CN212432505U - 一种拖曳摩擦试验用传动装置及试验机 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种拖曳摩擦试验用传动装置及试验机，涉及拖曳试验机领域，包括依次传动的减速器、摩擦传动机构和同步带机构，摩擦传动机构包括同轴设置且端部相对的第一摩擦盘和第二摩擦盘，第一摩擦盘与第二摩擦盘接触并通过摩擦力传动，用于获取减速器输出端的转矩并传递到同步带机构，通过减速器构配合摩擦传动机构来实现对制动衬片的驱动，一旦制动衬片发生抱死，则摩擦传动机构处出现打滑，保证了电动机和传动机构的运行安全。

Description

一种拖曳摩擦试验用传动装置及试验机

技术领域

本公开涉及拖曳试验机领域，特别涉及一种拖曳摩擦试验用传动装置及试验机。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

拖曳试验机多用于对制动衬片的摩擦性能试验，主要有试验台主体、计算机测控系统、交流电机拖动系统、伺服控制系统、冷却和除尘系统等部分组成，并包括必要的计算机测控、记录和试验报告生成软件。

在摩擦性能试验的过程中，需要通过电动机驱动制动衬片转动，使制动衬片处于实际在车辆上行驶过程的状态，必要时还可以对制动衬片进行主动加热，已模拟出制动衬片在高温下的工作状态；在对制动衬片进行摩擦试验时，需要对其施加不同大小的制动力矩，而普通电动机的输出力矩有限，在进行大制动力矩试验时，需要更换更大功率的电动机来驱动制动衬片。

发明人发现，目前驱动制动衬片采用电动机，根据其所需求的最大输出力矩进行选择，在进行较大制动力矩下的摩擦试验时，选用的大功率电动机虽然能够满足需求，但是一旦制动衬片被抱死，在传动机构的作用下，大功率电动机也很容易被抱死，导致其短路过热而损坏；另外，在制动衬片被抱死时，传动机构受到的力矩发生突变，在电动机作用下，还可能会导致传动机构的损坏，导致设备停止运行。

实用新型内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种拖曳摩擦试验用传动装置及试验机，通过减速器机构配合摩擦传动机构来实现对制动衬片的驱动，一旦制动衬片发生抱死，则摩擦传动机构处出现打滑，保证了电动机和传动机构的运行安全。

本公开的第一目的是提供一种拖曳摩擦试验用传动装置，采用以下技术方案：

包括依次传动的减速器、摩擦传动机构和同步带机构，摩擦传动机构包括同轴设置且端部相对的第一摩擦盘和第二摩擦盘，第一摩擦盘与第二摩擦盘接触并通过摩擦力传动，用于获取减速器输出端的转矩并传递到同步带机构。

进一步地，所述第一摩擦盘远离第二摩擦盘的一侧通过联轴器对接减速器输出轴，第一摩擦盘与减速器输出轴同轴设置。

进一步地，所述第二摩擦盘远离第一摩擦盘的一侧连接同步带机构，第二摩擦盘的端部摩擦面与第一摩擦盘的端部摩擦面正对，第一摩擦盘接触第二摩擦盘并通过摩擦力驱动第二摩擦盘绕轴线转动。

进一步地，所述第一摩擦盘一侧配合有轴套，轴套连接有直线驱动机构，直线驱动机构带动轴套沿轴向往复运动，用于抵压第一摩擦盘并改变第一摩擦盘与第二摩擦盘之间的压力。

进一步地，所述直线驱动机构包括伺服电机和丝杠滑块，伺服电机输出端连接丝杠，滑块安装在丝杠上，伺服电机通过转动调整滑块相对于丝杠的位置，用于通过滑块带动轴套运动。

进一步地，所述减速器为多级齿轮减速器，减速器输出端用于配合外部电动机获取转矩，输出端连接第一摩擦盘。

进一步地，所述同步带机构包括第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，第一同步带轮与第二摩擦盘同轴配合、等角速度转动，第一同步带轮通过同步带配合第二同步带轮。

进一步地，所述第二同步带轮通过传动轴连接有制动盘，用于配合试样，第二同步带轮通过传动轴驱动制动盘同角速度转动。

进一步地，所述传动轴上配合有支撑座，传动轴通过轴承安装在支撑座上。

本公开的第二目的是提供一种拖曳摩擦试验机，包括如上所述的一种拖曳摩擦试验用传动装置。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)通过减速器构配合摩擦盘传动机构来实现对制动衬片的驱动，一旦制动衬片发生抱死，电动机继续转动，利用摩擦盘之间出现打滑的效果，避免了电动机的卡死，也避免了传动机构的损坏，保证了电动机和传动机构的运行安全；

(2)两个摩擦盘之间的最大传动力矩根据其之间的最大静摩擦力改变，而在其摩擦系数一定的情况下，通过直线驱动机构对摩擦盘之间的压力进行调整，从而实现了对其最大静摩擦力进行调整，进而对电动机最大输出力矩进行调整，并实现了限制；

