一种制动部件的可靠性测试设备及可靠性测试方法

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，具体涉及一种制动部件的可靠性测试设备及可靠性测试方法。

背景技术

铁路车辆在运行过程中处于振动状态，车辆制动部件也不可避免地随之振动，长时间在这种运用环境下工作，制动部件的可靠性就显得尤为重要。因此，为保证制动部件的使用寿命，运用环境对制动部件寿命影响的评估是制动部件研发过程中不可或缺的环节。

目前，制动部件研发过程中一般进行常规性能、高低温及静态耐久等形式试验，但缺少对于制动部件在振动状态下的可靠性试验。

而如何对制动部件进行可靠性测试，能够结合制动部件在真实工作状态下的振动工况，以保证制动部件在运用环境下工作的可靠性，辅助产品的研发并确保研发产品的使用寿命，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制动部件的可靠性测试设备及可靠性测试方法，能够结合制动部件在真实工作状态下的振动工况，以保证制动部件在运用环境下工作的性能，辅助产品的研发并确保研发产品的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种制动部件的可靠性测试设备，其包括制动控制装置和振动装置；所述振动装置包括振动控制器和试验台，待测的制动部件能够固定于所述试验台，所述振动控制器能够根据预设振动状态控制所述试验台对所述制动部件施加振动，以使所述制动部件达到预设振动状态；所述制动控制装置包括制动控制器和制动测试机构，所述制动测试机构包括多个分别与制动系统的各部件对应的测试单元，各所述测试单元之间能够通过软管连接，且所述制动部件能够连接于所述制动测试机构，所述制动控制器能够控制所述制动测试机构进入制动状态，并根据所述制动部件的制动状态信息判断其可靠性是否合格。

振动装置能够模拟待测的制动部件的实际运用状态使其在测试过程中产生振动，制动控制装置能够对处于预设振动状态的制动部件的可靠性进行测试，并根据测试结果判断待测制动部件的制动可靠性是否合格，通过该可靠性测试设备测得的结果是结合制动部件在实际运用状态下的振动工况的结果，准确度更高，通过该振动测试装置在产品研发阶段对制动部件进行测试，以保证产品的性能和稳定性，进而保证产品的使用寿命。

可选地，所述振动装置还包括设于所述制动部件的第一加速度检测单元，所述振动控制器与所述第一加速度检测单元连接并根据所述第一加速度检测单元实时监测所述制动部件的振动信息，所述振动控制器能够根据所述制动部件的振动信息以及所述预设振动状态控制所述试验台，调节所述试验台对所述制动部件所施加的振动，直至所述振动信息满足所述预设振动状态。

可选地，所述振动装置还包括固定部件以及设于所述固定部件的第二加速度检测单元，所述固定部件用于将所述制动部件固定于所述试验台，所述第二加速度检测单元与所述振动控制器连接，所述振动控制器能够通过所述第二加速度检测单元获取所述固定部件的振动信息。

可选地，所述制动控制机构包括控制管路以及多个测试部，各所述测试部并联并分别与所述控制管路连通，且各所述测试部与所述控制管路之间分别设有通断阀；各所述测试部分别集成有至少一个所述测试单元。

可选地，至少部分所述测试单元所在位置能够形成与其对应的制动部件的测试位，所述制动部件能够安装于与其对应的所述测试位。

可选地，所述控制管路还开设有测试接口，所述测试部还包括开设于所述测试接口的第五通断阀，所述制动部件能够与所述测试接口连接。

可选地，所述测试部包括控制阀模块，所述控制阀模块的测试单元包括控制阀、加速缓解风缸和副风缸，所述控制阀与所述控制管路连接并设有第一通断阀，所述加速缓解风缸和所述副风缸分别与所述控制阀通过软管连接。

可选地，所述测试部还包括制动缸模块，所述制动缸模块的测试单元包括制动缸，所述制动缸和所述控制管路连接并设有第二通断阀；所述制动缸和所述控制阀之间通过软管连接并设有第四通断阀。

可选地，所述测试部还包括空重车模块，所述空重车模块的测试单元包括限压阀、测重机构和降压风缸，所述限压阀与所述控制管路连接并设有第三通断阀。

本发明还提供了一种制动部件的可靠性测试方法，其包括如下步骤：

S1：对待测的制动部件施加振动，使其符合预设振动状态；

S2：对符合预设振动状态的制动部件进行制动测试，并实时监测制动部件的第一制动状态信息；

S3：判断所述第一制动状态信息是否满足第一预设要求，若所述第一制动状态信息不满足所述第一预设要求，则在做相应的改进后更换新的制动部件并重新进行步骤S1，若所述第一制动状态信息满足所述第一预设要求，则所述制动部件的制动性能合格。

