一种制动闸片剩余厚度的检测装置的制作方法

1.本发明涉及检测装置技术领域，具体是涉及一种制动闸片剩余厚度的检测装置。


背景技术：

2.列车的基础制动系统在整个制动过程中有着不可或缺的作用，特别在列车电制动失效的情况下，基础制动将会成为唯一的制动方式，根据相关标准，制动闸片剩余厚度到限制继续使用的话，基础制动可能失效，无法保证列车的安全运行，因此“闸片制动后剩余厚度”是评估列车基础制动性能能否正常工作的非常重要的指标。
3.现行的闸片剩余厚度检测往往只能通过在检修时将闸片拆下，然后再人工进行测量，最后重新安装。虽然通过这种方式能得到较为精确的闸片剩余厚度的结果数据，但是明显需要十分巨大的人力、物力以及时间等相关资源，并且重新安装时需要再次控制预紧力的大小，且需要验证能否成功夹紧制动盘进行制动，其次，加装过程会在一定程度上减少所使用的螺栓寿命，从而降低整个制动闸片的使用寿命。此外，根据相关报告显示，针对列车进行制动时到达基础制动的过程每个闸片是否确切的贴合制动盘进行制动，目前仍无有效的检测手段，进而也无法及时修复，加剧了其余制动闸片的磨耗量，更影响了这些制动闸片与制动盘的温升情况，最终致使制动闸片与制动盘无法统一同步更换，影响了整车安全性。且在部分制动闸片未能贴合制动盘时极大的浪费了气缸的制动气压。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种制动闸片剩余厚度的检测装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够进行制动闸片剩余厚度的原位检测，且检测效率高。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供了一种制动闸片剩余厚度的检测装置，包括安装壳、驱动元件和测距杆，所述安装壳的一侧外壁用于安装在制动闸片的背板上，且所述安装壳上用于靠近制动盘的一侧壁上开设有伸出孔，所述驱动元件安装在所述安装壳内，且所述驱动元件的输出轴与所述测距杆的一端传动连接，所述驱动元件能够带动所述测距杆经所述伸出孔伸出所述安装壳至所述测距杆的端部抵住制动盘。
7.优选地，所述测距杆的外壁上设有螺纹，所述伸出孔的内壁设有螺纹，所述测距杆与所述伸出孔螺纹连接，所述驱动元件滑动连接于所述安装壳内，且所述驱动元件能够带动所述测距杆转动，并使所述测距杆带动所述驱动元件向靠近或远离所述制动盘的方向滑动。
8.优选地，所述安装壳的内底面上固定有滑槽，所述滑槽内滑动连接一导轨架，所述驱动元件安装在所述导轨架上，所述驱动元件能够跟随所述导轨架沿所述滑槽滑动。
9.优选地，所述导轨架上还固定有光电计数器，所述安装壳的内壁上固定一发光元件，所述光电计数器能够接收所述发光元件发出的光线，所述光电计数器固定在所述导轨架上用于靠近制动盘的一端，所述测距杆的外壁上固定有至少一个遮光片，所述发光元件
和所述光电计数器分别位于所述遮光片的两侧，所述测距杆能够带动所述遮光片转动，并使所述遮光片转动至阻挡所述光电计数器接收所述发光元件发出的光。
10.优选地，所述导轨架上还固定有支架，所述支架固定于所述驱动元件和所述光电计数器之间，所述支架的上端开设有安装孔，所述安装孔内转动安装一传动组件，所述测距杆的一端与所述驱动元件的输出轴通过所述传动组件传动连接。
11.优选地，所述传动组件包括左卡接件、右卡接件和轴承，所述左卡接件固定套设于所述驱动元件的输出轴上，所述右卡接件固定套设于所述测距杆的外周，且所述左卡接件和所述右卡接件能够啮合，所述轴承同轴套设于所述右卡接件的外周，且所述右卡接件能够在所述轴承内转动。
12.优选地，所述驱动元件上远离所述测距杆的一端固定有弹性元件，所述弹性元件上远离所述驱动元件的一端固定在所述导轨架内壁，所述驱动元件滑动连接于所述导轨架上，所述导轨架上固定有限位开关，所述驱动元件和所述光电计数器均与所述限位开关电连接，初始状态下，所述导轨架上远离所述光电计数器的一端接触所述安装壳的内壁，且所述弹性元件处于压缩状态。
