Internal Combustion Engine &Parts
0引言
在矿用车辆运行中，制动器性能对其具有重要影响。通常情况下，井下作业环境复杂，不但要求制动器具有制动力，还应具备抗污染、防水、防爆等性能。湿式制动器采用多片全盘式结构，摩擦面积较大，可放置在车轮减速器中，并设计出专用的检验设备，使工作质量得到进一步提升。
1湿式制动器检测平台构成该平台包含内容较多，如电动机、飞轮、传动轴、离合器、滚筒等等，各元件参数经过精准计算，电动机在离合器的驱动下使飞轮旋转，飞轮输出端与转速传感器相连，由传动轴将传感器输出端与驱动鼓联系起来，驱动鼓设置在制动器动壳中，并将加载油缸放在驱动鼓的上方，顺着驱动鼓半径方向，为制动器提供模拟加载。飞轮转速与其实际转速相等，旋转动能与车辆运行动能相等，当飞轮转速与设定值相同时，断开电源，电动机暂停工作，飞轮仍然依靠惯性旋转，此时开启制动阀，使其产生制动力矩，飞轮制动开始，对车辆制动全过程进行模拟。与此同时，制动力矩的运行时间、油温等数值
与车辆运行的参数一致，由传感器将制动作用力矩传递给主机，并将图表数据在显示器中展示出来[1]。
2湿式制动器检测平台的设计在以往的研究中，学者将重心放在制动器状态监测与可靠性分析方面，部分学者曾利用虚拟仪器技术对提升机性能进行检测，但未在LabVIEW 环境下利用人工神经网络对数据精准度进行检测。对此，本文在LabVIEW 环境下，调动MATLAB 人工神经网络构建制动器检测平台。
2.1硬件设计
在制动器检测平台中，检测系统主要包括传感器、上位机与信号调理三项内容，硬件结构如图1所示。在硬件系统中包括信号采集卡、主机、信号调理、传感器与供电系统等等。图1
制动器检测平台硬件结构
2.2软件设计
该系统在LabVIEW 环境下设计研发，首先为开始界面，点击“数据采集”按钮便可直接进入主界面，共计包括三个模块，即数据采集、故障诊断、监测系统。其中，数据采集系统针对油温、油压、制动压力、空动时间等信息进行采集，尤其是空动时间，通过检测位移传感器的开始与停止时间差进行计算，剩余元素可通过采集卡对数据直接检测。在MATLAB 中人工神经故障系统借助BP 网络工具箱对故障数据进行处理，剖析故障的成因与情况，便于事故过程与原因的合理判断，该模块是利用MATLAB 脚本节点调
用BP 网络工具箱来运行，具体流程为：利用MATLAB 将计算算法编译完整，直接导入LabVIEW 中，也可以将MATLAB 程序段写入程序框图中，然后运行。在制动系统中，制动器属于重要装置之一，对其进行故障诊断与分析十分重要。现阶段，矿山企业应用最多的便是盘形制动器，由蝶形弹簧为驱动力。当处于制动状态时，闸瓦压向制动盘的正向压力对缸内油压起到决定作用，可见对弹簧力与油压的检测十分必要[2]。
2.3元部件选型2.
3.1飞轮选型在台架实验中，应始终保持飞轮与车辆行驶速度间的对应关系，公式为：
1000/60·v =2πnr 式中，v 代表的是车辆行驶速度，单位为km/h ；r 代表
车轮半径，单位为m ；n 代表飞轮转速，单位为r/min 。将单
位统一换算后，得出飞轮转速为：n =（v/r ）2.65
式中，v 取值为30km/h ，r 取值0.386m ，由此计算出飞
轮转速为200r/min ，单功能计算公式为：（1/2）mu 2=（1/2）Iw 2
式中，w 代表的车轮角速度，单位为rad/s ；I 代表的是车辆等价转动惯量，单位为kg ·m 2；m 代表的是质量，单位——————————————————————
—基金项目:“焦作市物料输送设备关键件制造工艺与装备工程技术研究中心”资助项目；焦作市2019年焦作市科技计划项目“矿用车辆湿式防爆制动装置的研制”资
助项目。
作者简介：田晓光（1978-），女，河南平顶山人，硕士，黄河交通学
郑州日产汽车有限公司院机电工程学院，副教授，研究方向为机械设计制造、
高等教育研究；周东辉（通讯作者）（1976-），男，河南
郑州人，硕士，郑州日产汽车有限公司，工程师，研究方
向为汽车产品设计与制造。
矿用车辆湿式制动器检测平台设计
田晓光①；周东辉②
（①黄河交通学院机电工程学院，焦作454950；②郑州日产汽车有限公司，郑州450000）
摘要：本文对制动器检测平台进行设计，阐述平台构成、硬件设计与软件设计等内容，并对飞轮、电动机与转矩等参数和类型的选
择进行介绍。最后在人工神经网络的基础上进行训练和实验，结果表明，实验结果与仿真结果一致，该检测平台确实可提高制动器的检测效率。
关键词：矿用车辆；湿式制动器；检测平台；设计方法