高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于高速列車制動盤的制動噪聲試驗測試技術領域。
【背景技術】
[0002]高速列車在制動時，制動盤與制動閘片發生相對旋轉運動產生制動噪聲，影響乘客乘車的舒適性，并對沿線產生噪聲污染。目前主要是通過沿線安裝聲屏障來減少噪聲污染，很少有從減少噪聲源的途徑來減少噪聲的。為了從源頭上減少制動噪聲，需要通過專用試驗設備對制動盤及制動閘片的材料、結構、界面特性、列車速度、載重等因素與噪聲的關系進行試驗和分析，但至今沒有高速列車制動盤的制動噪聲的專用試驗設備。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺。該試驗臺能模擬高速列車制動盤的制動工況，進行不同工況及不同制動材料條件的制動噪聲試驗，進而找出制動工況、制動材料與制動噪聲之間的關系，為減少高速列車制動盤的制動噪聲提供試驗依據。
[0004]本發明實現其發明目的所采用的技術方案是:一種高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺，其結構特點是:底座的左側安裝有變頻電機，變頻電機輸出軸依次通過電磁離合器、飛輪軸、扭矩傳感器與制動軸相連；所述的制動軸的右端連接制動盤，飛輪軸上固定有飛輪組，扭矩傳感器通過傳感器基座固定在底座上；
[0005]底座的右側安裝有能夠前后移動的滑臺，滑臺右側安裝有氣缸；氣缸左端的輸出軸依次通過彈簧、壓電式單向力傳感器、導桿與夾持制動閘片的夾具連接；導桿的中部通過直線軸承支撐在滑臺上；夾具的側面安裝有三維加速度傳感；
[0006]制動閘片的左面與制動盤的右面相對；聲音傳感器通過安裝支架固定在底座上，其感應端位于制動盤附近；
[0007]變頻電機、電磁離合器、氣缸與控制系統電連接；扭矩傳感器、壓電式單向力傳感器、三維加速度傳感器、聲音傳感器與信號采集分析系統電連接。
[0008]本發明的工作過程和原理是:
[0009]移動滑臺用于調節制動閘片與制動盤的徑向制動位置。在控制系統的控制下，變頻電機啟動、電磁離合器結合，飛輪組及制動盤達到設定轉速；隨后，電磁離合器分離，變頻電機停止；與此同時，導桿在氣缸的作用下伸出，推動制動閘片與制動盤接觸，直到接觸力達到設定值；保持氣缸輸出力穩定，直到制動盤停止轉動；最后，導桿復位，試驗結束。
[0010]在試驗過程中，壓電式單向力傳感器實時監測制動過程中的制動壓力，制動盤和制動閘片間的制動摩擦力由扭矩傳感器測量，安裝在夾具側面的三維加速度傳感器采集制動閘片三個方向上的振動加速度信號，制動盤與制動閘片接觸界面附近的聲音傳感器檢測制動噪聲信號。這些檢測信號傳送給信號采集分析系統進行分析處理。
[0011]給定不同的電機轉速、制動壓力，即可進行不同工況下的高速列車制動盤的制動噪聲試驗。
[0012]更換不同材料、形狀、尺寸的制動盤和制動閘片，即可進行不同的制動盤和制動閘片的試驗。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0014]一、通過制動閘片與制動盤的徑向制動位置(摩擦半徑)、電機轉速、氣缸輸出力的控制、調節，可模擬出不同摩擦半徑、車速、制動壓力工況下的高速列車制動盤的制動，并通過傳感器同步測出制動壓力、制動摩擦力、三維振動加速度、制動盤附近的聲音信號，再經分析處理即可得出不同制動工況與制動噪聲等因素之間的關系。
[0015]二、更換不同材料、形狀、尺寸的制動盤和制動閘片，即可進行不同的制動盤和制動閘片的試驗。從而得出不同材料、形狀、尺寸的制動盤和制動閘片與制動噪聲之間的關系O
[0016]總之，本發明能探宄車速、制動壓力、摩擦半徑、制動盤及制動閘片的材料、形狀、尺寸對高速列車制動盤噪聲的影響及其機理，能為高速列車制動盤系統的設計、制造提供可靠的試驗依據，用以有效的減少高速列車制動盤的制動噪聲。
[0017]上述的飛輪組的具體組成為:飛輪軸中間固定法蘭；兩內側飛輪分別通過螺栓連接固定在法蘭上，兩外側飛輪分別與對應內側飛輪通過螺栓相連；
[0018]上述的飛輪軸以法蘭為中心至外側飛輪的外緣處呈逐漸縮小的錐形；飛輪軸在該外緣處以外部位的正下方的底座上安裝有支撐內側飛輪與外側飛輪的V型飛輪座。
[0019]這樣，可以將內側飛輪與外側飛輪之間的螺栓取下，或進一步將內側飛輪與法蘭間的螺栓取下，將外側飛輪、內側飛輪置于底座的V型飛輪座上，使其空套在飛輪軸上，實現與飛輪軸同步轉動的飛輪個數的調節(0-4個)。調節與飛輪軸同步轉動的飛輪個數，BP可調節制動的轉動慣量，以模擬不同的車重情況，從而探宄車重與制動噪聲的關系。
[0020]上述的滑臺的具體組成為:滑臺底座固定在底座右側，滑臺底座上安裝三個縱向的滑軌；滑臺板底部的滑塊與滑軌配合；滑臺板底部與縱向的滾珠絲杠的螺母連接，滾珠絲杠的兩端通過軸承安裝在滑臺底座上。
[0021]這樣的滑臺結構設計，結構簡單、調節方便、精度較高，能很好地滿足摩擦半徑調節的需要。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明實施例的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例