(3)配置同步带机构，将第二摩擦盘与制动盘之间建立传动，同步带能够避免制动盘上制动衬片受到的制动力过大时出现传动不稳定的问题，保证第二摩擦盘上的转矩能够稳定传输到制动衬片上；

(4)采用减速器对电动机输出的转矩进行放大，保证输出到摩擦盘上的转矩满足要求，通过调整电动机的转速，能够输出不同的转矩，满足恒力矩试验、恒压力试验的要求。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2中传动装置的整体结构示意图。

图中，1、驱动电机，2、减速器，3、联轴器，4、对接轴，5、轴套，6、伺服电机，7、丝杠滑块，8、第一摩擦盘，9、第二摩擦盘，10、第一同步带轮，11、第二同步带轮，12、支撑座，13、制动盘。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中进行较大制动力矩下的摩擦试验时，选用的大功率电动机虽然能够满足需求，但是一旦制动衬片被抱死，在传动机构的作用下，大功率电动机也很容易被抱死，导致其短路过热而损坏，针对上述问题，本公开提出了一种拖曳摩擦试验用传动装置及试验机。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出了一种拖曳摩擦试验用传动装置。

主要包括减速器2、摩擦传动机构、同步带机构和制动盘，减速器、摩擦传动机构、同步带机构和制动盘依次传动，将驱动电机1的扭矩依次传递并输出到安全盘，并通过制动盘配合试样，即待进行拖曳摩擦试验的制动衬片，安全盘与制动衬片等角速度转动，在外部制动钳的作用下进行拖曳摩擦试验。

对于驱动电机，在制动衬片进行摩擦试验的制动力矩不大时，可以采用低速低转矩电动机，通过中间的传动装置进行减速并提升转矩，最终达到所需的转矩和速度；在制动衬片进行摩擦试验的制动力矩较大时，可以采用高速低转矩电动机，输出相应合适的转矩和转速；

依此方式，根据制动衬片所需的驱动力矩、转速需求，对驱动电机的型号、转速、转矩进行选择，在其配合传动装置后输出所需的转速、驱动力矩。

当然，可以理解的是，由于拖曳摩擦试验多在车间内进行，因此，可以选择额定电压为380V的电动机，在其进行流动式作业时，也可以将其更换为使用更方便的220V电动机，根据试验现场的条件进行选择即可。

对于减速器，选择为多级齿轮减速器，减速器输出端接入外部驱动电机获取转矩，经过减速后，输出端连接第一摩擦盘；

如图1所示，在本实施例中，所述的减速器为二级齿轮减速器，当然，根据需求，还可以选用其他类型的减速器，比如蜗轮蜗杆减速器、行星轮减速器等，能够满足其传动时的减速比、传动力矩需求即可；

在选择不同的减速器时，还可以对其减速比进行选择，综合考虑同步带机构的传动比，依据制动衬片的转速和力矩需求，配置减速器的减速比至所需。

对于摩擦传动机构，其利用类似离合器的传动方式，通过摩擦盘之间的摩擦力来实现扭矩的传动，并能够在负载超出摩擦盘之间的最大静摩擦力时，使得摩擦盘之间出现相对转动，从而形成打滑状态，避免了负载过大导致的输出端直接卡死的问题；

在本实施例中，摩擦传动机构包括同轴设置且端部相对的第一摩擦盘8和第二摩擦盘9，第一摩擦盘与第二摩擦盘接触并通过摩擦力传动，用于获取减速器输出端的转矩并传递到同步带机构；

所述第一摩擦盘远离第二摩擦盘的一侧通过联轴器对接减速器输出轴，第一摩擦盘与减速器输出轴同轴设置；

所述第二摩擦盘远离第一摩擦盘的一侧连接同步带机构，第二摩擦盘的端部摩擦面与第一摩擦盘的端部摩擦面正对，第一摩擦盘接触第二摩擦盘并通过摩擦力驱动第二摩擦盘绕轴线转动。

通过减速器构配合摩擦盘传动机构来实现对制动衬片的驱动，一旦制动衬片发生抱死，电动机继续转动，利用摩擦盘之间出现打滑的效果，避免了电动机的卡死，也避免了传动机构的损坏，保证了电动机和传动机构的运行安全。

在拖曳摩擦试验过程中，制动衬片需要试验不同制动力矩下的状态，因此，也需要驱动机构对转动衬片施加相应的力矩；

即需要对摩擦传动机构的最大静摩擦力进行调整，使得对制动衬片的最大驱动力进行调整，摩擦传动机构的最大静摩擦力即为驱动机构通过摩擦传动机构输出的最大驱动力，调整此最大驱动力略大于制动衬片的最大驱动力即可，当制动衬片受到的制动力大于最大静摩擦力时，则会出现打滑，从而保护驱动机构。

在本实施例中，所述第一摩擦盘一侧通过对接轴4连接减速器，对接轴通过联轴器3与减速器输出轴对接，对接轴上配合有轴套5，轴套连接有直线驱动机构，直线驱动机构带动轴套沿轴向往复运动，用于抵压第一摩擦盘并改变第一摩擦盘与第二摩擦盘之间的压力；

