[發明專利]一種基礎制動單元用膜板有效截面積的檢測方法

在審

• 申請號: 202010552473.8
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111735647A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 李忠磊;王彤;黃奕洋;吳佳霖;周澤東;賈曉虎;徐雅奇;吳瓊
• 申請（專利權）人: 北華航天工業學院
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08;G01B21/28
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發明公開了一種基礎制動單元用膜板有效截面積的檢測方法，包括進氣缸體，所述進氣缸體頂端一側開設有進氣口，且進氣缸體內部嵌入安裝有密封膜板，所述密封膜板底端與活塞相連，所述活塞底端連接有力值傳感器，所述力值傳感器底端通過固定連接蓋與底座相連，所述底座一端安裝有光柵尺，所述底座另一端安裝有伺服電機，本發明結構科學合理，使用安全方便，因為彈性橡膠邊界固定條件、作用氣壓、不同位置下使用等變量因素很多，理論計算或有限元分析只能作為參考，實際使用設計過程中需對其驗證，大大提高準確率與便捷效果。

技術領域

本發明涉及制動單元用膜板有效截面積的檢測技術領域，具體為一種基礎制動單元用膜板有效截面積的檢測方法。

背景技術

在鐵路高度發展的今天，基礎制動單元是實現列車從運動到停止的關鍵安全部件，由于壓縮空氣具有清潔、無污染、安全易于控制等優點，從普通列車到城際列車，再到和諧號、復興號基礎制動絕大多數均采用空氣制動，制動形式為壓縮空氣推動活塞，經過機械裝置傳遞至閘片，使閘片與制動盤作用實現列車制動；

現有技術中活塞密封形式有兩種，一種為動摩擦式密封，一種為膜板式密封，列車在制動時，壓縮空氣通過干燥劑后，空氣帶有的水分往往不能完全被吸收，仍會存在一部分的水分，由于高寒地區(如俄羅斯、黑龍江等)冬天氣溫較低，帶有水分壓縮空氣充入制動器內壁瞬間結晶成冰晶，當采用動摩擦式活塞式，冰晶會劃破密封裝置，從而使列車制動失效，引發安全事故；

所以高寒列車往往采用膜板式密封，但是由于膜板由骨架及橡膠制成，在不同的作用行程(作用行程：閘片與制動盤之間的距離)下，膜板推動活塞伸出的位置不同，而膜板非剛體，在其特殊結構及變形等因素的影響下其有效面積S很難確定。

發明內容

本發明提供一種基礎制動單元用膜板有效截面積的檢測方法，可以有效解決上述背景技術中提出高寒列車往往采用膜板式密封，但是由于膜板由骨架及橡膠制成，在不同的作用行程(作用行程：閘片與制動盤之間的距離)下，膜板推動活塞伸出的位置不同，而膜板非剛體，在其特殊結構及變形等因素的影響下其有效面積S很難確定的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基礎制動單元用膜板有效截面積的檢測方法，包括進氣缸體，所述進氣缸體頂端一側開設有進氣口，且進氣缸體內部嵌入安裝有密封膜板，所述密封膜板底端與活塞相連，所述活塞底端連接有力值傳感器，所述力值傳感器底端通過固定連接蓋與底座相連，所述底座一端安裝有光柵尺，所述底座另一端安裝有伺服電機。

根據上述技術方案，方法具體操作步驟如下：

S1、在原點位置，光柵尺與力值傳感器讀數分別記為L0＝0, F0＝0；

S2、進氣口處通過電磁比例調節閥沖入恒定壓力P0，伺服電缸帶動活塞以緩慢恒定速度V0向下移動，由于恒定壓力壓縮氣體P0作用于密封膜板，使膜板緊貼活塞，直至最大作用行程Amax；

S3、系統稠密且同步采集位移Ln與力值Fn信號，繪制位移-力值S-F特性曲線。

根據上述技術方案，所述S3中研發人員可根據此數據及曲線確定不同項目要求下的作用行程密封膜板的有效截面積，在列車額定壓縮空氣P額下，更改設計參數，確定系統機械放大倍率N，從而確保列車的制動距離，提高了列車的可靠性與安全性。

根據上述技術方案，所所述伺服電缸內由滾珠絲杠，直線軸承組成，保證了軸向的精密移動與軸向穩定性；

固定連接蓋固定在伺服電缸前端，另一端與進氣缸體固定，密封膜板被固定連接蓋與進氣缸體共同固定；

進氣口處與進氣管路連接，進氣管路設有電磁比例調節閥，用于調節進氣壓力。

根據上述技術方案，所述制動輸出力計算公式：

F＝μ＊p＊S＊N＊η；