，使机车、车辆产生滑行，损伤车轮，并延长制动距离。

由于受基础制动装置传动效率、车辆制造质量、检修工艺水平等影响，实际车辆制动能力与计算值之间有较大的差异。如果同一列车的不同车辆之间制动力相差比较大，车辆之间不可避免地产生冲撞；同一辆车不同闸瓦之间制动力相差较大，会产生车轮偏磨、车轮擦伤等问题，对车辆的运行安全造成一定影响。因此，有必要对闸瓦作用于车轮的实际压力进行分析研究。基于现有的分析技术水平，测量车辆静态闸瓦压力，即可以真实地反映被测车辆闸瓦压力的实际情况，帮助技术人员及操作者发现问题，分析原因，及时改正设计或组装中存在的问题，提高车辆设计、制造水平，以满足对于车辆运行的制动能力的要求。

目前，静态闸瓦压力的测量产品普遍采用“假闸瓦”的测量模式，测量时需要拆卸现车闸瓦，安装“假闸瓦”进行测量；即，须拆卸现车闸瓦，安装测量闸瓦进行闸瓦静压力的测量；测量完成后拆卸测量闸瓦，重新安装现车闸瓦。该测量模式存在着操作不方便，劳动强度大，工作效率低的问题；另外，现有的测量装置还存在接线繁琐的问题。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种测量闸瓦及具有该测量闸瓦的测力装置，测量时无需拆卸现车闸瓦，只要将测量闸瓦置于车辆闸瓦与车轮踏面之间即可进行闸瓦压力的测量。

本实用新型提供的测量闸瓦，包括：

闸瓦本体，厚度W为5～15mm且其曲率半径与车辆闸瓦内凹弧面的曲率半径一致；

至少一个压力传感器，嵌在闸瓦本体的内凹弧面上；

所述闸瓦本体的外部设置有压力信号输出端口，且在闸瓦本体内部设置有连接输出端口与压力传感器的导线。

优选地，所述闸瓦本体的上缘设置有向外伸出的挂瓦板。

所述闸瓦本体上、下端的两侧分别相对设置有向外伸出的翼板。

优选地，所述相对设置的翼板内侧表面之间的距离L与车辆闸瓦的宽度相吻合。

优选地，所述信号输出端口为USB型式的端口。

优选地，所述压力传感器为两个，上、下对称设置在闸瓦本体的内凹弧面上。

本实用新型提供的具有上述测量闸瓦的测力装置，还包括：

第一数据发射装置，通过数据线与所述测量闸瓦的信号输出端口连接；

数据接收装置，接收数据发射装置发出的信号；

计算机，通过数据线与所述数据接收装置的信号输出端口连接，记录和处理所接收的数据；

所述测量闸瓦和第一数据发射装置分别至少为一个。

优选地，所述测量闸瓦和第一数据发射装置分别为四个。

优选地，还包括与制动缸连接的制动缸压强传感器和第二数据发射装置，所述制动缸压强传感器的信号输出端通过数据线与第二数据发射装置连接。

优选地，所述数据发射装置与所述数据接收装置之间的信号传输为无线信号传输。

本实用新型提供的测量闸瓦及具有该测量闸瓦的测力装置与现有技术相比，有下述有益有效果：

1、由于本实用新型所述测量闸瓦的承压部分的厚度只有5～15mm，因此，使用时，该测量闸瓦置于车辆闸瓦与车轮踏面之间，测量过程中无需拆卸车辆闸瓦，以每个转向架为单位进行闸瓦静压力的测量，操作简便，可大幅度减轻操作者的劳动强度、提高工作效率。

2、在本发明提供的进一步的优选方案中，所述测量闸瓦上方挂瓦板与现车闸瓦的顶面贴紧；同时，由于两侧相对设置的翼板内侧表面之间的距离L与车辆闸瓦的宽度相吻合，所述测量闸瓦的两侧翼板与现车闸瓦两侧面紧贴。这样，在测量过程中，测量闸瓦和车辆闸瓦相对位置关系固定，不会与车辆闸瓦分离，使得制动梁的位置准确对中，避免产生干涉，进而提高了测量精度。

3、数据采用无线传输；发射和接收装置采用USB型接口。接线简单、操作性可靠，能够满足现场使用要求。

4、所述测力装置采用计算机自动记录、分析数据，避免了人工记录、处理数据的不便。

5、本实用新型可同时处理闸瓦压力信号和制动缸压强信号，通过计算制动率，进一步对闸瓦压力试验合格与否做出精确判断。

本实用新型提供的测量闸瓦及具有该测量闸瓦的测力装置，特别适用于以转向架为单位对采用踏面制动的车辆闸瓦静压力进行测量。

附图说明

图1是本实用新型所述测量闸瓦的结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是图1的B向视图；

图4是图2的C向视图；

图5是在测量状态时，本实用新型所述测量闸瓦与车辆闸瓦和车轮踏面之间位置关系示意图；

图6是图5的I部放大图；

图7是本实用新型所述测力装置整体结构示意图。

图中：

1-测量闸瓦、11-闸瓦本体、111-内凹弧面、112-外凸弧面、12-压力传感器、13-挂瓦板、14-翼板、15-信号输出端口、16-螺钉、4-第一数据发射装置、5-数据接收装置、6-计算机、7-制动缸、8-传感器接头、9-制动缸压强传感器、10-第二数据发射装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