在对待测制动部件进行可靠性测试时，制动部件是在模拟实际运用状态下的振动状态，通过该制动部件的可靠性测试方法对制动部件进行测试，性能测试结果更接近实际工况，从而可辅助制动产品的研发，确保研发产品的制动性能。

可选地，在步骤S3之后还包括步骤S4：重复步骤S1-S3至预设次数且所述第一制动状态信息满足所述第一预设要求后，检测所述制动部件的第二制动状态信息，并判断所述第二制动状态信息是否满足第二预设要求，若所述第二制动状态信息不满足所述第二预设要求，则在做相应的改进后更换新的制动部件并重新进行步骤S1，若所述第二制动状态信息满足所述第二预设要求，则所述制动部件的稳定性合格。

可选地，所述制动部件设有第一加速度检测单元，所述第一加速度检测单元用于检测所述制动部件的振动信息，所述振动装置能够根据所述预设振动状态和所述振动信息，实时调节所述制动部件的振动情况，以使所述振动信息符合所述预设振动状态。

可选地，所述预设振动状态为实测工况或标准工况。

附图说明

图1-图4是本发明实施例所提供的制动部件的可靠性测试设备的结构示意图；

图5是制动测试机构的结构示意图；

图6是制动部件的可靠性测试方法的流程图。

附图1-6中，附图标记说明如下：

100-制动控制装置，110-制动控制器，120-制动测试机构；

1-控制管路，11-测试接口，12-开关阀，13-连接入口；

21-第二通断阀，22-第一通断阀，23-第三通断阀，24-第四通断阀，25-第五通断阀；

3-控制阀模块，31-控制阀，32-加速缓解风缸，33-副风缸；

4-制动缸模块，41-制动缸；

5-空重车模块，51-限压阀，52-测重机构，53-降压风缸；

200-振动装置，210-振动控制器，220-试验台，230-固定部件，240-试验工装；

300-软管；

400-制动部件；

500-闸调器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例提供了一种制动部件的可靠性测试设备，如图1-4所示，该可靠性测试设备包括制动控制装置100和振动装置200，其中，振动装置200能够模拟待测的制动部件400的实际运用状态使其在测试过程中产生振动，制动控制装置100能够对处于预设振动状态的制动部件400的可靠性(具体包括制动性能和长期运用稳定性)进行测试，并根据测试结果判断待测制动部件400的制动可靠性是否合格，通过该振动测试装置在产品研发阶段对制动部件400进行测试，以保证产品的可靠性和使用寿命。

具体的，如图1-4所示，振动装置200包括振动控制器210和试验台220，其中，待测的制动部件400能够固定于试验台220，振动控制器210能够根据预设振动状态控制试验台220对制动部件400施加振动，使得制动部件400达到预设振动状态，再现制动部件运用环境状态。其中，预设振动状态为待测制动部件400在实际运用状态下可能产生的振动情况，具体可以是实测工况也可以是标准工况，振动装置200根据该预设振动状态模拟待测的制动部件400的实际运用工况下的振动情况，以保证制动控制装置100测试结果是准确性。

具体的，制动控制装置100包括制动控制器110和制动测试机构120，制动测试机构120包括多个分别与制动系统的各部件(制动部件)对应的测试单元，各测试部并联设置并分别与控制管路1连通，且待测的制动部件400能够连接于制动测试机构120内，制动控制器110能够控制制动测试机构120进入制动状态，并根据制动部件400的制动状态信息判断其可靠性是否合格。

也就是说，本实施例中，在对各待测的制动部件400进行可靠性测试时，制动部件400固定于振动装置200的试验台220并通过软管连接于制动控制装置100的制动测试机构120内。通过该可靠性测试设备测得的制动部件400的性能和长期运用稳定性结果是结合制动部件400在实际运用状态下的振动工况的结果，准确度更高，通过该可靠性测试设备辅助产品的研发，确保研发产品的使用寿命。

在上述实施例中，振动装置200还包括设于制动部件400的第一加速度检测单元，振动控制器210与第一加速度检测单元连接，并通过第一加速度检测单元实时监测制动部件400的振动信息，振动控制器210可通过制动部件400的振动信息和上述预设振动状态控制试验台220调节对制动部件400的作用，以实时调节制动部件400的振动情况，使得第一加速度检测单元所检测的振动信息满足预设振动状态，如此可形成一个调节闭环，振动装置200实时监测并调节制动部件400的振动情况，以使制动部件400的振动情况符合预设振动状态，如此设置，对于振动情况有变化的预设振动状态来说，能够保证制动部件400在进行制动可靠性测试时，能够提高模拟实际运用状态的准确性，进而保证制动可靠性测试的准确性。

