全文摘要
本实用新型公开了一种制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，包括机架(10)、闸片托定位机构(20)和动力输出机构(30)，动力输出机构(30)含有依次连接的伺服电机(31)、减速器(32)、扭矩传感器(33)、联轴器(34)和锁定弹簧扭矩测量工装(35)，伺服电机(31)能够驱动锁定弹簧扭矩测量工装(35)和闸片托组件(50)的锁定弹簧(51)以同一条旋转中心线为轴转动。该制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置实现了检测的自动化，不但可以大大提高检测效率，还能够提高闸片托锁定弹簧扭矩检测的可靠性，为铁道机车车辆的正常运输提供安全保障。
主设计要求
1.一种制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置包括：机架(10)，闸片托定位机构(20)，用于安装固定闸片托组件(50)，闸片托定位机构(20)设置于机架(10)上；动力输出机构(30)，含有依次连接的伺服电机(31)、减速器(32)、扭矩传感器(33)、联轴器(34)和锁定弹簧扭矩测量工装(35)，动力输出机构(30)设置于机架(10)上，当闸片托组件(50)被固定于闸片托定位机构(20)上时，伺服电机(31)能够驱动锁定弹簧扭矩测量工装(35)和闸片托组件(50)的锁定弹簧(51)以同一条旋转中心线为轴转动。
设计方案
1.一种制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置包括：
机架(10)，
闸片托定位机构(20)，用于安装固定闸片托组件(50)，闸片托定位机构(20)设置于机架(10)上；
动力输出机构(30)，含有依次连接的伺服电机(31)、减速器(32)、扭矩传感器(33)、联轴器(34)和锁定弹簧扭矩测量工装(35)，动力输出机构(30)设置于机架(10)上，当闸片托组件(50)被固定于闸片托定位机构(20)上时，伺服电机(31)能够驱动锁定弹簧扭矩测量工装(35)和闸片托组件(50)的锁定弹簧(51)以同一条旋转中心线为轴转动。
2.根据权利要求1所述的制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，机架(10)含有台面(11)和支柱(12)，台面(11)平行于水平面，闸片托定位机构(20)和动力输出机构(30)均固定于台面(11)上。
3.根据权利要求1所述的制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，闸片托定位机构(20)含有滑轨(21)、移动板(22)、定位板(23)、定位销(24)和压紧机构(25)。
4.根据权利要求3所述的制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，滑轨(21)设置于机架(10)上，滑轨(21)的长度方向垂直于所述旋转中心线，移动板(22)能够沿滑轨(21)的长度方向滑动。
5.根据权利要求3所述的制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，移动板(22)设置于滑轨(21)上，定位板(23)固定于移动板(22)上，定位板(23)上设有与闸片托组件(50)的闸片托(53)的燕尾槽相匹配的凸起。
6.根据权利要求5所述的制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，动力输出机构(30)含有两个定位板(23)，当两个闸片托组件(50)被一一对应的安装于两个定位板(23)上时，两个闸片托组件(50)互为镜像。
7.根据权利要求3所述的制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，定位销(24)能够使移动板(22)与滑轨(21)锁紧固定，压紧机构(25)能够使闸片托组件(50)与移动板(22)锁紧固定。
8.根据权利要求1所述的制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，其特征在于，所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置还包括控制单元(40)，该控制单元(40)能够控制该制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置运行。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及铁道机车制动夹钳单元检测技术领域，具体的是一种制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置。
背景技术
制动夹钳单元的闸片托组件50由闸片托53、锁定块52、锁定弹簧51、弹性销54等部件组成，如图1和图2所示。制动夹钳单元在装车时，需将闸片安装在闸片托53的燕尾槽内，并由锁定块52对闸片进行定位，而锁定块52的定位功能又由锁定弹簧51的扭矩进行保证。如果锁定弹簧51失效，锁定块52将丧失定位功能，会导致闸片掉落至铁轨而发生安全事故，并且制动夹钳单元的制动性能也会发生异常。
目前，闸片托组件在组装后，需对锁定弹簧的开启和闭合扭矩进行100％检测，检测采用人工手工操作的方式，具体为使用扭矩扳手并配备锁定弹簧扭矩测量工装旋转锁定弹簧，使锁定块开启和闭合5次，锁定弹簧的扭矩需大于5Nm，并记录锁定块开启和闭合的最小扭矩值。闸片托组件的日产量为600个，目前的测试方法为用扭矩扳手手动测试，存在自动化程度低、劳动强度大、测量不准确的问题，具体如下：
