新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置及试验方法与流程

本发明涉及夹钳制动单元疲劳测试，具体涉及新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置及试验方法。

背景技术：

1、制动夹钳单元是实施空气制动及停放制动作用的执行机构，是轨道交通机车车辆制动系统及转向架的核心关键部件，将空气压力(或液压、储能弹簧、拉链等其它形式的外力)转换成闸片与制动盘这对摩擦副之间的正压力的钳形装置；制动夹钳单元需要在不同的实际工况环境条件下正常运用，还能保持制动夹钳单元可靠性和耐久性，因此需要对制动夹钳单元进行综合、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cn116659842a的专利“一种模拟制动扭矩的制动夹钳单元疲劳试验装置及方法”，该申请可实现对制动夹钳单元刚性传动下的疲劳极限模拟实验，以对制动夹钳的刚性结构疲劳进行极限试验，也可实现对制动夹钳单元摩擦传动下的疲劳极限模拟实验，以对制动夹钳的闸片结构疲劳进行极限试验，从而使得试验数据更加具有代表性，且涵盖内容更加广泛。但该发明的试验台模拟工况单一，制动夹钳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，无法反映制动夹钳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，因而不能满足现有制动夹钳单元疲劳试验需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，用于解决现有技术中夹钳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、新型夹钳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夹钳制动单元模块机构，纵向另一端设置有立向加载模块机构、横向加载模块机构、纵向加载模块机构和旋转加载模块机构；

4、所述立向加载模块机构上设置有与夹钳制动单元体相适配的夹钳模拟盘，通过所述立向加载模块机构带动所述夹钳模拟盘与所述夹钳制动单元体进行立向接触，实现对所述夹钳制动单元体切向力载荷的动态疲劳试验；

5、所述横向加载模块机构包括横向滑座，所述横向滑座上组配安装所述立向加载模块机构，通过所述横向加载模块机构带动所述夹钳模拟盘与所述夹钳制动单元体进行横向接触，实现对所述夹钳制动单元体横向力载荷的动态疲劳试验；

6、所述纵向加载模块机构与所述横向加载模块机构之间滑动连接，所述纵向加载模块机构包括纵向滑座，所述纵向滑座上滑动连接所述横向滑座，通过所述纵向加载模块机构带动所述夹钳模拟盘与所述夹钳制动单元体进行纵向接触，实现对所述夹钳制动单元体纵向力载荷的动态疲劳试验；

7、所述旋转加载模块机构设置在所述纵向加载模块机构下方，所述旋转加载模块机构包括旋转支台，所述旋转支台上滑动连接所述纵向滑座，通过所述旋转加载模块机构所述夹钳模拟盘与所述夹钳制动单元体进行往复旋转接触，实现对所述夹钳制动单元体往复振动力载荷的动态疲劳试验。

8、作为本发明进一步的方案：所述立向加载模块机构包括立向伺服电缸，所述立向伺服电缸的伸缩端通过立向浮动接头连接夹钳模拟盘，所述夹钳模拟盘通过立向导轨组件滑动连接所述横向滑座，所述立向伺服电缸通过立向安装座固定连接所述横向滑座。

9、作为本发明进一步的方案：所述立向浮动接头与所述夹钳模拟盘之间设置有立向力传感器。

10、作为本发明进一步的方案：所述横向加载模块机构包括横向伺服电缸，所述横向伺服电缸固定安装在所述纵向滑座上，所述横向伺服电缸的伸缩端通过横向浮动接头连接所述横向滑座，所述横向滑座通过横向导轨组件滑动连接所述纵向滑座。

11、作为本发明进一步的方案：所述横向浮动接头贯穿所述纵向滑座的尾端上设置有横向力传感器。

12、作为本发明进一步的方案：所述纵向加载模块机构包括纵向伺服电缸，所述纵向伺服电缸通过纵向安装座固定安装在所述旋转支台上，所述纵向伺服电缸的伸缩端通过纵向浮动接头连接所述纵向滑座，所述纵向滑座通过纵向导轨组件滑动连接所述旋转支台。

13、作为本发明进一步的方案：所述纵向浮动接头与所述纵向滑座之间设置有纵向力传感器。

14、作为本发明进一步的方案：所述旋转加载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旋转支台之间相固接，所述旋转支台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旋转支台上开设的弧形滑孔内。

15、作为本发明进一步的方案：所述夹钳制动单元模块机构包括龙门架和夹钳制动单元体，所述龙门架固定安装在所述底座台上，且所述龙门架上吊挂连接所述夹钳制动单元体。

16、采用如上述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置的试验方法，包括以下步骤：

17、通过控制系统进行程序设置夹钳制动单元体充排气动作频率与次数；

18、通过控制系统对立向加载模块机构进行动作运行控制，以调整夹钳制动单元体与夹钳模拟盘之间的立向相对位置，实现对所述夹钳制动单元体切向力载荷的动态疲劳试验；

19、通过控制系统对横向加载模块机构进行动作运行控制，以调整夹钳制动单元体与夹钳模拟盘之间的横向相对位置，实现对所述夹钳制动单元体横向力载荷的动态疲劳试验；

20、通过控制系统对纵向加载模块机构进行动作运行控制，以调整夹钳制动单元体与夹钳模拟盘之间的纵向相对位置，实现对所述夹钳制动单元体纵向力载荷的动态疲劳试验；

21、通过控制系统对旋转加载模块机构进行动作运行控制，以调整夹钳制动单元体与夹钳模拟盘之间的往复旋转接触相对位置，实现对所述夹钳制动单元体往复振动力载荷的动态疲劳试验；

