一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置及其使用方法与流程

本发明涉及刹车片测试设备技术领域，具体涉及一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置及其使用方法。

背景技术：

刹车片也叫刹车皮，在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，刹车效果的好坏刹车片起到了决定性作用，所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。

刹车的工作原理主要来自摩擦，利用刹车片与刹车盘及轮胎与地面之间的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，刹车片上的摩擦块会逐渐被磨损，刹车片磨损程度较高时会影响汽车的制动效果，影响行车安全，因此为了保证行车安全，各生产厂家需对生产的刹车片进行磨损性能测试，以确保刹车片具有良好的性能，但是由于目前对刹车片的磨损试验周期长、情况单一，实验数据不精确，不能保证出厂的刹车片的耐磨性能。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置及其使用方法的技术方案，本发明中装置简单，使用方法便捷，制造成本低，并且能够模拟多种路况，能够测试出刹车片在上坡、下坡和平缓路面等多种路况和环境下的使用磨损情况，从而保证了试验结果的精确性。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置，包括轮毂、刹车试验台和控制系统，其特征在于：还包括操作台，操作台包括支撑系统和功能系统，支撑系统包括底盘和底脚，底脚设置在底盘的下方，功能系统包括模拟地面组件和提升装置，模拟地面组件包括模拟地面板、固定件和调节件，调节件包括限位圈、连接杆、导向板和螺纹杆，连接杆的顶部安装在模拟地面板的下方，连接杆分别穿过固定件，连接杆上设置有限位圈，限位圈位于底盘的下方，连接杆的下方与导向板固定连接，导向板的另一端与螺纹杆固定连接，螺纹杆由提升装置驱动，调节件分为前侧调节件和后侧调节件，刹车试验台包括刹车系统和动力装置，刹车系统安装在底盘上，轮毂安装在动力装置上。

模拟地面板的设置还原了刹车状态时橡胶胎与地面之间的摩擦作用，使试验能够在轮胎与地面、轮毂与刹车片的双重作用下进行，在轮毂运行速度相同的情况下刹车，有轮胎与地面的摩擦可以起到辅助减速作用，因此模拟地面板的设置更加贴合实际，使得试验结果更有说服性。

刹车试验台为刹车试验提供了基础动力和基础刹车结构，是刹车试验能够进行的基础保障，操作台为刹车试验提供了平台和变量因素，支撑系统用于各种组成部件的连接安装，保证了试验进行的稳定性，以底脚为支撑底盘为依托起到本装置的主要支撑作用，功能系统能为本发明提供不同坡度的路面情况，通过两组调节件的高度调整，能够使模拟地面板呈现不同角度的倾斜或平整，使得本装置能对更多变量进行研究，增加了试验的饱满度，使试验结果更具说服力，螺纹杆由提升装置驱动，提升装置一般选用小型卷扬机，卷扬机对螺纹杆起到提升作用，并能将螺纹杆固定在某一处不动。螺纹杆的向上运动带动了导向板的连接杆的向上运动，从而使模拟地面板也具备上下运动的性质，通过调整前后两组调节件，模拟地面板能够呈现后倾、前倾或平整状态，这模拟了汽车在上坡、下坡和平路上刹车时的情况，增加了变量的多样化。

进一步，固定件包括上固定板和下固定板，上固定板安装在底盘的上方，下固定板安装在底盘的下方；上固定板和下固定板的设计增加了调节件与底盘的连接强度，保证了连接处的结构稳定性。

进一步，上固定板和下固定板上均设置有安装孔，上固定板和下固定板的位置相对应，连接杆穿过安装孔与固定件相连接；安装孔方便了连接杆与模拟地面板的连接。

进一步，限位圈位于下固定板的下方，限位圈的尺寸大于安装孔的尺寸；可根据设计尺寸规定连接杆的长度，当连接杆带动导向板和连接杆向上移动时，模拟地面板也会跟着连接杆向上移动，当限位圈到达安装孔的位置时，限位圈的尺寸大于安装孔的尺寸，因此限位圈不能继续向上移动，调节件整体达到向上的最大位移，使模拟地面板的上下运动更有依据和连贯性。

