带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置及方法
阅读说明：本技术 带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置及方法 (Device and method for testing performance of floating brake disc with environment simulation box ) 是由 陈根星 蒋木林 贾春松 宋坤杰 陈高洋 余腾龙 于 2021-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置,包括机体,机体上安装有电机,电机与传动轴形成传动结构,传动轴通过轴承安装在机体上,传动轴上安装有扭矩传感器,传动轴一端安装有飞轮,另一端安装有法兰盘,法兰盘用来固定浮动刹车盘；法兰盘设置在环境模拟箱中,环境模拟箱中对应设置有制动器和喷淋装置,制动器设置在法兰盘的下方,制动器旁对应设有位移传感器、温度传感器以及速度传感器,环境模拟箱的外部与温度控制装置相连。本发明的测试装置能够全面模拟浮动刹车盘工作实况,且具有结构简单、测试可靠以及结果精准的优点。(The invention relates to a performance testing device of a floating brake disc with an environment simulation box, which comprises a machine body, wherein a motor is arranged on the machine body, the motor and a transmission shaft form a transmission structure, the transmission shaft is arranged on the machine body through a bearing, a torque sensor is arranged on the transmission shaft, one end of the transmission shaft is provided with a flywheel, the other end of the transmission shaft is provided with a flange plate, and the flange plate is used for fixing the floating brake disc; the ring flange sets up in the environmental simulation case, corresponds in the environmental simulation case and is provided with stopper and spray set, and the stopper sets up the below at the ring flange, and the other correspondence of stopper is equipped with displacement sensor, temperature sensor and speedtransmitter, and the outside and the temperature control device of environmental simulation case link to each other. The testing device can comprehensively simulate the working condition of the floating brake disc, and has the advantages of simple structure, reliable test and accurate result.)
技术领域
本发明涉及浮动刹车盘测试技术，具体是涉及带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置及方法。
背景技术
目前，我国摩托车工业已经形成了完整的开发、生产与营销体系，并形成了较多独立自主的知识产权，随着国民经济的持续发展，我国摩托车休闲文化产业步入快速发展期，并已成为世界摩托车产销第一大国。而浮动刹车盘作为摩托车上重要的刹车配件，其性能的好坏对于摩托车驾驶过程中的安全具有至关重要的影响，浮动刹车盘在刹车的过程中，会出现变形和发热的现象，如果浮动刹车盘的变形和发热超出一定的范围，就可能导致刹车失灵的情况出现，势必会造成重大的损失。因此，对于生产出来的浮动刹车盘，在投入应用之前，往往需要先进行性能测试，保证产品的使用安全。而在现有的技术中，只有针对单一情景下的浮动刹车盘性能测试装置，缺乏能够全面模拟浮动刹车盘工作实况的性能测试装置，且该装置也能针对不同区域(热带、寒带)客户的要求进行高低温环境下的性能实验。因此，针对现有问题，本申请提出了一种带环境模拟的摩托车浮动刹车盘性能测试装置及方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本申请提供的带环境模拟的浮动刹车盘性能测试装置，具有结构简单、测试可靠以及结果精准的优点；本申请提供的带环境模拟的浮动刹车盘性能测试方法，能够实时有效地测试浮动刹车盘的性能。