22、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；

23、其中，所述控制系统可以对所述立向加载模块机构、所述横向加载模块机构、所述纵向加载模块机构和所述旋转加载模块机构进行单独操控或多种工况机构联动结合操控。

24、本发明新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置及试验方法至少有以下

25、有益效果：

26、(1)通过在底座台上布局设置夹钳制动单元模块机构、立向加载模块机构、横向加载模块机构、纵向加载模块机构和旋转加载模块机构，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夹钳制动单元可靠性和耐久性；

27、(2)立向加载模块机构、横向加载模块机构、纵向加载模块机构和旋转加载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，更能准确模拟夹钳制动单元体实际运行过程中的工况条件环境；

28、(3)底座台上各种工况机构实现四自由度(立向、横向、纵向、旋转往复振动)加载夹钳制动单元体进行动态疲劳试验，可以真实模拟夹钳制动单元体与夹钳模拟盘之间相对位置关系，全方位检测夹钳制动单元动态疲劳过程中的关键物理量。

技术特征：

1.新型夹钳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)纵向一端设置有夹钳制动单元模块机构(6)，纵向另一端设置有立向加载模块机构(2)、横向加载模块机构(3)、纵向加载模块机构(4)和旋转加载模块机构(5)；

2.根据权利要求1所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述立向加载模块机构(2)包括立向伺服电缸(22)，所述立向伺服电缸(22)的伸缩端通过立向浮动接头(21)连接夹钳模拟盘(20)，所述夹钳模拟盘(20)通过立向导轨组件(25)滑动连接所述横向滑座(30)，所述立向伺服电缸(22)通过立向安装座(26)固定连接所述横向滑座(30)。

3.根据权利要求2所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述立向浮动接头(21)与所述夹钳模拟盘(20)之间设置有立向力传感器(23)。

4.根据权利要求1所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述横向加载模块机构(3)包括横向伺服电缸(32)，所述横向伺服电缸(32)固定安装在所述纵向滑座(40)上，所述横向伺服电缸(32)的伸缩端通过横向浮动接头(31)连接所述横向滑座(30)，所述横向滑座(30)通过横向导轨组件(33)滑动连接所述纵向滑座(40)。

5.根据权利要求4所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述横向浮动接头(31)贯穿所述纵向滑座(40)的尾端上设置有横向力传感器(34)。

6.根据权利要求1所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述纵向加载模块机构(4)包括纵向伺服电缸(42)，所述纵向伺服电缸(42)通过纵向安装座(43)固定安装在所述旋转支台(50)上，所述纵向伺服电缸(42)的伸缩端通过纵向浮动接头(41)连接所述纵向滑座(40)，所述纵向滑座(40)通过纵向导轨组件(45)滑动连接所述旋转支台(50)。

7.根据权利要求6所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述纵向浮动接头(41)与所述纵向滑座(40)之间设置有纵向力传感器(44)。

8.根据权利要求1所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述旋转加载模块机构(5)包括的旋转伺服电机(52)固定安装在所述底座台(1)上，所述旋转伺服电机(52)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)与所述旋转支台(50)之间相固接，所述旋转支台(50)的四角位置处设有与所述底座台(1)接触的支撑块(54)，所述支撑块(54)通过销杆(55)与所述底座台(1)之间可拆卸连接，且所述销杆(55)滑动安装在所述旋转支台(50)上开设的弧形滑孔(53)内。

9.根据权利要求1所述的新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，其特征在于，所述夹钳制动单元模块机构(6)包括龙门架(60)和夹钳制动单元体(61)，所述龙门架(60)固定安装在所述底座台(1)上，且所述龙门架(60)上吊挂连接所述夹钳制动单元体(61)。

10.采用如权利要求1所述的新型夹钳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：

技术总结
本发明公开了新型夹钳制动单元动态疲劳试验装置，包括底座台，底座台上设置有夹钳制动单元模块机构、立向加载模块机构、横向加载模块机构、纵向加载模块机构和旋转加载模块机构；立向加载模块机构实现对夹钳制动单元体切向力载荷的动态疲劳试验；横向加载模块机构实现对夹钳制动单元体横向力载荷的动态疲劳试验；纵向加载模块机构实现对夹钳制动单元体纵向力载荷的动态疲劳试验；旋转加载模块机构实现对夹钳制动单元体往复振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夹钳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