13.优选地，所述左卡接件上靠近所述右卡接件的一端固定有一圈左棘齿，所述右卡接件上靠近所述左卡接件的一端固定有一圈右棘齿；所述驱动元件在所述弹性元件的推动下朝向所述左棘齿和所述右棘齿有分离趋势的方向转动时，所述左卡接件和所述右卡接件始终贴合并同步转动，并带动所述测距杆伸出所述伸出孔；当所述测距杆接触制动盘，所述右卡接件无法转动，所述左卡接件继续转动并在所述右棘齿的斜坡齿面的作用下带动所述驱动元件向压缩所述弹性元件的方向移动，所述弹性元件被压缩至最短距离时，所述驱动元件能够触碰所述限位开关，并通过所述限位开关控制所述驱动元件停机，同时所述限位开关控制所述光电计数器输出计数信息；所述驱动元件朝向所述左棘齿和所述右棘齿卡接的方向转动时，能够带动所述左卡接件和所述右卡接件卡接并同步转动，并带动所述测距杆向远离制动盘的方向移动至所述导轨架上远离所述光电计数器的一端接触所述安装壳内壁，且所述测距杆上远离所述驱动元件的一端接触所述伸出孔，同时所述光电计数器输出计数信息。
14.优选地，所述安装壳在用于与制动闸片背板固定的外壁上固定有隔热垫片，所述隔热垫片用于防止制动闸片背板上的热量传递至所述安装壳上。
15.优选地，所述驱动元件为电动机。
16.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
17.本发明提供的制动闸片剩余厚度的检测装置，安装壳上用于靠近制动盘的一侧壁上开设有伸出孔，驱动元件安装在安装壳内，且驱动元件的输出轴与测距杆的一端传动连接，驱动元件能够带动测距杆经伸出孔伸出安装壳至测距杆的端部抵住制动盘，进而通过测量测距杆伸出的长度，再减去背板的厚度，即得到制动闸片的剩余厚度，实现制动闸片剩余厚度的测量，安装壳的一侧外壁用于安装在制动闸片的背板上，进而便于对制动闸片进行原位测量，无需将制动闸片拆下，避免重复拆装制动闸片造成的螺栓磨损，以及再次安装时制动闸片与制动盘的不完全贴合加快磨损速度、影响制动效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明提供的制动闸片剩余厚度的检测装置的结构示意图；
20.图2是图1中制动闸片剩余厚度的主视图；
21.图3是本发明提供的制动闸片剩余厚度的检测装置中左卡接件与右卡接件的结构示意图；
22.图4是本发明提供的制动闸片剩余厚度的检测装置工作时的流程图；
23.图中：100
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制动闸片剩余厚度的检测装置，1
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安装壳，2
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遮光片，3
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测距杆，4
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支架，5
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轴承，6
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左卡接件，7
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驱动元件，8
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导轨架，9
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隔热垫片，10
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光电计数器，11
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弹性元件，12
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右卡接件，13
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左棘齿，14
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右棘齿。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明的目的是提供一种制动闸片剩余厚度的检测装置，以解决现有的制动闸片剩余厚度的检测需要将制动闸片拆下，检测不方便，且多次拆装影响使用寿命的技术问题。