实例1：

本实施例提供了测量闸瓦具体实施方式，它的设计要点在于外形超薄，安装方便，测量时无需拆卸现车闸瓦。

参见图1、图2和图4，图1是本实用新型所述测量闸瓦的结构示意图，图2是图1的A向视图，图4是图2的C向视图。

如图1所示，所述测量闸瓦1包括：闸瓦本体11，其厚度W为5～15mm且其曲率半径与车辆闸瓦内凹弧面的曲率半径一致；至少一个压力传感器12，嵌在闸瓦本体11的内凹弧面111上；如图4所示，所述闸瓦本体11的外部设置有压力信号输出端口15，且在闸瓦本体11内部设置有连接输出端口15与压力传感器12的导线(图中未示出)。

这里特别说明一点，所述压力传感器12即可以嵌在闸瓦本体11的内凹弧面111上，也可以嵌在闸瓦本体11的外凸弧面112上，只要满足使用需要均可。当然，如图2所示，所述两个压力传感器12上、下对称设置在闸瓦本体11的内凹弧面111上，根据上、下对称设置的压力传感器12测得的压力信号所计算的均值与车辆闸瓦作用于车轮踏面上的实际闸瓦压力值的差值最小，因此，为最佳方案。

其中，所述压力传感器12采用超薄压力传感器，以满足车辆闸瓦与车轮踏面之间空间有限的总体要求；具体地，所述超薄压力传感器可选用朗斯测试技术(秦皇岛北戴河)有限公司的LC1104-2000。

可以理解地是，闸瓦本体11具有一定强度可防止测量闸瓦的损坏，同时闸瓦本体11还具有一定的韧性，使压力传感器12与车轮踏面之间保持可靠、稳定地接触，以适应新造及不同踏面磨损程度的车辆静态闸瓦压力的测量，进一步提高压力信号的采集精度。

为进一步说明本实用新型所述测量闸瓦1与车辆闸瓦之间的配合连接关系，请参见图1和图3，图3是图1的B向视图。

如图1和图3所示，所述闸瓦本体11的上缘设置有向外伸出的挂瓦板13。

进一步地，所述闸瓦本体11上、下端的两侧分别相对设置有向外伸出的翼板14。所述相对设置的翼板14内侧表面之间的距离L与车辆闸瓦的宽度相吻合。

参见图5，该图是在测量状态时，本实用新型所述测量闸瓦1与车辆闸瓦3和车轮2踏面之间位置关系示意图。

如图5所示，测量前，将测量闸瓦1沿车轮2踏面圆周方向滑入踏面与车辆闸瓦3之间，使测量闸瓦1上方的挂瓦板13与车辆闸瓦3的顶面贴紧，测量闸瓦1两侧翼板14与车辆闸瓦3两侧面紧贴，操作快速、方便。在测量过程中，测量闸瓦1与车辆闸瓦3之间相对位置关系固定，不会与车辆闸瓦3分离，使得制动梁的位置准确对中，避免产生干涉，进而提高了测量精度。

特别说明一点，如图2所示，所述测量闸瓦1接头部分可以设计为板金结构，挂瓦板13与两侧翼板14一体冲压成形，并通过螺钉16与测量闸瓦1固定连接，进一步提高了测量闸瓦1的加工工艺性。

参见图4，该图是图2的C向视图。

另外，如图4所示，所述信号输出端口15为USB型式的端口。由于USB型端口为通用接口，使得接线更加便捷、可靠，进而提高与上位计算机的之间的通用性。

实施例2：

本实施例提供了具有上述测量闸瓦的测力装置。

参见图7，该图是本实用新型所述测力装置整体结构示意图。

如图7所示，所述测力装置包括：测量闸瓦1、第一数据发射装置4、数据接收装置5和计算机6。其中，

第一数据发射装置4，通过数据线与所述测量闸瓦1的信号输出端口15连接；所述第一数据发射装置4吸附设置在车轮转向架上，方便与测量闸瓦1之间的接线。

数据接收装置5，用于接收数据发射装置发出的信号。

计算机6，通过数据线与所述数据接收装置5的信号输出端口连接，用于记录和处理所接收的数据；同样，所述数据接收装置5也可以通过USB线与计算机6连接，摈弃了繁琐的接线。

