新型踏面制动单元动态疲劳试验装置及试验方法与流程
本发明涉及踏面制动单元疲劳测试，具体涉及新型踏面制动单元动态疲劳试验装置及试验方法。
背景技术：
1、踏面制动单元是轨道交通车辆基础制动装置的重要组成部分，踏面制动单元需要具有制动、缓解、闸瓦间隙调整等功能，并能在不同的实际工况环境条件下正常运用，还能保持踏面制动单元可靠性和耐久性，因此需要对踏面制动单元进行综合、严苛的性能测试，使其满足工作要求。
2、现有技术中，如公开号为cn112964487b的专利“一种踏面制动单元测试试验台”，该申请是通过将测量机构与踏面制动单元相连接，从而在踏面制动单元动作时，能够通过相应的测量组件对其性能进行测试，解决了测试试验台无法满足于踏面制动单元高低温条件下的试验要求；但该发明的试验台模拟工况单一，踏面制动单元动态疲劳只针对制动、缓解动作进行了试验，且测量参数只包含气压与力值，测量参数与条件单一，无法反映踏面制动单元在实际工作条件下的状况，不能适用于多种实际工况环境条件下的疲劳试验过程，因而不能满足现有踏面制动单元疲劳试验需求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，用于解决现有技术中踏面制动单元不能适用于多种实际工况环境条件下进行疲劳试验需求的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，包括底座台，所述底座台纵向一端设置有立向模块机构，纵向另一端设置有摩擦力矩模块机构、横向模块机构和旋转模块机构；
4、所述立向模块机构上固定安装踏面制动单元体，通过所述立向模块机构带动所述踏面制动单元体与模拟轮进行立向接触，实现对所述踏面制动单元体切向力载荷的动态疲劳试验；
5、所述摩擦力矩模块机构上设置有与所述踏面制动单元体相适配的模拟轮，且所述摩擦力矩模块机构固定安装在所述横向模块机构包括的横向安装座上，通过所述摩擦力矩模块机构带动所述模拟轮与所述踏面制动单元体进行制动摩擦接触，实现对所述踏面制动单元体摩擦力载荷的动态疲劳试验；
6、所述横向模块机构包括的横向定位座上滑动连接所述横向安装座，通过所述横向模块机构带动所述模拟轮与所述踏面制动单元体进行横向接触，实现对所述踏面制动单元体横向力载荷的动态疲劳试验；
7、所述旋转模块机构设置在所述横向模块机构下方，并与所述横向安装座之间转动连接，通过所述旋转模块机构带动所述模拟轮与所述踏面制动单元体进行旋转接触，实现对所述踏面制动单元体模拟转动力载荷的动态疲劳试验。
8、作为本发明进一步的方案：所述立向模块机构包括的立向安装座上固定安装所述踏面制动单元体，所述立向安装座通过立向导轨组件滑动连接立向加载座，所述立向加载座固定安装在所述底座台上，所述立向安装座的底部销接立向伺服电缸的伸缩端。
9、作为本发明进一步的方案：所述立向加载座的端面上设置有立向标尺，所述立向标尺用于记录所述踏面制动单元体的立向试验高度。
10、作为本发明进一步的方案：所述摩擦力矩模块机构包括的摆动伺服电缸固定安装在力矩安装座上，所述力矩安装座固定安装在所述横向安装座的侧端面上，所述摆动伺服电缸的伸缩端销接摆动杆的一端，所述模拟轮设置在所述摆动杆的销接端，所述摆动杆转动连接在摆动支座上，所述摆动支座固定安装在所述横向安装座的顶端面上，且所述摆动支座上开设有避让所述摆动杆上下摆动动作的摆动孔。
11、作为本发明进一步的方案：所述摆动伺服电缸固定安装在力矩安装座上时，所述摆动伺服电缸的两侧分别设有一体结构的耳轴，所述耳轴上套设连接铜套，所述铜套可拆卸连接在所述力矩安装座上开设的安装孔内，所述耳轴的侧端面上设置有耳轴端盖，所述耳轴端盖用于抵触限制所述耳轴的横向窜动。
12、作为本发明进一步的方案：所述摆动杆转动连接在摆动支座上时，所述摆动杆上一体结构设置有摆杆转轴，所述摆杆转轴转动连接在所述摆动支座上开设的转轴孔内，且所述摆杆转轴的两端分别通过双列角接触轴承与所述摆动支座之间转动连接，所述摆动支座的侧壁上可拆卸连接转轴端盖，所述转轴端盖用于抵触限制所述摆杆转轴的横向窜动。