本发明技术方案如下:
带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置，包括机体，所述机体上安装有电机，所述电机与传动轴形成传动结构，所述传动轴通过轴承安装在机体上，所述传动轴上安装有扭矩传感器，所述传动轴一端安装有飞轮，另一端安装有法兰盘，所述法兰盘用来固定浮动刹车盘；所述法兰盘设置在环境模拟箱中，所述环境模拟箱中对应设置有制动器和喷淋装置，所述制动器设置在法兰盘的下方，所述制动器旁对应设有位移传感器、温度传感器以及速度传感器，所述环境模拟箱的外部与温度控制装置相连。
电机带动传动轴转动，从而使得固定在法兰盘上的浮动刹车盘转动，其中传动轴一端安装的飞轮能够降低电机转动过程中的速度波动并起到负载模拟功能，整个装置结构简单，运行可靠；在环境模拟箱中，制动器能够对浮动刹车盘进行摩擦制动，喷淋装置能够喷淋出泥水与沙砾的混合物，而温度控制装置能够调节测试过程中环境模拟箱内的温度，模拟高温或者低温下的工作实况；由于制动器、喷淋装置以及温度控制装置三者的存在，使得在测试过程中，能够在环境模拟箱中全面模拟浮动刹车盘的工作实况，使得测试的结果可靠；同时，由于扭矩传感器、位移传感器、温度传感器以及速度传感器的存在，能够对测试过程中的各个参数进行精准的测量，使得测试的结果精准。
作为优化，前述的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置中，所述电机与传动轴通过带轮传动。通过带轮传动，使得电机与传动轴之间的传动平稳、噪音低、振动低。
作为优化，前述的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置中，所述制动器为盘式制动器，制动器中对称设有摩擦片。盘式制动器中对称设有摩擦片，能够真实模拟出浮动刹车盘摩擦制动时的状况。
作为优化，前述的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置中，所述位移传感器为对称设置的激光振动位移传感器。对称设置的激光振动位移传感器能够精准地测量出浮动刹车盘测试过程中的位移，对浮动刹车盘的变形进行记录。
作为优化，前述的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置中，所述喷淋装置包括喷头、储液槽、搅拌器以及搅拌电机，所述喷头与储液槽相连，所述喷头位于制动器的上方，所述搅拌器设置在储液槽中，所述搅拌电机与搅拌器连接。所述喷淋装置包括喷头、储液槽、搅拌器以及搅拌电机，该装置结构简单，搅拌器对储液槽中的泥水和沙砾混合物进行搅拌，再通过喷口将混合物喷淋在浮动刹车盘上，能够有效模拟浮动刹车盘工作时的实际状况。
作为优化，前述的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置中，所述温度控制装置包括温度调节器，所述温度调节器一端连有出气管，一端连有进气管，所述出气管与进气管与环境模拟箱相连。温度控制装置包括温度调节器、出气管以及进气管，能够简单有效地对环境模拟箱中空气的温度进行调节。
作为优化，前述的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置中，所述环境模拟箱的侧面安装有透明玻璃。通过透明玻璃，能够实时观测环境模拟箱内的测试状况。
带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试方法，该方法是使用带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置进行检测，检测过程如下：
步骤一：对生产出来的浮动刹车盘产品进行分批次抽检，将抽检出的浮动刹车盘固定在法兰盘上，通过设置电机的转速控制浮动刹车盘的转速，然后通过温度控制装置进行加热或制冷，使达到理想的试验条件，同时在喷淋装置中倒入泥水与沙砾的混合物；
步骤二：当环境模拟箱内的温度达到指定测试条件后，通过喷淋装置调节泥水与沙砾的混合物的喷淋量，对浮动刹车盘进行喷淋；启动电机，带动固定在法兰盘上的浮动刹车盘转动，当电机达到指定速度后，电机停止转动，制动器对浮动刹车盘施加压力进行制动；在制动的过程中，速度传感器记录浮动刹车盘的转速，温度传感器记录浮动刹车盘受摩擦部位的表面温度；制动完成后，制动器松开，位移传感器对浮动刹车盘的变形进行测量；
步骤三：重复步骤二，对浮动刹车盘进行一万次测试，在一万次的测试过程中，只要出现以下情况之一，便可认为检测不合格，反之则合格：
①浮动刹车盘的变形超过浮动刹车盘厚度的10％；
②对于不同的浮动刹车盘转速，制动器从开始制动到结束制动，这段制动时间超过对应的参考值。
带环境模拟的浮动刹车盘性能测试方法，通过使用带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置，能够模拟浮动刹车盘真实的工作情景，对刹车过程中的浮动刹车盘的温度、速度以及变形进行实时测量，通过对这些测量参数的处理与判断，有效测试了浮动刹车盘的性能，从而能够对浮动刹车盘是否合格进行判别。
附图说明
图1为本发明带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置的正视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图2中椭圆B内的结构放大图；
图4为图1中圆圈C内的结构放大图；