所述测量闸瓦1和第一数据发射装置4分别至少为一个。作为最佳方案，所述测量闸瓦1和第一数据发射装置4均设置为四个，同时对一个转向架上的四个车辆闸瓦1进行闸瓦静压力值的测量，可在较短时间内完成测量操作。

工作原理：首先，测量闸瓦1的传感器12将闸瓦静压力转换为电信号，该电信号通过数据线传输到配套的第一数据发射装置4；数据接收装置5接收至数据发射装置发出的信号后，并进一步将该信号发送至计算机6；最后，计算机6可以实现信号的接收、处理、显示、输出功能，可实时显示闸瓦静压力。

进一步地，本实用新型所述测力装置还包括与制动缸7连接的制动缸压强传感器9和第二数据发射装置10，所述制动缸压强传感器9的信号输出端通过数据线与第二数据发射装置10连接。

具体地，如图7所示，所述制动缸压强传感器9通过传感器接头8与制动缸7的内腔连通，制动缸压强传感器9将制动缸7的压强转化为电信号并传送给第二数据发射装置10；第二数据发射装置10将该信号接收并传给计算机6。通过安装在计算机6内的应用软件对数据进行记录和处理，绘制闸瓦压力-时间曲线、制动缸压强-时间曲线，对制动车辆制动率进行计算，并可以根据铁路相关技术规程对车辆闸瓦静压力是否符合要求进行判断，出具据合格与否的报告并打印输出。本实用新型所述测力装置采用计算机自动记录、分析数据，避免了人工记录数据的不便以及人工录入误操作带来的弊端。

其中，计算机程序员根据本领域技术人员提出的设计任务书，完全可以编制出进行后续分析和处理的应用软件，因此，在此不予赘述。

另外，所述数据发射装置与所述数据接收装置之间的信号传输为无线信号传输。其中：第一数据发射装置4选用朗斯测试技术(秦皇岛北戴河)有限公司的LC1012-CW；数据接收装置5选用朗斯测试技术(秦皇岛北戴河)有限公司的LC1012-Z；制动缸压强传感器9选用朗斯测试技术(秦皇岛北戴河)有限公司的LC0901 1MPa；第二数据发射装置10选用朗斯测试技术(秦皇岛北戴河)有限公司的LC1012-CF。

采用无线传输数据方式，数据记录、处理及输出可以不局限于在测量现场进行。

本实施方式所述测力装置的主要技术参数如下：

a.载荷范围：单块闸瓦压力0～40kN

制动缸压强              0～1MPa

b.系统测量误差：≤±1％F·S

c.使用温度范围：0℃～+50℃

综上所述，本实施方式所述测力装置的整机重量相比背景技术中所描述的“假闸瓦”的重量，仅相当于其十分之一。该装置的数据采样频率为20Hz，数据可在半径200米范围内实现准确传输，而且可以实现多个产品同场作业，可大大提高工作效率；具有操作简便，测量精度高的优点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、一种测量闸瓦，其特征在于，包括:

闸瓦本体，厚度W为5～15mm且其曲率半径与车辆闸瓦内凹弧面的曲率半径一致；

至少一个压力传感器，嵌在闸瓦本体的内凹弧面上；

所述闸瓦本体的外部设置有压力信号输出端口，且在闸瓦本体内部设置有连接输出端口与压力传感器的导线。

2、根据权利要求1所述的测量闸瓦，其特征在于，所述闸瓦本体的上缘设置有向外伸出的挂瓦板。

3、根据权利要求1或2所述的测量闸瓦，其特征在于，所述闸瓦本体上、下端的两侧分别相对设置有向外伸出的翼板。

4、根据权利要求3所述的测量闸瓦，其特征在于，所述相对设置的翼板内侧表面之间的距离L与车辆闸瓦的宽度相吻合。

5、根据权利要求4所述的测量闸瓦，其特征在于，所述信号输出端口为USB型式的端口。

6、根据权利要求1所述的测量闸瓦，其特征在于，所述压力传感器为两个，上、下对称设置在闸瓦本体的内凹弧面上。

7、一种具有权利要求1所述测量闸瓦的测力装置，其特征在于，还包括:

第一数据发射装置，通过数据线与所述测量闸瓦的信号输出端口连接；

数据接收装置，接收数据发射装置发出的信号；

计算机，通过数据线与所述数据接收装置的信号输出端口连接，记录和处理所接收的数据；

所述测量闸瓦和第一数据发射装置分别至少为一个。

8、根据权利要求7所述的测力装置，其特征在于，所述测量闸瓦和第一数据发射装置分别为四个。

9、根据权利要求8所述的测力装置，其特征在于，还包括与制动缸连接的制动缸压强传感器和第二数据发射装置，所述制动缸压强传感器的信号输出端通过数据线与第二数据发射装置连接。

10、根据权利要求7至9中任一权利要求所述的测力装置，其特征在于，所述数据发射装置与所述数据接收装置之间的信号传输为无线信号传输。

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