1、旋转锁定弹簧使锁定块从开启到闭合状态，旋转方向相反，操作时需手动转动扭矩扳手上的方向调节按钮，测量一个闸片托需手动调节10次按钮，并且需转动10次扭矩扳手。按日产量600计算，则需手动转动扭矩扳手和旋转按钮各6000次。所以此种测量方法自动化程度太低且劳动强度过大。
2、使用扭矩扳手测量锁定块时，需使专用工装的旋转轴线与锁定弹簧的旋转中心重合，且转动锁定弹簧时，匀速转动的测量值更为准确，但人工操作时这两个方面的要求均难以保证，所以人工测量的数值精度较差。
3、测量过程中需记录锁定弹簧的扭矩值，为了方便操作目前需由另一名操作人员进行数值记录，这在一定程度上浪费了劳动力，且存在数值记录错误的风险。
实用新型内容
为了解决现有人工检测锁定弹簧效率低的问题，本实用新型提供了一种制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，该制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置实现了检测的自动化，不但可以大大提高检测效率，还能够提高闸片托锁定弹簧扭矩检测的可靠性，为铁道机车车辆的正常运输提供安全保障。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术实用新型是：一种制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，包括：
机架，
闸片托定位机构，用于安装固定闸片托组件，闸片托定位机构设置于机架上；
动力输出机构，含有依次连接的伺服电机、减速器、扭矩传感器、联轴器和锁定弹簧扭矩测量工装，动力输出机构设置于机架上，当闸片托组件被固定于闸片托定位机构上时，伺服电机能够驱动锁定弹簧扭矩测量工装和闸片托组件的锁定弹簧以同一条旋转中心线为轴转动。
机架含有台面和支柱，台面平行于水平面，闸片托定位机构和动力输出机构均固定于台面上。
闸片托定位机构含有滑轨、移动板、定位板、定位销和压紧机构。
滑轨设置于机架上，滑轨的长度方向垂直于所述旋转中心线，移动板能够沿滑轨的长度方向滑动。
移动板设置于滑轨上，定位板固定于移动板上，定位板上设有与闸片托组件的闸片托的燕尾槽相匹配的凸起。
动力输出机构含有两个定位板，当两个闸片托组件被一一对应的安装于两个定位板上时，两个闸片托组件互为镜像。
定位销能够使移动板与滑轨锁紧固定，压紧机构能够使闸片托组件与移动板锁紧固定。
所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置还包括控制单元，该控制单元能够控制该制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置运行。
本实用新型的有益效果是：
1、通过伺服电机达到使锁定弹簧匀速开启与闭合的效果，提高了数据测量的准确性。
2、通过定位机构保证了锁定弹簧的旋转中心与专用工装旋转中心的重合度，提高了数据测量的准确性。
3、通过伺服电机代替了人工测量，并且控制系统可自动转换专用工装的旋转方向，操作人员只需按下启动按钮就可以完成整个测试过程，极大的提高了生产效率，使单工件的测试时间由80S缩短为45S，测试效率提高约70％。
4、该设备可自动记录整个测试过程的扭矩值并自行判断测试结果是否合格，并节省一名操作人员，而该设备的制作费用仅为10万多元，且年使用维修费用仅需几千元。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是闸片托组件的锁定弹簧在闭合状态时的示意图。
图2是闸片托组件的锁定弹簧在开启状态时的示意图。
图3是本实用新型所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置的主视图。
图4是本实用新型所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置的左视图。
图5是动力输出机构的结构示意图。
图6是闸片托定位机构在图3中A方向的示意图。
图7是闸片托定位机构在图3中B方向的示意图。
10、机架；11、台面；12、支柱；
20、闸片托定位机构；21、滑轨；22、移动板；23、定位板；24、定位销；25、压紧机构；
30、动力输出机构；31、伺服电机；32、减速器；33、扭矩传感器；34、联轴器；35、锁定弹簧扭矩测量工装；
40、控制单元；41、显示器；
50、闸片托组件；51、锁定弹簧；52、锁定块；53、闸片托；54、弹性销。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
一种制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置，包括：
机架10，
闸片托定位机构20，用于安装固定闸片托组件50，闸片托定位机构20设置于机架10上；
动力输出机构30，含有依次连接的伺服电机31、减速器32、扭矩传感器33、联轴器34和锁定弹簧扭矩测量工装35，动力输出机构30设置于机架10上，当闸片托组件50被固定于闸片托定位机构20上时，伺服电机31能够驱动锁定弹簧扭矩测量工装35和闸片托组件50的锁定弹簧51以同一条旋转中心线为轴转动，如图3至图7所示。