进一步，刹车系统包括刹车片、卡钳组件和立架，卡钳组件包括右臂和左臂，右臂和左臂上均设置有卡位槽板，刹车片安装在卡位槽板内，刹车片的侧面与右臂和左臂均采用螺柱连接；卡钳组件用来安装刹车片，同时卡钳组件具有移动功能，轮毂加速或匀速转动的过程中，利用卡钳组件的相向运动，使刹车片与轮毂摩擦挤压，使运动中的轮毂减速直至停止，立架配合卡钳组件的安装，使卡钳组件的位置与轮毂上方的位置匹配，便于更好的操作。

进一步，右臂和左臂分别连接在活塞杆上，活塞杆由气缸驱动，气缸安装在立架内，立架的下方固定在底盘上；当驱动系统启动时，两侧的活塞杆同时运动，活塞杆可以推动左臂和右臂同时向轮毂方向移动，使安装在左臂和右臂上的刹车片从两侧挤压轮毂，并借助刹车片与轮毂的摩擦作用，使转动的轮毂停下。

进一步，动力装置包括驱动轴、侧撑板和底板，底板连接在底盘上，侧撑板连接在底板上，驱动轴的两端均连接在侧撑板上，轮毂固定安装在驱动轴上；驱动轴由驱动器控制，驱动器会根据控制系统的不同指令对驱动轴的转速进行调整，轮毂与驱动轴固定连接，轮毂会与驱动轴做同步运动，驱动轴为轮毂的转动提供动力，同时也实现了对轮毂转速的调节，满足更多试验数据的需求。

采用如上述一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)试验前准备：

(1)首先将轮毂安装在驱动轴上，并且保证轮毂与驱动轴固定连接，且轮毂左右不晃动；

(2)再将刹车片的上端卡接在卡位槽板中，并且保证刹车片的一侧与相连的卡位槽板紧贴，然后用螺柱将刹车片分别与卡位槽板固定；

(3)最后调整调节件，使模拟地面板的高度处于最低点，保证橡胶胎不与模拟地面板相接触，再检查控制系统和驱动装置，确保各装置均处于正常使用状态。

2)试验步骤：

(1)首先根据试验中两个连接杆之间的直线距离，分别操作控制系统设置两组调节件的向上位移，使模拟地面板位于最高点时沿轮毂转动方向的向上倾斜角度为30°，并将轮毂的转速设置为80km/h，保存设置数据；

(2)然后启动驱动器和驱动轴，间隔15～20s，使轮毂到达设计转速并平稳运行后，同时启动刹车系统和动力装置，使刹车系统启动的同时模拟地面板，每间隔1000次上述步骤记录一次刹车片的重量和最小厚度，重复刹车动作直至刹车片失去制动效果达到磨损极限，同时记录下本次试验结束时总刹车次数和刹车片剩余重量和最小厚度；

(3)重新更换轮毂和刹车片，将模拟地面板调至最低点，根据试验中两个连接杆之间的直线距离，分别操作控制系统设置两组调节件的向上位移，使模拟地面板位于最高点时沿轮毂转动方向的向下倾斜角度为30°，并将轮毂的转速设置为80km/h，保存设置数据，并按照步骤(2)完成试验；

(4)重新更换轮毂和刹车片，将模拟地面板调至最低点，根据试验中两个连接杆之间的直线距离，分别操作控制系统设置两组调节件的向上位移，使模拟地面板位于最高点时沿轮毂转动水平方向的倾斜角度为0°，并将轮毂的转速设置为100m/h，保存设置数据，并按照步骤(2)完成试验。