进一步的，振动装置200还包括固定部件230和第二加速度检测单元，其中，固定部件230用于将制动部件400与试验台220固定，第二加速度检测单元与固定部件230连接，用于检测固定部件230的振动信息，具体的，本实施例中，对于该固定部件230的具体结构并不做限制，如可将其设置为夹紧结构或磁力结构均可。振动控制器210与该第二加速度检测单元连接，并通过该第二加速度检测单元实时监测固定部件230的振动信息。制动部件400通过固定部件230固定，因此，理论上，制动部件400和固定部件230的振动信息应当一致，即第二加速度检测单元所检测的固定部件230的振动信息与第一加速度检测单元所检测的制动部件400的振动信息应该是一致的，振动控制器210通过任一振动信息和预设振动状态控制试验台220均可，而设置两个加速度检测单元分别检测制动部件400和固定部件230的振动信息时，振动控制器210能够根据两个加速度检测单元的检测结果监测是否发生异常，若两个加速度检测单元的监测结果相差较大，则说明发生异常，可及时停止并检查，保证检测结果的可靠性。

在上述实施例中，制动控制机构包括制动管路和多个测试部，其中，控制管路1的一端设有连接入口13并与制动控制器110连接，各测试部并联并分别与控制管路1连通，且各测试部与控制管路1之间分别设有通断阀；各测试部分别集成有至少一个上述测试单元。也就是说，将制动控制机构的各测试单元模块化，并且各模块与控制管路1之间分别设有通断阀，如此一来，各测试部之间可实现快速切换、组合，以满足各类制动部件400的测试需求，同时，由于模块化设置还能够使得该性能测试机构的使用更为灵活。

各测试部分别通过通断阀与控制管路1连通，具体可根据制动部件400的实际运用中的连接位置，选择性的启闭各通断阀，在对制动部件400进行性能测试时，根据制动部件400在实际运用状态的连接位置，将其连接于相应的测试部，然后将与该制动部件400有连接的测试部的通断阀开启(其余测试部的通断阀保持关闭状态)，此时，该制动部件400的连接状态与其实际运用工况下的连接状态相同，然后制动控制器110可通过控制管路1对该制动部件400进行制动可靠性测试。

具体的，制动控制器110如何通过控制管路1对各测试单元进行制动操作，并根据对制动部件400的检测结果判断其是否合格，对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

在上述实施例中，对于制动部件400如何连接于测试部并不做限制，本实施例中，提供了如下两种连接方式：

第一种连接方式：至少部分测试单元所在位置能够形成与其对应的制动部件400的测试位，制动部件400能够安装于与其对应的测试位，当需要对这些制动部件400进行制动可靠性测试时，可将制动部件400安装于对应的测试位即可对其进行制动可靠性测试；

第二种连接方式：测试部还包括开设于制动管路的测试接口11，该测试接口11还设有第五通断阀25，也就是说，该测试接口11与上述各测试部并联，并且测试接口11设有第五通断阀25，待测的制动部件400能够与测试接口11连接以实现制动可靠性测试。

也就是说，对于同一制动部件400，若有与其对应的测试单元，可将其与测试接口11连接以实现制动性能测试，也可以将其安装于对应的测试位以对其进行制动性能测试均可，该测试接口11的设置，能够减少测试部的数量，减少测试单元的数量，从而简化该性能测试机构的整体结构。

当制动部件为制动缸41、脱轨阀和储风缸等部件时，可将制动部件连接于测试接口11，将各通断阀关闭，制动控制器通过控制管路1即可对上述各制动部件进行可靠性测试。

在上述实施例中，测试部包括控制阀模块3，该控制阀模块3的测试单元包括控制阀31、加速缓解风缸32和副风缸33等，控制阀31与控制管路1连接并在二者之间设有第一通断阀22，加速缓解风缸32和副风缸33分别与控制阀31的对应接口通过软管300连接，用于存储动作过程中的压力空气。当对制动缸41、脱轨阀和储风缸等制动部件400进行制动性能测试时，可将制动部件400连接于测试接口11，将第一通断阀22开启，即可通过控制阀模块3对上述各制动部件400进行可靠性测试。