[0024]圖1示出，一種高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺，其結構特點是:底座20的左側安裝有變頻電機1，變頻電機I輸出軸依次通過電磁離合器2、飛輪軸4、扭矩傳感器5與制動軸18相連；所述的制動軸18的右端連接制動盤6，飛輪軸4上固定有飛輪組3，扭矩傳感器5通過傳感器基座19固定在底座20上；
[0025]底座20的右側安裝有能夠前后移動的滑臺14，滑臺14右側安裝有氣缸13 ;氣缸13左端的輸出軸依次通過彈簧12、壓電式單向力傳感器11、導桿10與夾持制動閘片7的夾具8連接；導桿10的中部通過直線軸承9支撐在滑臺14上；夾具8的側面安裝有三維加速度傳感器15 ；
[0026]制動閘片7的左面與制動盤6的右面相對；聲音傳感器17通過安裝支架16固定在底座20上，其感應端位于制動盤6附近；
[0027]變頻電機1、電磁離合器2、氣缸13與控制系統電連接；扭矩傳感器5、壓電式單向力傳感器11、三維加速度傳感器15、聲音傳感器17與信號采集分析系統電連接。
[0028]本例的飛輪組3的具體組成為:飛輪軸4中間固定法蘭；兩內側飛輪3a分別通過螺栓連接固定在法蘭上，兩外側飛輪3b分別與對應內側飛輪3a通過螺栓相連；
[0029]所述的飛輪軸4以法蘭為中心至外側飛輪3b的外緣處呈逐漸縮小的錐形；飛輪軸4在該外緣處以外部位的正下方的底座20上安裝有支撐內側飛輪3a與外側飛輪3b的V型飛輪座21。
[0030]本例的滑臺14的具體組成為:滑臺底座14b固定在底座20右側，滑臺底座14b上安裝三個縱向(縱向系指底座的前后方向)的滑軌14c ;滑臺板14d底部的滑塊14e與滑軌14c配合；滑臺板14d底部與縱向的滾珠絲杠14a的螺母連接，滾珠絲杠14a的兩端通過軸承安裝在滑臺底座14b上。
【主權項】
1.一種高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺，其特征在于:底座(20)的左側安裝有變頻電機(I)，變頻電機⑴輸出軸依次通過電磁離合器(2)、飛輪軸(4)、扭矩傳感器(5)與制動軸(18)相連；所述的制動軸(18)的右端連接制動盤(6)，飛輪軸(4)上固定有飛輪組(3)，扭矩傳感器(5)通過傳感器基座(19)固定在底座(20)上； 底座(20)的右側安裝有能夠前后移動的滑臺(14)，滑臺(14)右側安裝有氣缸(13)；氣缸(13)左端的輸出軸依次通過彈簧(12)、壓電式單向力傳感器(11)、導桿(10)與夾持制動閘片⑵的夾具⑶連接；導桿(10)的中部通過直線軸承(9)支撐在滑臺(14)上；夾具(8)的側面安裝有三維加速度傳感器(15); 制動閘片(7)的左面與制動盤(6)的右面相對；聲音傳感器(17)通過安裝支架(16)固定在底座(20)上，其感應端位于制動盤￠)附近； 變頻電機(I)、電磁離合器(2)、氣缸(13)與控制系統電連接；扭矩傳感器(5)、壓電式單向力傳感器(11)、三維加速度傳感器(15)、聲音傳感器(17)與信號采集分析系統電連接。
2.根據權利要求1所述的一種高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺，其特征在于: 所述的飛輪組(3)的具體組成為:飛輪軸(4)中間固定法蘭；兩內側飛輪(3a)分別通過螺栓連接固定在法蘭上，兩外側飛輪(3b)分別與對應內側飛輪(3a)通過螺栓相連； 所述的飛輪軸(4)以法蘭為中心至外側飛輪(3b)的外緣處呈逐漸縮小的錐形；飛輪軸⑷在該外緣處以外部位的正下方的底座(20)上安裝有支撐內側飛輪(3a)與外側飛輪(3b)的V型飛輪座(21) ο
3.根據權利要求1所述的一種高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺，其特征在于:所述的滑臺(14)的具體組成為:滑臺底座(14b)固定在底座(20)右側，滑臺底座(14b)上安裝三個縱向的滑軌(14c);滑臺板(14d)底部的滑塊(14e)與滑軌(14c)配合；滑臺板(14d)底部與縱向的滾珠絲杠(14a)的螺母連接，滾珠絲杠(14a)的兩端通過軸承安裝在滑臺底座(14b)上。
【專利摘要】一種高速列車制動盤的制動噪聲試驗臺，其組成是：底座左側的變頻電機輸出軸依次通過電磁離合器、飛輪軸、扭矩傳感器與制動軸相連；制動軸的右端連接制動盤，飛輪軸上固定有飛輪組；底座右側有可前后移動的滑臺，滑臺右側安裝氣缸；氣缸左端輸出軸依次經彈簧、壓電式單向力傳感器、導桿與夾持制動閘片的夾具連接；導桿中部由直線軸承支撐在滑臺上；夾具側面安裝三維加速度傳感；制動閘片左面與制動盤右面相對；聲音傳感器的感應端位于制動盤附近；變頻電機、電磁離合器、氣缸與控制系統電連接。它能模擬高速列車制動盤的制動工況，進行制動噪聲試驗，找出制動工況、制動材料與制動噪聲之間的關系，為減少高速列車制動盤的制動噪聲提供試驗依據。
【IPC分類】G01M17-08
【公開號】CN104535342
【申請號】CN201410798010
【發明人】莫繼良, 蓋小紅, 羅大兵, 黃清健, 陳光雄, 朱旻昊, 周仲榮
【申請人】西南交通大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月18日