(5)根据需求选择模拟地面板倾斜角度参数和轮毂的转速参数，并重复步骤(1)和(2)。

进一步，在步骤2)中(2)步骤，轮毂转速的设置区间为10～130km/h，模拟地面板的倾斜角度区间为-60°～60°；转速越高，刹车越困难，对刹车片的损失也越大，本方法中转速区间大，更够体现车在正常速度运行下刹车片的磨损情况，同时轮毂转速一定，调整模拟地面板的倾斜角度，能够反映车在上坡、下坡和平缓路面时以及行驶坡度对刹车片的损耗情况。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明中，模拟地面板的设置还原了刹车状态时橡胶胎与地面之间的摩擦作用，使试验能够在轮胎与地面、轮毂与刹车片的双重作用下进行，在轮毂运行速度相同的情况下刹车，有轮胎与地面的摩擦可以起到辅助减速作用，因此模拟地面板的设置更加贴合实际，使得试验结果更有说服性。刹车试验台为刹车试验提供了基础动力和基础刹车结构，是刹车试验能够进行的基础保障，操作台为刹车试验提供了平台和变量因素，支撑系统用于各种组成部件的连接安装，保证了试验进行的稳定性，以底脚为支撑底盘为依托起到本装置的主要支撑作用，功能系统能为本发明提供不同坡度的路面情况，通过两组调节件的高度调整，能够使模拟地面板呈现不同角度的倾斜或平整，使得本装置能对更多变量进行研究，增加了试验的饱满度，使试验结果更具说服力，螺纹杆由提升装置驱动，提升装置一般选用小型卷扬机，卷扬机对螺纹杆起到提升作用，并能将螺纹杆固定在某一处不动。螺纹杆的向上运动带动了导向板的连接杆的向上运动，从而使模拟地面板也具备上下运动的性质，通过调整前后两组调节件，模拟地面板能够呈现后倾、前倾或平整状态，这模拟了汽车在上坡、下坡和平路上刹车时的情况，增加了变量的多样化；本使用方法能够充分实现各速度的。

本发明提供了一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置及其使用方法的技术方案，本发明中装置简单，使用方法便捷，制造成本低，并且能够模拟多种路况，能够测试出刹车片在上坡、下坡和平缓路面等多种路况和环境下的使用磨损情况，从而保证了试验结果的精确性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置的结构示意图；

图2为本发明中连接杆位于最低点时与固定板的连接示意图；

图3为本发明中刹车系统与动力装置的连接示意图；

图4为本发明中刹车时刹车片与轮毂的位置示意图；

图5为本发明中连接杆位于最低点时与固定板的连接示意图；

图6为本发明模拟地面组件与底盘的连接示意图；

图7为本发明模拟地面板的倾斜示意图。

图中：1-轮毂；2-刹车试验台；3-操作台；4-支撑系统；5-侧撑板；6-底盘；7-底脚；8-模拟地面组件；9-底板；10-模拟地面板；11-刹车系统；12-调节件；13-限位圈；14-连接杆；15-导向板；16-螺纹杆；17-上固定板；18-下固定板；19-安装孔；20-刹车片；21-左臂；22-立架；23-右臂；24-卡位槽板；25-螺柱；26-橡胶胎；27-活塞杆；28-驱动轴。

具体实施方式

如图1至图7所示，为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置，包括轮毂1、刹车试验台2和控制系统，还包括操作台3，操作台3包括支撑系统4和功能系统，支撑系统4包括底盘6和底脚7，底脚7设置在底盘6的下方，功能系统包括模拟地面组件8和提升装置，模拟地面组件8包括模拟地面板10、固定件和调节件12，调节件12包括限位圈13、连接杆14、导向板15和螺纹杆16，连接杆14的顶部安装在模拟地面板10的下方，连接杆14分别穿过固定件，连接杆14上设置有限位圈13，限位圈13位于底盘6的下方，连接杆14的下方与导向板15固定连接，导向板15的另一端与螺纹杆16固定连接，螺纹杆16由提升装置驱动，调节件12分为前侧调节件和后侧调节件，刹车试验台2包括刹车系统11和动力装置，刹车系统11安装在底盘6上，轮毂1安装在动力装置上。

模拟地面板10的设置还原了刹车状态时橡胶胎26与地面之间的摩擦作用，使试验能够在轮胎与地面、轮毂1与刹车片20的双重作用下进行，在轮毂1运行速度相同的情况下刹车，有轮胎与地面的摩擦可以起到辅助减速作用，因此模拟地面板10的设置更加贴合实际，使得试验结果更有说服性。

