低速轴制动器能效测试台及其测试方法与流程

技术特征：

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。

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。

3.如权利要求2所述的低速轴制动器能效测试台，其特征在于：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)。

4.如权利要求2所述的低速轴制动器能效测试台，其特征在于：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)。

5.如权利要求2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)。

6.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)。

7.一种利用权利要求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：

$\begin{array}{cc}{M}_{bd1}=\frac{60J\left(n_0-n_1\right)}{192\mathrm{\π}t}\mathrm{\η}& \left(1-1\right)\\ M_{bd2}=\frac{60J\left(n_1-n_2\right)}{192\mathrm{\π}t}\mathrm{\η}& \left(1-2\right)\\ \mathrm{...}& \\ M_{bdn}=\frac{60J\left(n_{n-1}-n_n\right)}{192\mathrm{\π}t}\mathrm{\η}& \left(1-n\right)\end{array}$

$M_b=\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{i=n}{M}_{bdi}---\left(2\right)$

M_b—为平均制动力矩

式中：M_bd1，M_b2，M_b3，……，M_n——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；

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。

$F_b=\frac{M_b}{R}---\left(3\right)$

式中：

F_b—单台制动器的有效制动力，单位为牛(N)；

M_b—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，M_b为产品铭牌标定的制动力矩，否则，M_b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。