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.如图1
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图2所示，本发明提供一种制动闸片剩余厚度的检测装置100，用于对制动闸片进行原位测量，包括安装壳1、驱动元件7和测距杆3，安装壳1上用于靠近制动盘的一侧壁上开设有伸出孔，驱动元件7安装在安装壳1内，且驱动元件7的输出轴与测距杆3的一端传动连接，驱动元件7能够带动测距杆3经伸出孔伸出安装壳1至测距杆3的端部抵住制动盘，进而通过测量测距杆3伸出的长度，再减去背板的厚度，即得到制动闸片的剩余厚度，实现制动闸片剩余厚度的测量，安装壳1的一侧外壁用于安装在制动闸片的背板上，进而便于对制动闸片进行原位测量，无需将制动闸片拆下，避免重复拆装制动闸片造成的螺栓磨损，以及再次安装时制动闸片与制动盘的不完全贴合加快磨损速度、影响制动效果。
28.具体地，测距杆3的外壁上设有螺纹，伸出孔的内壁设有螺纹，测距杆3与伸出孔螺纹连接，进而在通过伸出孔的内壁对测距杆3进行支撑的同时，还通过螺纹连接实现测距杆3的转动和轴向移动，驱动元件7滑动连接于安装壳1内，当驱动元件7驱动测距杆3转动时，由于测距杆3与伸出孔螺纹连接，使得测距杆3向伸出安装壳1的方向移动，进而带动驱动元件7向靠近或远离制动盘的方向滑动，以便对制动闸片剩余厚度的测量。
29.安装壳1的内底面上固定有滑槽，滑槽内滑动连接一导轨架8，驱动元件7安装在导轨架8上，驱动元件7能够跟随导轨架8沿滑槽滑动，起到了对移动的各零件的轴向定位功能，也减小了驱动元件7和测距杆3的工作阻力，降低了能源消耗。
30.导轨架8上还固定有光电计数器10，安装壳1的内壁上固定一发光元件，光电计数器10能够接收发光元件发出的光线，光电计数器10固定在导轨架8上用于靠近制动盘的一端，进而避免驱动元件7影响光电计数器10对光的接收，测距杆3的外壁上固定有至少一个遮光片2，且各遮光片2固定在测距杆3周向的不同位置，优选地，遮光片2的数量为两个，发光元件和光电计数器10分别位于遮光片2的两侧，测距杆3能够带动遮光片2转动，并使遮光片2转动至阻挡光电计数器10接收发光元件发出的光，进而使得遮光片2遮一次光，光电计数器10便计一个数，通过光电计数器10的最终读数配合测距杆3外周的遮光片2的个数，以及测距杆3外周的螺纹导程计算得出测距杆3的伸出长度，进而得到制动闸片的剩余厚度。
31.导轨架8上还固定有支架4，支架4固定于驱动元件7和光电计数器10之间，支架4的上端开设有安装孔，安装孔内转动安装一传动组件，测距杆3的一端与驱动元件7的输出轴通过传动组件传动连接，通过支架4对传动组件进行安装与支撑，进而实现驱动元件7输出轴与测距杆3的连接，以便于驱动元件7对测距杆3的稳定驱动。
32.如图3所示，传动组件包括左卡接件6、右卡接件12和轴承5，优选地，左卡接件6和右卡接件12均为棘轮，且两个棘轮上的棘齿能够啮合，左卡接件6固定套设于驱动元件7的输出轴上，且左卡接件6能够跟随驱动元件7的输出轴同步转动，右卡接件12固定套设于测距杆3的外周，且右卡接件12能够和测距杆3同步转动，左卡接件6和右卡接件12能够啮合，轴承5同轴套设于右卡接件12的外周，且右卡接件12能够在轴承5内转动，进而在保证对传动组件的支撑的前提下，还不会影响传动组件的转动。
33.驱动元件7上远离测距杆3的一端固定有弹性元件11，弹性元件11上远离驱动元件7的一端固定在导轨架8内壁，驱动元件7滑动连接于导轨架8上，导轨架8上固定有限位开关，驱动元件7和光电计数器10均与限位开关电连接，进而能够通过限位开关控制驱动元件7的开启或关闭，以及通过限位开关控制光电计数器10的开闭和数据输出，初始状态下，导轨架8上远离光电计数器10的一端接触安装壳1的内壁，且弹性元件11处于压缩状态，便于通过弹性元件11的弹性恢复力挤压左卡接件6，使左卡接件6与右卡接件12贴合，同时测距杆3上远离驱动元件7的一端接触伸出孔，进而便于各元件的复位。
