一种用于盘式摩擦片摩擦系数测量装置及其测量方法与流程

本发明属于盘式摩擦片摩擦系数测量装置及其测量技术领域，特别涉及一种用于盘式摩擦片摩擦系数测量装置及其测量方法。

背景技术：

高能量密度摩擦传动系统是高性能传动的关键，其显著特征是大功率、高转速，Cu基、Fe基粉末冶金摩擦副由于其优异的耐磨性和较高的热容被广泛应用于工程车传动领域。由于其高速重载的工作环境，摩擦片会产生沿径向非均匀分布的磨损，造成摩擦系数下降，制动能力降低。在车检时，若不能准确的检测，误差过大，后果可想而知。因此，摩擦系数是摩擦片性能优劣的一项重要参数。以往采用的第一种方法是粗估法，手动感知，精度高。另外一种方法是在制动器试验台上试验，耗时费力，成本巨大。本发明提供的测量装置和测量方法很好的解决了目前的问题，原理直观，精度高，成本低，劳动强度低，操作简单。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为：是为了克服现有技术的上述缺陷，提出了一种针对盘式摩擦片摩擦系数的测量装置和测量方法，利用该方法原理直观，精度高，成本低，劳动强度低，操作简单。

本发明采用的技术方案为：一种用于盘式摩擦片摩擦系数测量装置，包括测量工装和控制系统，其中，

测试工装包括扭矩传感器、力臂杆、测试摩擦片、导向杆、支撑台、圆锥齿轮对、拖动电机、标准块和角速度传感器；其中，U形支撑台侧放，分为上下两层，下层放置拖动电机，其末端安装有圆锥齿轮对，用来传递扭矩给导向杆，上层设置测试摩擦片，摩擦片上设置标准块，标准块通过力臂杆和导向杆连接，扭矩传感器和角速度传感器分别设置在力臂杆和标准块上；

控制系统的转速控制信号输出端与拖动电机的转速控制信号输入端连接，扭矩传感器的力矩信号输出端与控制系统的力矩信号输入端连接，角速度传感器的角速度信号输出端与控制系统的角速度信号输入端连接。

其中，所述扭矩传感器采用加载的测功机实现。

其中，所述标准块的质量为5kg。

其中，所述力臂杆为可伸缩力臂杆。

其中，所述控制系统包括扭矩信号测试单元、角速度信号测试单元、信号采集及调理单元、控制及通信单元，其中，扭矩信号测试单元、角速度信号测试单元为信号采集及调理单元的信号采集装置，调理后的信号通过通信单元传递给拖动电机和上位机，控制单元是用来协调整个系统的运作；

本发明还提供一种用于盘式摩擦片摩擦系数测量方法，利用上述的用于盘式摩擦片摩擦系数测量装置，测试方法包括以下步骤：

步骤一、采用标定组件角速度传感器和扭矩传感器进行初始标定；

步骤二、根据测量摩擦片半径调节力臂杆长度，使标准块处于合适的测量位置；

步骤三、控制系统对拖动电机进行加电，使拖动电机缓启动，当拖动电机开始稳速转动后，控制系统控制角速度传感器和扭矩传感器开始测量，计算出被测摩擦片的摩擦系数。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、相比是手动感知粗估法，精度高；

2、相比在制动器试验台上试验，耗时费力，成本巨大；

3、本发明测量装置和测量方法原理直观，精度高，成本低，劳动强度低，操作简单。

附图说明

图1为本发明所述的测量装置结构简图；

图2为本发明所述的测量装置控制系统原理示意图。

具体实施方式

为了清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体的实施方式，并结合其附图对本方案进行阐述。

如图1-2所示，本发明一种用于盘式摩擦片摩擦系数测量装置，包括测量工装和控制系统，其中，

测试工装包括扭矩传感器1、力臂杆2、测试摩擦片3、导向杆4、支撑台5、圆锥齿轮6、圆锥齿轮7、拖动电机8、标准块9和角速度传感器10；

测量试验台支撑台5为双层测量台，在测试台支撑台5的顶层有标准块9、角速度传感器10、扭矩传感器1，底层设置有拖动电机8，中间通过导向杆4、圆锥齿轮6、圆锥齿轮7和力臂杆2连接，传递力矩。其中，扭矩传感器采用加载的测功机实现，标准块的质量为5kg，力臂杆为可伸缩力臂杆，范围是20cm～40cm。

控制系统包括扭矩信号测试单元、角速度信号测试单元、信号采集及调理单元、控制及通信单元；控制系统的转速控制信号输出端与拖动电机8的转速控制信号输入端连接，扭矩传感器1的力矩信号输出端与控制系统的力矩信号输入端连接，角速度传感器10的角速度信号输出端与控制系统的角速度信号输入端连接；

扭矩信号测试单元，用于接收扭矩传感器1测的力矩信号；角速度信号测试单元，用于接收角速度传感器10测的角速度信号；信号采集及调理单元，用于对接收力矩信号和角速度信号进行采样，并对采样信号进行调理，并发送给控制及处理单元；控制及处理单元，用于控制拖动电机8转动，并根据力矩信号和角速度信号求出相应时刻的动摩擦系数，并进行求平均值；通信单元，用于控制及处理单元与上位机进行数据交换。

测试方法包括以下步骤：

步骤一、采用标定组件角速度传感器和扭矩传感器进行初始标定；

步骤二、根据测量摩擦片半径调节力臂杆长度，使标准块处于合适的测量位置；

步骤三、控制系统对拖动电机进行加电，使拖动电机缓启动，当拖动电机开始稳速转动后，控制系统控制角速度传感器和扭矩传感器开始测量，计算出被测摩擦片的摩擦系数。