基于虚拟仪器和变频技术的制动器试验系统

　　1　工作原理

　　根据功能原理,物体在运动过程中的动能变化等于作用在该物体上的力在该过程中所做的全功。被测制动器吸收的能量

　　因此,可在试验系统上用惯性飞轮模拟起重机吊重及传动部件的转动惯量,对制动器进行性能检测,再根据动量矩定理

　　当Tb一定时,可通过不同的Ji和ωi的组合,将tb控制在一定范围内。由交流变频电动机(或直流电动机跳鼠)驱动加载用的惯性飞轮盘组和被测制动器轮(盘)旋转,根据式(1)和式(2),通过改变机构的运转时间率(JC)、飞轮矩大小(Ji)和电动机转速(ni),模拟制动器在起重运输机械、工程机械、矿山机械和建筑机械等的实际工作状态。当被测制动器在模拟工作循环中反复制动时,红外线测温仪和转速转矩传感器等把制动器制动时表现出的发热状态、制动力矩、制动时间及制动速度等参数记录下来。

　　2　试验系统的结构组成及其功能实现

　　该系统的目的是实现鼓式制动器及盘式制动器的性能检测,有如下功能:

　　(1)更换制动器　根据不同制动器的型式,选择相应的安装座,用电动滑台(滑动底座调节装置)进行位置调整;

　　(2)多级加载　采用不同的飞轮组合,可模拟起重机用制动器的实际载荷。本试验系统采用手动液压换盘系统来置换飞轮盘,液压系统由1个三位四通手动换向阀和1个溢流阀及其附件等组成,操作省力方便;

　　(3)转速ni(ωi)的调节　通过变频调速实现无级调速,满足起重机制动鼓实际的转速变化工况。当被测制动器的制动力矩很大时(如10 000 N·m以上),可以适当将制动初转速调在1 000 r/min以上,尽量减少惯性矩;

　　(4)制动频次调整　根据实际工况需要,制动频次可在1~4次/min范围内任意设定;

　　(5)制动力矩测量

　　①转矩传感器直接测量　将转速转矩仪安装在被测制动鼓(盘)与惯性飞轮盘之间,直接测量出被测制动器的动态制动力矩,见图1所示试验台结构。须根据被测制动器的制动力矩的范围,准备多台转速转矩仪检测制动力矩,以满足测试精度的要求;②参数测量法　根据实际采用的转动惯量和制动时间等参数,利用各参数间的数学关系求出制动力矩等参数,实现测量,见图2所示的试验台结构。

　　③底座力测量法　在安装被测制动器的底座上安装测力传感器,感受被测制动器制动时产生的力,从而测得制动力矩。

　　方法②不需要转矩传感器,不用考虑更换它时所涉及到的问题,相对投资少,结构简单。该方法属于间接测量,环节多,累计误差可能较大。