图5为图3中圆圈D内的结构放大图；
附图中的标记为：1-机体；2-电机；3-传动轴；4-轴承；5-扭矩传感器；6-飞轮；7-法兰盘；8-环境模拟箱、801-透明玻璃；9-制动器、901-摩擦片；10-喷淋装置、1001-喷头、1002-储液槽、1003-搅拌器、1004-搅拌电机；11-位移传感器；12-温度传感器；13-速度传感器；14-温度控制装置、1401-温度调节器、1402-出气管、1403-进气管；15-带轮；16-浮动刹车盘。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式(包括实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：
参见图1-5，本发明的带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置，包括机体1，所述机体1上安装有电机2，所述电机2与传动轴3形成传动结构，所述传动轴3通过轴承4安装在机体1上，所述传动轴3上安装有扭矩传感器5，所述传动轴一端安装有飞轮6(本实施例中，飞轮的转动惯量为1.43kg·m2)，另一端安装有法兰盘7，所述法兰盘7用来固定浮动刹车盘16；所述法兰盘7设置在环境模拟箱8中，所述环境模拟箱8中对应设置有制动器9和喷淋装置10，所述制动器9设置在法兰盘7的下方，所述制动器9旁对应设有位移传感器11、温度传感器12以及速度传感器13，所述环境模拟箱8的外部与温度控制装置14相连。
在本实施例中，所述电机2与传动轴3通过带轮14传动。通过带轮15传动，使得电机2与传动轴3之间的传动平稳、噪音低、振动低。
在本实施例中，所述制动器9为盘式制动器，制动器9中对称设有摩擦片901。盘式制动器中对称设有摩擦片901，能够真实模拟出浮动刹车盘16摩擦制动时的状况。
在本实施例中，所述位移传感器11为对称设置的激光振动位移传感器。对称设置的激光振动位移传感器能够精准地测量出浮动刹车盘16测试过程中的位移，对浮动刹车盘16的变形进行记录。
在本实施例中，所述喷淋装置10包括喷头1001、储液槽1002、搅拌器1003以及搅拌电机1004，所述喷头1001与储液槽1002相连，所述喷头1001位于制动器9的上方，所述搅拌器1003设置在储液槽1002中，所述搅拌电机10004与搅拌器1003连接。喷淋装置10包括喷头1001、储液槽1002、搅拌器1003以及搅拌电机1004，结构简单，搅拌器1003对储液槽1002中的泥水和沙砾混合物进行搅拌，再通过喷口1001将混合物喷淋在浮动刹车盘16上，能够有效模拟浮动刹车盘16工作时的实际状况。
在本实施例中，所述温度控制装置14包括温度调节器1401，所述温度调节器1401一端连有出气管1402，一端连有进气管1403，所述出气管1402与进气管1403与环境模拟箱8相连。温度控制装置14包括温度调节器1401、出气管1402以及进气管1403，温度调节器1401对进气管1403中输入的气体进行温度调节，达到指定温度后，再通过出气管1402输出到环境模拟箱8中，能够简单有效地对环境模拟箱8中空气的温度进行调节。
在本实施例中，所述环境模拟箱8的侧面安装有透明玻璃801。通过透明玻璃801，能够实时观测环境模拟箱8内的测试状况。
以下结合上述实施例中检测装置的一个具体应用(检测方法)对本发明的技术方案作进一步说明。
带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试方法，该方法是使用带环境模拟箱的浮动刹车盘性能测试装置进行检测，检测过程如下：
步骤一：对生产出来的浮动刹车盘16产品进行分批次抽检，浮动刹车盘16的厚度为4mm，浮动刹车盘16的半径为50mm，将抽检出的浮动刹车盘16固定在法兰盘7上，设置浮动刹车盘16的转速为40r/min，然后通过温度控制装置12调节环境模拟箱8内的温度为30℃，同时在喷淋装置10中倒入泥水与沙砾的混合物；
步骤二：当环境模拟箱8内的温度达到30℃后，通过喷淋装置10调节泥水与沙砾的混合物的喷淋量，喷淋量为250mL/min，对浮动刹车盘16进行喷淋；启动电机2，带动固定在法兰盘7上的浮动刹车盘16转动，当电机2达到40r/min后，电机2停止转动，制动器9对浮动刹车盘16施加压力进行制动，施加的压力恒定为400N；在制动的过程中，速度传感器13记录浮动刹车盘16的转速，温度传感器12记录浮动刹车盘16受摩擦部位的表面温度；制动完成后，制动器9松开，位移传感器12对浮动刹车盘16的变形进行测量；
步骤三：重复步骤二，对浮动刹车盘16进行一万次测试，在一万次的测试过程中，只要出现以下情况之一，便可认为检测不合格，反之则合格：
①浮动刹车盘16的变形超过浮动刹车盘厚度的10％；
②对于不同的浮动刹车盘转速，制动器9从开始制动到结束制动，这段制动时间超过对应的参考值。
参考国家标准GB/T 20073-2018中的摩托车和轻便摩托车制动性能要求及实验方法，结合本装置的实际情况进行换算，上述应用案例的检测方法中，确定的浮动刹车盘在不同转速下的制动时间对应的参考值如下表所示：
表1不同浮动刹车盘转速下的制动时间参考值
需要指出的是，本申请的测试装置并不限于按照上述方法对浮动刹车盘进行测试(上述本申请的方法仅仅是一个应用案例)，也可以根据相关技术要求按照其它方法对刹车盘进行测试。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。