在本实用新型中，锁定弹簧扭矩测量工装35、锁定块52和锁定弹簧51的连接方式与现有的人工检测方式相同，通过闸片托定位机构20和动力输出机构30来模拟人工测量锁定弹簧51的方法，使锁定弹簧的扭矩测量实现了自动化，所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置中采用的部件均为现有产品。
在本实施例中，机架10含有台面11和支柱12，台面11平行于水平面，闸片托定位机构20和动力输出机构30均固定于台面11上。在动力输出机构30中，联轴器34为十字联轴器，伺服电机31能够驱动锁定弹簧扭矩测量工装35、锁定块52和锁定弹簧51进行匀速旋转，扭矩传感器33可实时采集锁定弹簧51的扭矩值。
在本实施例中，闸片托定位机构20含有滑轨21、移动板22、定位板23、定位销24和压紧机构25。滑轨21设置于机架10上，滑轨21的长度方向垂直于所述旋转中心线，移动板22能够沿滑轨21的长度方向滑动，即如图3所示，移动板22能够沿垂直于图1的纸面方向往复滑动。图3中未示出闸片托组件50，图6和图7中示出了闸片托组件50。
在本实施例中，移动板22设置于滑轨21上，定位板23固定于移动板22上，定位板23上设有与闸片托组件50的闸片托53的燕尾槽相匹配的凸起。闸片托53的燕尾槽与锁定弹簧51的旋转中心线具有精度较高的相对位置关系，通过定位板23与闸片托53的燕尾槽进行定位，从而使锁定弹簧扭矩测量工装35的旋转中心线与锁定弹簧51的旋转中心线进行重合，保证测量的准确性。
伺服电机31能够驱动锁定弹簧扭矩测量工装35以锁定弹簧扭矩测量工装35的旋转中心线为轴转动，锁定弹簧51能够以锁定弹簧51的旋转中心线为轴转动，闸片托定位机构20应该使闸片托组件50在被安装固定后锁定弹簧扭矩测量工装35的旋转中心线与锁定弹簧51的旋转中心线位于同一水平面内。当移动移动板22时，可以使锁定弹簧扭矩测量工装35的旋转中心线与锁定弹簧51的旋转中心线重合。
在本实施例中，动力输出机构30含有两个定位板23，这样便可以测量两种闸片托组件50。闸片托组件50有两种型号，两种型号的闸片托组件50互为镜像，当两个闸片托组件50被一一对应的安装于两个定位板23上时，两个闸片托组件50互为镜像。
在本实施例中，定位销24能够使移动板22与滑轨21锁紧固定，压紧机构25能够使闸片托组件50与移动板22锁紧固定。该闸片托定位机构20为气动机构，主要包括调压过滤阀、调压阀、电磁换向阀、气缸等，通过电磁换向阀及执行气缸实现设备定位工装的转换及机构的锁死。
在本实施例中，所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置还包括控制单元40，该控制单元40能够控制该制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置运行。该控制单元40含有工控机、显示器41、板卡、接近传感器、扭矩传感器、电磁阀、打印机等部件。控制单元40对动力输出机构30、闸片托定位机构20、气动系统进行控制，采集记录扭矩传感器的数值并对测量结果是否合格进行判断。最终形成数据测试报告并打印。
下面介绍本实用新型所述制动夹钳单元闸片托锁定弹簧扭矩测试装置的工作过程。
将闸片托53安装在定位板23上，通过闸片托的燕尾槽进行定位，使锁定弹簧51的旋转中心线与锁定弹簧扭矩测量工装35的旋转中心线重合。压紧机构25确保锁定弹簧51在开启、闭合的过程中固定不动。由于闸片托53有两种型号，锁定弹簧51在两种型号的闸片托53上承对称布置。在产品换型时，移动板22通过控制程序自行移动，到位后通过定位销24锁死。
当锁定弹簧扭矩测量工装35开启、闭合锁定弹簧51时，扭矩传感器33读取负载的扭矩值并传入工控机。锁定弹簧需按特定的角度开启、闭合，该角度由伺服电机进行控制。
工控机对整个设备进行控制，当闸片托放置到位后，按下启动按钮开始测试锁定弹簧的扭矩。测试完成后，工控机内控制系统自动记录锁定弹簧的扭矩值并判断试验结果是否合格。若合格，则显示器显示合格画面；若不合格，显示器显示不合格的状态并报警器进行报警。测试完成后，操作人员取下闸片托，完成整个测试过程。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术实用新型之间、技术实用新型与技术实用新型之间均可以自由组合使用。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920069017.0
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209166682U
授权时间:20190726
主分类号:G01L 3/00
专利分类号:G01L3/00
范畴分类:31J;
申请人:中国铁道科学研究院集团有限公司;北京纵横机电科技有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所
第一申请人:中国铁道科学研究院集团有限公司
申请人地址:100081 北京市海淀区大柳树路2号
发明人:郭孝钢;张海军;孙广合;孟庆猛;刘怀庆;孙霖;郑慧超;阴宇;杨靖;范志军;冯赫;谷子琛;王欣;韩海山
第一发明人:郭孝钢
当前权利人:中国铁道科学研究院集团有限公司;北京纵横机电科技有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所
代理人:朱坤鹏;王春光
代理机构:11127
代理机构编号:北京三友知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计