13、作为本发明进一步的方案：所述横向模块机构包括的横向伺服电缸固定安装在横向定位座上，所述横向伺服电缸的伸缩端销接横向安装座的一端，所述横向安装座通过横向导轨组件滑动连接所述横向定位座。
14、作为本发明进一步的方案：所述旋转模块机构包括的旋转伺服电机固定安装在所述底座台上，所述旋转伺服电机的驱动端传动连接回转支撑，所述回转支撑转动连接在所述底座台上，且所述回转支撑与所述横向定位座之间相固接，所述横向定位座的四角位置处设有与所述底座台接触的支撑块，所述支撑块通过销杆与所述底座台之间可拆卸连接，且所述销杆滑动安装在所述横向定位座上开设的弧形滑孔内。
15、采用如上述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置的试验方法，包括以下步骤：
16、通过控制系统进行程序设置踏面制动单元体充排气动作频率与次数；
17、通过控制系统对立向模块机构进行动作运行控制，以调整踏面制动单元体与模拟轮之间的立向相对位置，实现对所述踏面制动单元体切向力载荷的动态疲劳试验；
18、通过控制系统对摩擦力矩模块机构进行动作运行控制，以调整踏面制动单元体与模拟轮之间的制动摩擦力接触面相对位置，实现对所述踏面制动单元体摩擦力载荷的动态疲劳试验；
19、通过控制系统对横向模块机构进行动作运行控制，以调整踏面制动单元体与模拟轮之间的横向相对位置，实现对所述踏面制动单元体横向力载荷的动态疲劳试验；
20、通过控制系统对旋转模块机构进行动作运行控制，以调整踏面制动单元体与模拟轮之间的转动接触面方向相对位置，实现对所述踏面制动单元体模拟转动力载荷的动态疲劳试验；
21、通过控制系统设定上述工况机构的作用时间、疲劳试验单次作用时间、循环总数以及记录当前疲劳的循环次数。
22、作为本发明进一步的方案：所述控制系统可以对所述立向模块机构、所述摩擦力矩模块机构、所述横向模块机构和所述旋转模块机构进行单独操控或多种工况机构联动结合操控。
23、本发明新型踏面制动单元动态疲劳试验装置及试验方法至少有以下
24、有益效果：
25、(1)通过在底座台上布局设置立向模块机构、摩擦力矩模块机构、横向模块机构和旋转模块机构，可以满足多种实际工况环境条件下的疲劳试验过程，以便于获取准确性更好的疲劳试验数据结果，更能真实验证多种实际工况环境条件下的踏面制动单元可靠性和耐久性；
26、(2)立向模块机构、摩擦力矩模块机构、横向模块机构和旋转模块机构可以分别单独动作进行动态疲劳试验，也可以进行多种工况机构联动结合进行动态疲劳试验，更能准确模拟踏面制动单元体实际运行过程中的工况条件环境；
27、(3)底座台上各种工况机构实现四自由度(立向、横向、摩擦力矩、旋转)加载踏面制动单元体进行动态疲劳试验，可以真实模拟踏面制动单元体与模拟轮之间相对位置关系，全方位检测踏面制动单元动态疲劳过程中的关键物理量。
技术特征：
1.新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，包括底座台(1)，所述底座台(1)纵向一端设置有立向模块机构(2)，纵向另一端设置有摩擦力矩模块机构(3)、横向模块机构(4)和旋转模块机构(5)；
2.根据权利要求1所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述立向模块机构(2)包括的立向安装座(20)上固定安装所述踏面制动单元体(6)，所述立向安装座(20)通过立向导轨组件(22)滑动连接立向加载座(21)，所述立向加载座(21)固定安装在所述底座台(1)上，所述立向安装座(20)的底部销接立向伺服电缸(23)的伸缩端。
3.根据权利要求2所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述立向加载座(21)的端面上设置有立向标尺(27)，所述立向标尺(27)用于记录所述踏面制动单元体(6)的立向试验高度。