刹车试验台2为刹车试验提供了基础动力和基础刹车结构，是刹车试验能够进行的基础保障，操作台3为刹车试验提供了平台和变量因素，支撑系统4用于各种组成部件的连接安装，保证了试验进行的稳定性，以底脚7为支撑底盘6为依托起到本装置的主要支撑作用，功能系统能为本发明提供不同坡度的路面情况，通过两组调节件12的高度调整，能够使模拟地面板10呈现不同角度的倾斜或平整，使得本装置能对更多变量进行研究，增加了试验的饱满度，使试验结果更具说服力，螺纹杆16由提升装置驱动，提升装置一般选用小型卷扬机，卷扬机对螺纹杆16起到提升作用，并能将螺纹杆16固定在某一处不动。螺纹杆16的向上运动带动了导向板15的连接杆14的向上运动，从而使模拟地面板10也具备上下运动的性质，通过调整前后两组调节件12，模拟地面板10能够呈现后倾、前倾或平整状态，这模拟了汽车在上坡、下坡和平路上刹车时的情况，增加了变量的多样化。固定件包括上固定板17和下固定板18，上固定板17安装在底盘6的上方，下固定板18安装在底盘6的下方；上固定板17和下固定板18的设计增加了调节件12与底盘6的连接强度，保证了连接处的结构稳定性。上固定板17和下固定板18上均设置有安装孔19，上固定板17和下固定板18的位置相对应，连接杆14穿过安装孔19与固定件相连接；安装孔19方便了连接杆14与模拟地面板10的连接。限位圈13位于下固定板18的下方，限位圈13的尺寸大于安装孔19的尺寸；可根据设计尺寸规定连接杆14的长度，当连接杆14带动导向板15和连接杆14向上移动时，模拟地面板10也会跟着连接杆14向上移动，当限位圈13到达安装孔19的位置时，限位圈13的尺寸大于安装孔19的尺寸，因此限位圈13不能继续向上移动，调节件12整体达到向上的最大位移，使模拟地面板10的上下运动更有依据和连贯性。刹车系统11包括刹车片20、卡钳组件和立架22，卡钳组件包括右臂23和左臂21，右臂23和左臂21上均设置有卡位槽板24，刹车片20安装在卡位槽板24内，刹车片20的侧面与右臂23和左臂21均采用螺柱25连接；卡钳组件用来安装刹车片20，同时卡钳组件具有移动功能，轮毂1加速或匀速转动的过程中，利用卡钳组件的相向运动，使刹车片20与轮毂1摩擦挤压，使运动中的轮毂1减速直至停止，立架22配合卡钳组件的安装，使卡钳组件的位置与轮毂1上方的位置匹配，便于更好的操作。右臂23和左臂21分别连接在活塞杆27上，活塞杆27由气缸驱动，气缸安装在立架22内，立架22的下方固定在底盘6上；当驱动系统启动时，两侧的活塞杆27同时运动，活塞杆27可以推动左臂21和右臂23同时向轮毂1方向移动，使安装在左臂21和右臂23上的刹车片20从两侧挤压轮毂1，并借助刹车片20与轮毂1的摩擦作用，使转动的轮毂1停下。动力装置包括驱动轴28、侧撑板5和底板9，底板9连接在底盘6上，侧撑板5连接在底板9上，驱动轴28的两端均连接在侧撑板5上，轮毂1固定安装在驱动轴28上；驱动轴28由驱动器控制，驱动器会根据控制系统的不同指令对驱动轴28的转速进行调整，轮毂1与驱动轴28固定连接，轮毂1会与驱动轴28做同步运动，驱动轴28为轮毂1的转动提供动力，同时也实现了对轮毂1转速的调节，满足更多试验数据的需求。

采用如上述一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置的使用方法，包括如下步骤：

1)试验前准备：

(1)首先将轮毂1安装在驱动轴28上，并且保证轮毂1与驱动轴28固定连接，且轮毂1左右不晃动；

(2)再将刹车片20的上端卡接在卡位槽板24中，并且保证刹车片20的一侧与相连的卡位槽板24紧贴，然后用螺柱25将刹车片20分别与卡位槽板24固定；

(3)最后调整调节件12，使模拟地面板10的高度处于最低点，保证橡胶胎26不与模拟地面板10相接触，再检查控制系统和驱动装置，确保各装置均处于正常使用状态。

2)试验步骤：

(1)首先根据试验中两个连接杆14之间的直线距离，分别操作控制系统设置两组调节件12的向上位移，使模拟地面板10位于最高点时沿轮毂1转动方向的向上倾斜角度为30°，并将轮毂1的转速设置为80km/h，保存设置数据；