进一步的，测试部还包括制动缸模块4，该制动缸模块4的测试单元包括制动缸41，该制动缸41控制管路1连接并设有第二通断阀21，并且制动缸41与控制阀31连接并设有第四通断阀24。制动缸41能够选择性地分别接受控制管路1、控制阀模块3的压力空气，产生相应地动作，进行可靠性试验。

当待测的制动部件400为控制阀31时，如图1所示，控制阀模块3内的控制阀31为待测的制动部件400，将控制阀31固定于试验台220后，通过软管300将副风缸33、加速缓解风缸32、制动缸41的储风缸等连接，并与控制阀31对应接口连接，开启第一通断阀22和第四通断阀24，关闭其余通断阀和第五通断阀25，控制阀模块3与控制管路1连通，测试过程中，制动控制器110通过控制管路1与该控制阀31对应的接口连接，并控制控制管路1内的空气压力变化，使控制阀31实现各工况动作，使压力空气在副风缸33、加速缓解风缸32和制动缸模块4之间流动，通过传感器采集控制阀31的制动状态信息并判断该控制阀31的可靠性是否合格。

对制动缸41进行测试时，可以将待测的制动缸41连接于制动缸模块4内，开启第二通断阀21并关闭其余通断阀和第五通断阀25，或者，还可以将待测的制动缸41连接于测试接口11，开启第五通断阀25并关闭各通断阀，制动控制器110通过控制管路1即可实现对该制动缸41的性能测试。具体的，如图2所示，将待测的制动缸41固定于试验台220，同时将试验工装240一起固设于试验台220，该试验工装240能够限制制动缸41的活塞杆的伸出位移，使制动缸41与运用状态安装位置一致，制动控制器110通过控制管路1控制制动压力输出，充入制动缸41，制动缸41活塞杆推出将空气压力转化为推力，活塞杆行程通过试验工装240按需要调整，通过传感器采集数据对制动缸41可靠性进行评估。

在上述实施例中，测试部还包括空重车模块5，该空重车模块5的测试单元包括限压阀51、测重机构52和降压风缸53，限压阀51与控制管路1连接并设有第三通断阀23。当待测的制动部件400为限压阀51和侧重机构时，如图3所示，将限压阀51和侧重机构通过固定部件230固定于试验台220上，与运用状态安装位置一致，开启第二通断阀21和第三通断阀23，测重机构52、限压阀51、制动缸41的储风缸等之间通过软管300连接，制动控制器110通过控制管路1与控制阀31制动压力输出管路连接，控制制动压力输出，试验工装240上设置无级调整测重机构52状态的装置，使控制阀31实现各工况动作，通过传感器采集数据对限压阀51和测重机构52可靠性进行评估。

再以制动部件400为闸调器500为例，如图4所示，试验台220上的试验工装240设置前制动杠杆(按比例缩短)及相应的支座、闸调器500的螺杆头端设置限位和间隙调整机构，设计为一体，将闸调器500安装在试验台220上并与测试接口11连接；制动缸41安装于地面的固定底座上，通过链连接为闸调器500的动作提供制动推力；配套试验台220架上安装控制阀31制动压力输出管路等，通过软管300与制动缸41对应接口连接。制动控制器110通过控制管路1控制制动压力输出，充入制动缸41，制动缸41将空气压力转化为推力通过柔性链连接传递到试验台220上的制动杠杆，使闸调器500动作，通过制动缸41行程、闸调器500螺杆长度测量对闸调器500可靠性进行评估。

在上述实施例中，控制管路1朝向制动控制器110的一端还设有开关阀12，当对该系统进行准备阶段时，可将该开关阀12关闭，以在完成准备阶段后，将开关阀12开启即可。

在上述实施例中，上述第一通断阀22、第二通断阀21、第三通断阀23和第四通断阀24均为球阀，当然，对于各通断阀不做限制，如还可以设置为电磁阀等均可，并且各通断阀可以相同也可以不同。同时，对于第五通断阀25和开关阀12的结构也不做限制，二者可以是同种阀部件也可以不同均可。

本发明实施例还提供了一种制动部件的可靠性测试方法，该制动部件的可靠性测试方法包括如下步骤：

S1：对待测的制动部件400施加振动，使其符合预设振动状态；

S2：对符合预设振动状态的制动部件400进行制动测试，并实时监测制动部件400的第一制动状态信息。

其中，预设振动状态是指制动部件400在实际运用状态下可能产生的振动情况，模拟待测的制动部件400处于真实运用状态，然后再进行制动可靠性测试，使得振动可靠性测试的结果是结合实际运用状态下的振动工况的结果，保证测试结果的准确性。

