制動(dòng)缸性能試驗(yàn)臺(tái)研究

羅玉勝,李 新,譚兆海,賈 銳

(1.中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司,甘肅 蘭州 730000；2.中國鐵路青藏集團(tuán)有限公司西寧東車輛段,青海 西寧 810006)

引言

隨著我國鐵路運(yùn)行速度的不斷提高,長編組、大噸位列車迅速發(fā)展起來,對列車的制動(dòng)性能也提出了更高的要求。制動(dòng)系統(tǒng)是鐵路貨車的重要組成部分,是鐵路貨物運(yùn)輸秩序和安全的重要保障。制動(dòng)缸是鐵路車輛最主要的制動(dòng)裝置之一,其狀態(tài)好壞直接影響到車輛的制動(dòng)效能,威脅鐵路車輛的行車安全。

1 概述

制動(dòng)缸性能試驗(yàn)臺(tái)是用于鐵路貨車各型制動(dòng)缸檢修后,實(shí)現(xiàn)各型號(hào)制動(dòng)缸的自動(dòng)性能進(jìn)行試驗(yàn)檢測,測試制動(dòng)缸檢修后的各項(xiàng)性能是否能夠滿足《鐵路貨車制動(dòng)裝置檢修規(guī)則》(鐵運(yùn)［2008］15 號(hào))中技術(shù)要求,是制動(dòng)缸檢修后判定制動(dòng)缸是否合格的關(guān)鍵設(shè)備。

2 制動(dòng)缸性能試驗(yàn)臺(tái)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)備包括試驗(yàn)臺(tái)基座、制動(dòng)缸定位擋板、制動(dòng)缸夾緊裝置、制動(dòng)缸行程控制裝置、制動(dòng)缸行程測量裝置、控制系統(tǒng)組成。

圖1

設(shè)備樣式見圖1。

2.1 試驗(yàn)臺(tái)基座設(shè)計(jì)

圖2

圖3

圖4

圖5

根據(jù)制動(dòng)缸外形以及重量不適合人工搬運(yùn),為了防止在制動(dòng)缸搬運(yùn)過程中砸傷操作者,試驗(yàn)臺(tái)基座采用低矮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),基座整體高度設(shè)計(jì)為200mm,與制動(dòng)缸人工搬運(yùn)小車的高度平齊,方便沒有天車或者助力吊的檢修車間的制動(dòng)缸試驗(yàn)搬運(yùn)工作?；w采用鋼板焊接結(jié)構(gòu),基座內(nèi)部安裝有制動(dòng)缸夾緊裝置,在上料時(shí),制動(dòng)缸制動(dòng)缸夾緊裝置的勾爪隱藏在基座內(nèi)部,操作者推動(dòng)制動(dòng)缸可以在基座平面上滑動(dòng),具體樣式見圖2。

2.2 制動(dòng)缸定位擋板

制動(dòng)缸定位擋板為鋼板焊接而成直角結(jié)構(gòu)立式擋板,試驗(yàn)臺(tái)由于采用伺服加升降機(jī)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)制動(dòng)缸擋塊調(diào)整試驗(yàn)距離,所以試驗(yàn)前制動(dòng)缸只需要固定在基座上平面上,制動(dòng)缸底座平面與制動(dòng)缸定位擋板接觸,定位擋板不影響制動(dòng)缸風(fēng)源管路接口即可,以下為制動(dòng)缸底座以及平面對比圖3。

2.3 制動(dòng)缸夾緊裝置

制動(dòng)缸夾緊裝置,通過四個(gè)勾爪將制動(dòng)缸連接板夾緊固定在試驗(yàn)臺(tái)基座平面上,夾緊裝置采用雙層氣缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),上層氣缸控制勾爪的開合,下層氣缸控制勾爪的夾緊,具體結(jié)構(gòu)見圖4。

2.4 制動(dòng)缸行程控制裝置

制動(dòng)缸行程控制裝置是通過伺服加升降機(jī)帶動(dòng)制動(dòng)缸鞲鞴檢測擋板來控制制動(dòng)缸鞲鞴伸出行程,制動(dòng)缸鞲鞴檢測擋板采用活動(dòng)結(jié)構(gòu),當(dāng)鞲鞴檢測擋板接觸到制動(dòng)缸鞲鞴后向后壓縮,鞲鞴檢測擋板向后移動(dòng)其后部的檢測開關(guān)即檢測到制動(dòng)缸鞲鞴與檢測裝置已經(jīng)接觸,然后控制系統(tǒng)記錄下制動(dòng)缸鞲鞴檢測擋板在該點(diǎn)位移原始信號(hào),伺服加升降機(jī)帶動(dòng)制動(dòng)缸鞲鞴檢測擋板向后移動(dòng)相應(yīng)的試驗(yàn)行程,即可實(shí)現(xiàn)同一制動(dòng)缸不同行程保壓試驗(yàn),具體結(jié)構(gòu)見圖5。

圖6

圖7

2.5 制動(dòng)缸行程測量裝置

制動(dòng)缸行程測量裝置是在制動(dòng)缸鞲鞴固定一個(gè)圓形平板,在制動(dòng)缸行程控制裝置的鞲鞴檢測擋板上安裝有超聲波位移測量傳感器。超聲波位移傳感器通過測量與制動(dòng)缸鞲鞴上固定的圓形平板距離得出制動(dòng)缸伸出行程,具體結(jié)構(gòu)見圖6。

2.6 控制系統(tǒng)

設(shè)備的控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制,計(jì)算機(jī)控制柜采用標(biāo)準(zhǔn)單機(jī)柜結(jié)構(gòu),控制柜整體放置在主機(jī)框架右側(cè)。計(jì)算機(jī)采用Windows10 操作系統(tǒng),Access 數(shù)據(jù)庫管理,控制系統(tǒng)如圖7。

3 技術(shù)特點(diǎn)

(1)適用于 8 寸、10 寸、12 寸、14 寸各型制動(dòng)缸的氣密性試驗(yàn)。(2)一側(cè)充風(fēng),壓力傳感器檢測制動(dòng)缸氣密性,一側(cè)檢測活塞狀態(tài)。(3)自動(dòng)試驗(yàn)、手動(dòng)試驗(yàn)兩種試驗(yàn)方式。(4)微機(jī)實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù),操作直觀,簡單,可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、打印(標(biāo)準(zhǔn)A4 報(bào)表)及上傳HMIS 信息管理系統(tǒng)。(5)系統(tǒng)具有聲光報(bào)警裝置,可對試驗(yàn)不合格的制動(dòng)管進(jìn)行報(bào)警信號(hào)提示。(6)采用伺服電動(dòng)進(jìn)行定位,確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

4 結(jié)論

設(shè)備通過采用伺服電機(jī)加升降機(jī)結(jié)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)缸的活塞行程,在一個(gè)檢修工位完成所有制動(dòng)缸在各行程的保壓試驗(yàn),采集數(shù)據(jù)經(jīng)控制計(jì)算機(jī)板卡將位移與壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào),轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息經(jīng)控制程序計(jì)算得出被測制動(dòng)缸性能的各項(xiàng)參數(shù)的數(shù)值,并與試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行比較,從而判斷被測制動(dòng)缸性能是否滿足工藝要求。設(shè)備自動(dòng)化程度高,操作簡便,提高鐵路貨車廠修的制動(dòng)缸檢修效率與質(zhì)量,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,保證了貨車行車安全,具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。