[发明专利]低速轴制动器能效测试台及其测试方法

权利要求书

1.一种低速轴制动器能效测试台，其特征在于：包括底座（12），所述底座（12）上固定安装有变频驱动电机（2），所述变频驱动电机（2）的一端连接旋转编码器（1），所述变频驱动电机（2）的另一端通过第一联轴器（3）安装有前段主轴（14），所述前段主轴（14）上安装有主轴轴承（4）、主轴制动盘（5）和多个惯量盘（6），所述前段主轴（14）的端头通过第二联轴器（8）连接有后段主轴（9），所述后段主轴（9）上同样安装有多个惯量盘（6），所述后段主轴（9）的尾部安装有制动偶件（10），所述制动偶件（10）后端安装有制动偶件更换装置（11）；所述底座（12）上还安装有控制惯量盘（6）连接与未连接的惯量盘控制装置；所述惯量盘控制装置的结构为：包括系统支架（7），所述系统支架（7）固定在底座（12）上，所述系统支架（7）的一端安装有组合液压缸体（1202），所述组合液压缸体（1202）的两端分别为惯量加载液压缸（1201）和惯量脱离液压缸（1203），所述组合液压缸体（1202）的输出端为液压活塞杆（13），所述液压活塞杆（13）上间隔安装有多个接手（1404），每个接手（1404）分别与惯量盘（6）连接；所述接手（1404）上开有接手与惯量盘连接螺栓孔（1402），所述惯量盘（6）的外圆周面上开有一个惯量盘螺栓孔（21），所述惯量盘（6）上设置有多个惯量盘固定螺栓孔（22）；通过螺栓刚两者连接在一起；所述接手（1404）的前端安装有连接板（19），所述连接板（19）通过接手与系统支架连接螺栓（17）固定，所述连接板（19）的顶部通过连接板固定螺栓（20）锁紧；所述液压活塞杆（13）上还开有凹槽（18），并通过销轴将凹槽（18）和接手与活塞杆连接销轴孔（1401）连接；所述液压活塞杆（13）的端部还安装有活塞杆轴承（15）和活塞杆行程限位（16）；所述组合液压缸体（1202）上分别设置有惯量加载油管（1204）和惯量脱离油管（1205）。

2.如权利要求1所述的低速轴制动器能效测试台，其特征在于：所述惯量盘（6）的另一端还设置有安装架（23），所述安装架（23）上通过紧固螺丝（24）固定有红外接近开关（25）。

3.如权利要求1所述的低速轴制动器能效测试台，其特征在于：所述制动偶件更换装置（11）的结构为：所述底座（12）上固定有支架（1104），所述支架（1104）安装有机箱，所述机箱内为齿轮机构（1102），所述机箱的一端连接手轮（1103），所述手轮（1103）通过摇杆（1106）与齿轮机构（1102）连接，所述机箱的另一端连接推拉杆（1101），所述推拉杆（1101）与主轴端部轴承（26）的轴承座连接，所述轴承座上设置有端部轴承固定螺栓孔（28）和移位螺栓孔（27），所述轴承座的底部设置有滑动导轨（1105）。

4.一种利用权利要求1所述的低速轴制动器能效测试台的测试方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

第一步：试验时，根据被测制动器的制动力矩大小，按照JB/T10917《钳盘式制动器》计算需要加载的总转动惯量；

第二步：再根据转动轴惯量、转轴上零部件转动惯量、各个惯量盘转动惯量，确定需要接入的惯量盘（6）；

第三步：启动惯量盘液压加载和控制系统，将需要接入的惯量盘（6）接入转轴，不需要的惯量盘（6）脱离主轴；

第四步：将被测制动器夹紧制动偶件（10）；

第五步：启动变频驱动电机（2），被测制动器钳口打开，当主轴转速达到设定的制动除转速之后，电机断电，制动器，被测制动器也断电，被测制动器钳口加紧制动偶件，整个试验台旋转系统慢慢停止，在此过程中，旋转编码器（1）实时采集转速，并由计算机等间隔不断采集转速信号n₀，n₁，n₂，n₃，n₄，……n_n-1；由计算机进行成组运算并生成制动力矩曲线和相关试验报告，计算机运算模型如下：

（1-1）

（1-2）

…

（1-n）

（2）

—为平均制动力矩

式中：M_bd1，M_bd2，M_bd3，……，M_bdn——第一段，第二段，第三段，……，第n段平均制动力矩，N.m；

J——制动轴上总转动惯量，kg.m²；

n₀——制动初转速，r/min；

n₁，n₂，n₃，……n_n，——第一段制动末速度，第二段制动末速度，第三段制动末速度，……第n段制动末速度， r/min；

t ——第一段，第二段，第三段，……，第n段时间取值，各段采用等分取值，如整个制动过程分成100段，则t 为整个制动时间的1/100；

η——试验台总轴承效率，取0.95；

(3)

式中：

—单台制动器的有效制动力，单位为牛N；

—单台制动器的制动力矩，当试验测得的制动力矩大于产品铭牌标定的制动力矩时， 为产品铭牌标定的制动力矩，否则，为实测制动力矩，单位为牛米N.m；

R—理论制动半径，单位为米m；

计算机系统计算出加速度，通过惯量和加速度等数据计算出制动力矩，根据制动摩擦有效半径计算出制动力，以供制动器能效测试使用。