4.根据权利要求1所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述摩擦力矩模块机构(3)包括的摆动伺服电缸(35)固定安装在力矩安装座(36)上，所述力矩安装座(36)固定安装在所述横向安装座(40)的侧端面上，所述摆动伺服电缸(35)的伸缩端销接摆动杆(31)的一端，所述模拟轮(30)设置在所述摆动杆(31)的销接端，所述摆动杆(31)转动连接在摆动支座(32)上，所述摆动支座(32)固定安装在所述横向安装座(40)的顶端面上，且所述摆动支座(32)上开设有避让所述摆动杆(31)上下摆动动作的摆动孔(320)。
5.根据权利要求4所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述摆动伺服电缸(35)固定安装在力矩安装座(36)上时，所述摆动伺服电缸(35)的两侧分别设有一体结构的耳轴(350)，所述耳轴(350)上套设连接铜套(39)，所述铜套(39)可拆卸连接在所述力矩安装座(36)上开设的安装孔(360)内，所述耳轴(350)的侧端面上设置有耳轴端盖(38)，所述耳轴端盖(38)用于抵触限制所述耳轴(350)的横向窜动。
6.根据权利要求4所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述摆动杆(31)转动连接在摆动支座(32)上时，所述摆动杆(31)上一体结构设置有摆杆转轴(310)，所述摆杆转轴(310)转动连接在所述摆动支座(32)上开设的转轴孔(321)内，且所述摆杆转轴(310)的两端分别通过双列角接触轴承(311)与所述摆动支座(32)之间转动连接，所述摆动支座(32)的侧壁上可拆卸连接转轴端盖(312)，所述转轴端盖(312)用于抵触限制所述摆杆转轴(310)的横向窜动。
7.根据权利要求1所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述横向模块机构(4)包括的横向伺服电缸(43)固定安装在横向定位座(42)上，所述横向伺服电缸(43)的伸缩端销接横向安装座(40)的一端，所述横向安装座(40)通过横向导轨组件(41)滑动连接所述横向定位座(42)。
8.根据权利要求1所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述旋转模块机构(5)包括的旋转伺服电机(50)固定安装在所述底座台(1)上，所述旋转伺服电机(50)的驱动端传动连接回转支撑(51)，所述回转支撑(51)转动连接在所述底座台(1)上，且所述回转支撑(51)与所述横向定位座(42)之间相固接，所述横向定位座(42)的四角位置处设有与所述底座台(1)接触的支撑块(52)，所述支撑块(52)通过销杆(53)与所述底座台(1)之间可拆卸连接，且所述销杆(53)滑动安装在所述横向定位座(42)上开设的弧形滑孔(420)内。
9.采用如权利要求1所述的新型踏面制动单元动态疲劳试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的试验方法，其特征在于，所述控制系统可以对所述立向模块机构(2)、所述摩擦力矩模块机构(3)、所述横向模块机构(4)和所述旋转模块机构(5)进行单独操控或多种工况机构联动结合操控。
技术总结
本发明公开了新型踏面制动单元动态疲劳试验装置，包括底座台，底座台纵向一端设置有立向模块机构，纵向另一端设置有摩擦力矩模块机构、横向模块机构和旋转模块机构，立向模块机构实现对踏面制动单元体切向力载荷的动态疲劳试验，摩擦力矩模块机构实现对踏面制动单元体摩擦力载荷的动态疲劳试验，横向模块机构实现对踏面制动单元体横向力载荷的动态疲劳试验，旋转模块机构实现对踏面制动单元体模拟转动力载荷的动态疲劳试验。采用本技术方案，可以满足多种实际工况环境条件下的疲劳试验过程，以便于获取准确性更好的疲劳试验数据结果，更能真实验证多种实际工况环境条件下的踏面制动单元可靠性和耐久性。
技术研发人员：李平川,刘灿,刘强,易马又,朱秀宇
受保护的技术使用者：湖南润伟智能机器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23