34.左卡接件6上靠近右卡接件12的一端固定有一圈左棘齿13，右卡接件12上靠近左卡接件6的一端固定有一圈右棘齿14；驱动元件7在弹性元件11的推动下朝向左棘齿13和右棘齿14有分离趋势的方向转动时，左卡接件6和右卡接件12在挤压力和摩擦力的作用下始终贴合并同步转动，进而实现驱动元件7带动左卡接件6转动，左卡接件6右卡接件12转动，右卡接件12带动测距杆3转动，并使测距杆3伸出伸出孔，同时驱动元件7也被带动向靠近伸出孔的方向移动；当测距杆3接触制动盘，测距杆3和右卡接件12在制动盘的限制下无法转动，左卡接件6继续转动并在右棘齿14的斜坡齿面的作用下带动驱动元件7向压缩弹性元件11的方向移动，即在此过程中，左卡接件6的齿顶自右卡接件12的齿根移动至右卡接件12的齿顶处，且左卡接件6和右卡接件12始终不脱离，弹性元件11被压缩至最短距离时，驱动元件7移动至触碰限位开关，并通过限位开关控制驱动元件7停机，同时限位开关控制光电计数器10输出计数信息，进而通过计算得出测距杆3的旋出长度，最终得到制动闸片的剩余厚度，实现第一次测量；驱动元件7朝向左棘齿13和右棘齿14卡接的方向转动时，即驱动元件7朝向与初始转动方向相反的方向转动时，能够带动左卡接件6和右卡接件12卡接(即左卡接件6和右卡接件12的棘齿啮合)并同步转动，进而带动测距杆3向远离制动盘的方向移动至
导轨架8上远离光电计数器10的一端接触安装壳1内壁，且测距杆3上远离驱动元件7的一端接触伸出孔，实现测距杆3的复位，同时光电计数器10输出计数信息，进而通过计数值等数据计算得出测距杆3回程时的长度，将两次长度通过加权平均法计算得出较精确的制动闸片的剩余厚度，实现第二次测量。优选地，如图4所示，上述计算方法可直接通过电脑程序进行，进而将计算得到的制动闸片的剩余厚度与初始厚度值以及上次测量值进行对比，以便于提高测量结果的准确性，以及对剩余厚度的实时监测，上述测距过程较快，且操作方便，因此本领域技术人员可进行多次测量，以保证测量结果的准确性。在此过程中，弹性元件11既可以提供缓冲保护功能，又能够实现驱动元件7的复位，以便于下一次测量使用。优选地，弹性元件11为弹簧。
35.安装壳1在用于与制动闸片背板固定的外壁上固定有隔热垫片9，隔热垫片9用于防止制动闸片背板上的热量传递至安装壳1上，进而防止制动过程中产生的热量传递至光电计数器10，影响计数准确性，进而影响对制动闸片剩余厚度的测量。
36.驱动元件7为电动机。
37.在第一次测量完成后，利用光电计数器10的最终读数n1，测距杆3外周的遮光片2的个数w，以及测距杆3外周的螺纹导程l计算得出测距杆3的推进距离s1：
[0038][0039]
在第二次测量完成后，利用光电计数器10的最终读数n2，测距杆3外周的遮光片2的个数w，以及测距杆3外周的螺纹导程l计算得出测距杆3的退回距离s2：
[0040][0041]
利用加权平均法计算制动闸片的剩余厚度d：
[0042]
d＝a1s1 a2s2[0043]
制动闸片的磨损量d
i
：
[0044]
d
i
＝s
‑
(a1s1 a2s2)
[0045]
其中，s为制动闸片的初始厚度；a1、a2为多次试验后所得参数，且a1 a2＝1。由于在测量过程中，遮光片2可能出现转动了一定角度，但是还没到达计数器的位置，所以就检测不到，容易有误差，a1和a2为多次测量为保证准确性的参数。
[0046]
除此以外，利用本发明提供的制动闸片剩余厚度的检测装置100还能够检测制动闸片是否成功贴合制动盘，包括以下两种方法：
[0047]
①
由于制动闸片其生产工艺或各个零部件的型号不同导致不同型号的闸片最终厚度也不尽相同，所以在使用时用户需输入其所检测的制动闸片的初始厚度或通过选定系统数据库已经储存好的典型型号。待装配后的第一次制动完成时，得出的测距结果在系统中会自动与用户输入的初始厚度进行比较，一旦大于初始厚度值系统将立即判断制动闸片与制动盘的贴合状态是否达标并根据结果向用户发出警告。
[0048]
②
由于列车在正式运营后，并不会频繁更换运行线路，在线路状况不改变的情况下，其制动闸片在一次制动后磨耗量的也相对固定，此时系统将会逐渐拟合出其磨耗曲线与剩余厚度曲线，如果在一次或几次测距后其剩余厚度值与理论预估值对比后有明显较大的差异，系统将会向用户警报并详细记录其测距数据；在几次测距后制动闸片剩余厚度值
变化幅度小于规定范围，系统将会判断制动闸片与制动盘的贴合状态是否达标并根据结果向用户发出警告。
[0049]
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。