[发明专利]高速列车制动盘泵风效应及动态散热特性试验装置

权利要求书

1.一种高速列车制动盘泵风效应及动态散热特性试验装置，其特征在于：包括固定单元、制动盘驱动与检测单元、被测制动盘与试验测试单元、热载荷输入单元、风载荷输入与检测单元、控制单元；

制动盘驱动与检测单元、固定单元连接，实现不同制动初速、不同制动模式下的真实的制动盘转动状态模拟、制动盘所受转矩大小参数的检测；被测制动盘安装在制动盘驱动与检测单元上；热载荷输入单元安装在固定单元上，通过非接触式平面涡流感应加热方式来模拟制动盘在制动过程中的热载荷输入；风载荷输入与检测单元与固定单元连接，用于真实模拟被测对象周围的空气流场作用。

2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述固定单元包括固定架（9）、滚动轴承（10）和扣件（5），对制动盘驱动轴（32）进行固定；固定架（9）与地基连接，制动盘转动轴放置于固定架上，用扣件（5）通过螺栓与固定架（9）连接，制动盘转动轴与固定架（9）和扣件（5）间安装滚动轴承（10）。

3.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述制动盘驱动与检测单元包括制动盘驱动单元伺服电机（1）、制动盘驱动单元伺服电机编码器（2）、制动盘驱动单元伺服电机联轴器（3）、制动盘驱动单元减速离合器（4）、制动盘驱动单元支撑台（12）以及制动盘驱动轴（32），制动盘驱动与检测单元安装于支撑台（12）上，支撑台（12）与地基连接。制动盘驱动单元伺服电机（1）通过编码器（2）、联轴器（3）和减速离合器（4）与制动盘转动轴右端相连，通过伺服电机（1）的驱动带动制动盘（6）的转动；编码器（2）用于测量伺服电机（1）的转速；制动盘转动轴左端与制动盘编码器（7）相连，编码器（7）安装于制动盘编码器支撑架（8）上，制动盘编码器支撑架（8）与固定架（9）固接，编码器（7）用于测量制动盘的转动速度。

4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述被测制动盘与试验测试单元包括制动盘（6）、制动盘编码器（7）、制动盘编码器支撑架（8）、用于测试制动盘温升的第一至第五红外传感器（16、28、29、30、33）、试验样件制动盘（31）；第一至第五红外温度传感器（（16、28、29、30、33）分布于制动盘周围远离出风口边界以免干扰空气流场，用于测量制动盘的第一至第五测点（A、B、C、D、E）的温度实时变化，第一至第五红外传感器（16、28、29、30、33）与制动盘不接触，第一至第五红外传感器（16、28、29、30、33）安装在传感器固定台（34）上，传感器固定台与地基固接；在制动盘两侧各有两点径向位置不同的第一至第四温度检测点（A、B、D、E），散热筋处有第五检测点（C）；试验样件制动盘的散热筋通风口被堵住以消除泵风效应。

5.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述热载荷输入单元包括热载荷输入单元支撑台（11）、非接触式平面涡流感应加热器（13）、非接触式平面涡流感应加热器固定架（14）、线圈（17），热载荷输入单元安装于支撑台（11）上，置于制动盘一侧，非接触式平面涡流感应加热器（13）置于制动盘摩擦面两侧，与制动盘盘面保持一定间隙；非接触式平面涡流感应加热器（13）通过固定架（14）与支撑台（11）固接，非接触式平面涡流感应加热器（13）上嵌有线圈（17）。

6.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述风载荷输入与检测单元包括风速传感器（18）、风载荷输入单元伺服电机（19）、风载荷输入单元伺服电机编码器（20）、风载荷输入单元伺服电机联轴器（21）、风载荷输入单元伺服电机减速器（22）、叶轮编码器（23）、风载荷输入单元支撑台（24）、叶轮（25）、空气导流管道（26）、空气导流管道支撑台（27），风载荷输入单元安装于支撑台（24）上，置于制动盘另一侧，与热载荷输入单元相对于制动盘对称安装；伺服电机（19）通过编码器（20）、联轴器（21）、减速器（22）、编码器（23）与叶轮（25）相连，叶轮（25）位于空气导流管道（26）中，伺服电机（19）带动叶轮（25）转动抽取外界空气进入导流管道（26）经导流作用形成空气流场以模拟列车制动中制动盘受到的实际空气流场；风速传感器（18）安装于导流管出风口用于测量空气流场速度，编码器（20）、（23）分别用于测量伺服电机（19）和叶轮（25）的转速。