(2)然后启动驱动器和驱动轴28，间隔15～20s，使轮毂1到达设计转速并平稳运行后，同时启动刹车系统11和动力装置，使刹车系统11启动的同时模拟地面板10，每间隔1000次上述步骤记录一次刹车片20的重量和最小厚度，重复刹车动作直至刹车片20失去制动效果达到磨损极限，同时记录下本次试验结束时总刹车次数和刹车片20剩余重量和最小厚度；

(3)重新更换轮毂1和刹车片20，将模拟地面板10调至最低点，根据试验中两个连接杆14之间的直线距离，分别操作控制系统设置两组调节件12的向上位移，使模拟地面板10位于最高点时沿轮毂1转动方向的向下倾斜角度为30°，并将轮毂1的转速设置为80km/h，保存设置数据，并按照步骤(2)完成试验；

(4)重新更换轮毂1和刹车片20，将模拟地面板10调至最低点，根据试验中两个连接杆14之间的直线距离，分别操作控制系统设置两组调节件12的向上位移，使模拟地面板10位于最高点时沿轮毂1转动水平方向的倾斜角度为0°，并将轮毂1的转速设置为100m/h，保存设置数据，并按照步骤(2)完成试验。

(5)根据需求选择模拟地面板10倾斜角度参数和轮毂1的转速参数，并重复步骤(1)和(2)。

进一步，在步骤2)中(2)步骤，轮毂1转速的设置区间为10～130km/h，模拟地面板10的倾斜角度区间为-60°～60°；转速越高，刹车越困难，对刹车片20的损失也越大，本方法中转速区间大，更够体现车在正常速度运行下刹车片20的磨损情况，同时轮毂1转速一定，调整模拟地面板10的倾斜角度，能够反映车在上坡、下坡和平缓路面时以及行驶坡度对刹车片20的损耗情况。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明中，模拟地面板10的设置还原了刹车状态时橡胶胎26与地面之间的摩擦作用，使试验能够在轮胎与地面、轮毂1与刹车片20的双重作用下进行，在轮毂1运行速度相同的情况下刹车，有轮胎与地面的摩擦可以起到辅助减速作用，因此模拟地面板10的设置更加贴合实际，使得试验结果更有说服性。刹车试验台2为刹车试验提供了基础动力和基础刹车结构，是刹车试验能够进行的基础保障，操作台3为刹车试验提供了平台和变量因素，支撑系统4用于各种组成部件的连接安装，保证了试验进行的稳定性，以底脚7为支撑底盘6为依托起到本装置的主要支撑作用，功能系统能为本发明提供不同坡度的路面情况，通过两组调节件12的高度调整，能够使模拟地面板10呈现不同角度的倾斜或平整，使得本装置能对更多变量进行研究，增加了试验的饱满度，使试验结果更具说服力，螺纹杆16由提升装置驱动，提升装置一般选用小型卷扬机，卷扬机对螺纹杆16起到提升作用，并能将螺纹杆16固定在某一处不动。螺纹杆16的向上运动带动了导向板15的连接杆14的向上运动，从而使模拟地面板10也具备上下运动的性质，通过调整前后两组调节件12，模拟地面板10能够呈现后倾、前倾或平整状态，这模拟了汽车在上坡、下坡和平路上刹车时的情况，增加了变量的多样化；本使用方法能够充分实现各速度的。

本发明提供了一种用于测试刹车片磨损性能的试验装置及其使用方法的技术方案，本发明中装置简单，使用方法便捷，制造成本低，并且能够模拟多种路况，能够测试出刹车片20在上坡、下坡和平缓路面等多种路况和环境下的使用磨损情况，从而保证了试验结果的精确性。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。