所述直线驱动机构包括伺服电机6和丝杠滑块7，伺服电机输出端连接丝杠，滑块安装在丝杠上，伺服电机通过转动调整滑块相对于丝杠的位置，用于通过滑块带动轴套运动。

通过伺服电机对丝杠滑块的输出进行精确调节，对轴套抵压在第一摩擦盘的挤压力进行精确调节，从而调整两个摩擦盘之间的静摩擦力。

需要特别指出的是，为了实现对轴套作用于第一摩擦盘上的挤压力进行精确监测及调整，还可以在滑块连接轴套的位置设置测力计；

轴套可以通过推力球轴承与对接轴配合，并抵压在第一摩擦盘上，推力球轴承的内圈随第一摩擦盘转动，外圈相对于伺服电机和丝杠滑块固定，从而有效将推力沿轴向施加到第一摩擦盘上。

两个摩擦盘之间的最大传动力矩根据其之间的最大静摩擦力改变，而在其摩擦系数一定的情况下，通过直线驱动机构对摩擦盘之间的压力进行调整，从而实现了对其最大静摩擦力进行调整，进而对电动机最大输出力矩进行调整，并实现了限制。

对于同步带机构，所述同步带机构包括第一同步带轮10、第二同步带轮11和同步带，第一同步带轮与第二摩擦盘同轴配合、等角速度转动，第一同步带轮通过同步带配合第二同步带轮；

所述第二同步带轮通过传动轴连接有制动盘13，用于配合试样，第二同步带轮通过传动轴驱动制动盘同角速度转动；所述传动轴上配合有支撑座12，传动轴通过轴承安装在支撑座上。

配置同步带机构，将第二摩擦盘与制动盘之间建立传动，同步带能够避免制动盘上制动衬片受到的制动力过大时出现传动不稳定的问题，保证第二摩擦盘上的转矩能够稳定传输到制动衬片上。

在对同步带机构的传动比进行选择时，根据摩擦传动机构输出的转速和转矩、制动衬片所需的转速和转矩进行考量后选择，第一同步带轮和第二同步带轮均可以布置多个规格，从而选配处所需的规格，得到满足其需求的组合。

实施例2

本公开的另一典型实施方式中，如图1所示，提出了一种拖曳摩擦试验机。

主要包括机架、试验台和如实施例1所述的拖曳摩擦试验用传动装置；

试验台上安装有制动钳，并在制动盘上安装上制动衬片试样，驱动电机通过传动装置带动制动衬片转动，制动钳与制动衬片配合，对其进行制动。

所述制动钳配合有加载反馈机构，用于测取制动钳施加在试样上制动力。

依据测取的制动力和此时制动衬片的状态，作为试验数据，并计算得到相应的制动曲线建立报告。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，包括依次传动的减速器、摩擦传动机构和同步带机构，摩擦传动机构包括同轴设置且端部相对的第一摩擦盘和第二摩擦盘，第一摩擦盘与第二摩擦盘接触并通过摩擦力传动，用于获取减速器输出端的转矩并传递到同步带机构。

2.如权利要求1所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述第一摩擦盘远离第二摩擦盘的一侧通过联轴器对接减速器输出轴，第一摩擦盘与减速器输出轴同轴设置。

3.如权利要求1所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述第二摩擦盘远离第一摩擦盘的一侧连接同步带机构，第二摩擦盘的端部摩擦面与第一摩擦盘的端部摩擦面正对，第一摩擦盘接触第二摩擦盘并通过摩擦力驱动第二摩擦盘绕轴线转动。

4.如权利要求1所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述第一摩擦盘一侧配合有轴套，轴套连接有直线驱动机构，直线驱动机构带动轴套沿轴向往复运动，用于抵压第一摩擦盘并改变第一摩擦盘与第二摩擦盘之间的压力。

5.如权利要求4所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述直线驱动机构包括伺服电机和丝杠滑块，伺服电机输出端连接丝杠，滑块安装在丝杠上，伺服电机通过转动调整滑块相对于丝杠的位置，用于通过滑块带动轴套运动。

6.如权利要求1所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述减速器为多级齿轮减速器，减速器输出端用于配合外部电动机获取转矩，输出端连接第一摩擦盘。

7.如权利要求1所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述同步带机构包括第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，第一同步带轮与第二摩擦盘同轴配合、等角速度转动，第一同步带轮通过同步带配合第二同步带轮。

8.如权利要求7所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述第二同步带轮通过传动轴连接有制动盘，用于配合试样，第二同步带轮通过传动轴驱动制动盘同角速度转动。

9.如权利要求8所述的拖曳摩擦试验用传动装置，其特征在于，所述传动轴上配合有支撑座，传动轴通过轴承安装在支撑座上。

10.一种拖曳摩擦试验机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的拖曳摩擦试验用传动装置。

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