S3：判断第一制动状态信息是否满足第一预设要求，若第一制动状态信息不满足第一预设要求，则在做相应的改进后更换新的制动部件400并重新进行步骤S1，若第一制动状态信息满足第一预设要求，则制动部件400的制动性能合格。

实时根据制动部件400的第一制动状态信息对其性能进行判断，第一预设要求是指制动部件400在正常工作状态下制动性能指标，若第一制动状态信息不满足第一预设要求，则说明该制动部件400的制动性能不合格，对制动部件400进行相应的改进，并更换新的制动部件400后重新进行步骤S1，若第一制动状态信息满足上述第一预设要求，则说明该制动部件400的制动性能合格。

也就是说，本实施例中，在对待测制动部件400进行性能测试时，可通过振动装置200根据预设振动状态模拟待测制动部件400的真实运用场景，结合制动部件400在实际运用状态下的振动工况，对制动部件400进行性能试验，保证制动部件400在运用环境下的工作性能，辅助制动产品的研发，确保研发产品的制动性能。

具体的，结合上述制动部件400的性能测试系统来对本发明的各步骤进行详细说明。将待测的制动部件400安装于振动装置200的试验台220，通过固定部件230将制动部件400与试验台220固定，然后将制动部件400以及对应的测试单元之间通过软管300连接，步骤S1中，振动装置200的振动控制器210按照预设振动状态控制试验台220对制动部件400施加振动，使得制动部件400的振动情况符合预设振动状态，再现制动部件运用环境状态。步骤S2中，通过制动控制装置100控制使制动部件400进入制动状态，并实时监测该制动部件400的第一制动状态信息。步骤S3中制动控制装置100根据第一制动状态信息和第一预设要求判断该制动部件400的性能是否合格，若合格，则说明研发的产品性能达标，若不合格，则说明研发的产品性能未能达标，需进行相应的改进并重新进行测试。

在上述实施例中，如图6所示，在步骤S3之后还包括步骤S4：重复步骤S1-S3至预设次数且第一制动状态信息未超过第一预设要求后，检测制动部件400的第二制动状态信息，并判断第二制动状态信息是否满足第二预设要求，若第二制动状态信息不满足第二预设要求，则在做相应的改进后更换新的制动部件400并重新进行步骤S1，若第二制动状态信息满足第二预设要求，则制动部件400的稳定性合格。

步骤S4是对制动部件400的稳定性进行测试，具体的，步骤S1-S3是指制动部件400的一个测试循环，根据制动部件400的使用寿命的要求，需要进行预设次数的循环测试，并且在重复步骤S1-S3至预设次数的过程中，第一制动状态信息始终都满足第一预设要求，说明在单次测试循环内，制动部件400的性能合格，而在经过预设次数的测试循环之后，制动部件400的第二制动状态信息仍然满足第二预设要求，该制动部件400的稳定性即为合格。具体的，第一制动状态信息和第二制动状态信息可以部分相同、完全相同也可以完全不同均可，在此不做具体限制。

也就是说通过本实施例所提供的可靠性测试方法能够在模拟实际运用状况的条件下对制动部件的制动性能和稳定性进行测试，保证测试结果的准确性，能够辅助产品研发，保证产品的制动性能和使用寿命。

在上述实施例中，制动部件400设有第一加速度检测单元，该第一加速度检测单元用于实时监测制动部件400的振动信息，振动装置200能够根据预设振动状态和第一加速度检测单元的检测结果，实时调节制动部件400的振动情况，使得第一加速度检测单元所检测的振动信息满足预设振动状态，如此可形成一个调节闭环，振动装置200实时监测并调节制动部件400的振动情况，以使制动部件400的振动情况符合预设振动状态，如此设置，对于振动情况有变化的预设振动状态来说，能够保证制动部件在进行制动可靠性测试时，能够提高模拟实际运用状态的准确性，进而保证制动可靠性测试的准确性。

详细的讲，预设振动状态为实测工况或标准工况，具体的，实测工况为在与制动部件400对应的位置进行实测获得的时域加速度谱，标准工况可以设置为标准ASD能量谱等，将预设振动状态输入振动装置200，振动装置200将预设振动状态转化为控制指令，并控制试验台220作用于制动部件400振动，以使制动部件400的振动情况符合预设振动状态，从而在对制动部件400进行检测时使其处于模拟使用工况。具体的，振动控制器210如何将预设振动状态转化为控制指令，并根据该控制指令控制试验台220通过如三轴同振等方式作用于制动部件400振动，使得制动部件400的振动情况符合预设振动状态，对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。