新型自動化風擋氣密淋雨試驗臺的設計及應用

汪明

青島宏達青田交通設備有限公司 山東青島 266000

風擋作為軌道交通行業的重要零部件，是兩節車廂的中間連接部分，主要作用是車廂的連接通道，本身對氣密性和水密性要求較高，需對每一個成品的氣密性和水密性進行檢查。

1 現有技術的不足之處

氣密和淋雨試驗在一個試驗臺中，試驗工裝與風擋連接后成為一個密閉的腔體，向腔體中充氣或者做外部淋雨試驗時，都是手工進行，需2-3人配合方能試驗，其中包括開啟和關閉電源開關、開啟和關閉氣源開關、觀察氣壓值的變化、計時、臨時連接試驗電氣和氣動管路等。這種方法占用人員數量，相對人力成本較高，且受人為因素影響，試驗數據缺乏準確性，不直觀。同時水流量是通過水表讀數及時間等參數進行計算獲得，人為進行讀數準確性低，致使最終得到的每小時水流量數值誤差較大[1]。

2 設計數據概況

2.1 技術條件

水壓：0-0.35MPa

氣壓：4bar-7bar

篷布試驗測量正壓力：1000Pa-6000Pa

篷布試驗測量真空壓力：-1000Pa-（-6000Pa）

水箱容積：2立方米（實際為大約1.8立方米）

水泵流量：12.5立方米/小時

流量計量程：0-40立方米/小時

2.2 原理說明

控制原理圖

2.3 詳細功能

（1）淋雨試驗。液位計2檢測水箱的液位，液位計2為數字量檢測，可實時顯示水箱水位的高低，在程序中設定上限和下限，當液位超過上限時，停止供水，當液位低于下限時，水泵停止噴淋，通過此功能實現對水進行自動控制。據不同產品的需要在觸摸屏上設定水的流量、壓力及噴淋時間，水的流量是通過流量計及電磁調節閥進行信號的反饋及調節，水的流量及壓力只能設定一個，另一個隨著改變，當液位高于下限時，允許開啟水泵，進行噴淋。水壓力計只是一個外部顯示，作為參考。

（2）正壓試驗。通過電子壓力表5判斷系統壓力，需達到5bar，才能開始進行試驗，電磁閥6得電，氣源經過氣源處理單元向測試體充氣加壓，當測試體內壓力達到預定值時，電磁閥6失電，停止向測試體內充氣，當測試體內的壓力減小到一定值時，電磁閥6得電，繼續向測試體內進行充氣加壓，通過電磁閥6重復得電失電，實現對測試體的保壓功能。當加壓到試驗規定的數值時，電磁閥6失電，自動開始計時，當降低到試驗規定數值時，計時停止，反復三次，取平均值作為最終數據結果[2]。

（3）負壓試驗。原理同上面的正壓試驗，主要對試驗風擋進行抽真空試驗。由于真空泵采用的是水環式真空泵，需通過介質水的循環才能產生真空度，因此只有在電磁閥3得電后，通過電磁閥3控制的水管路才能與真空泵相通，水箱里的水才會通過電磁閥3進入真空泵，真空泵才能開啟，電磁閥4得電，開始對測試體進行抽真空，當達到試驗規定的數值時，電磁閥4斷電，同時開始計時，當真空度下降到試驗規定的數值時，計時停止，反復三次，取平均值作為最終的數據結果。

（4）結構說明。該試驗臺機械布置結構較緊湊，控制起來較方便，實現了易于操作，易于維護的特點。水管路全部采用不銹鋼管，與固定在試驗臺上的噴頭進行連接，實現試驗供水及噴淋功能；氣管路及抽真空管路采用PU管，連接在試驗臺上，接通氣源或真空泵后，對試驗臺和試驗風擋組成的封閉腔體進行充氣或抽真空，以完成正壓試驗或負壓試驗[3]。

3 軟件保護：程序的設計及界面布局

（1）程序主界面。

（2）規格選擇界面：實現分規格選擇的全自動控制。

（3）手動操作界面：實現各個單元的單獨動作。

（4）手動充氣界面：對充氣和抽真空實現了半自動，實現自動計時及自動計算平均值的功能。

（5）校準界面：對各項檢測數據進行校準，去除誤差。

（6）采集數據的模擬回歸。機械壓力表安裝在試驗臺上，和試驗風擋連在一起，數值非常準確，但新試驗臺由于條件所限，將壓力開關放在了氣控箱處，通過PU管與檢測體相連，由于有一定距離，檢測的壓力會有一些不同，需與真實的數據進行比對。經過試驗，得出了12組數據，對比數據發現，并不是完全的線性關系，因此擬對上面數據進行模擬回歸處理，具體采用IBMSPSSStatistics20軟件進行分析。

從分析得知Durbin-Watson值為2.185，sig值為0.000，均符合要求，因此得出的近似直線結果是非常理想的，符合我們的要求，如果用Y代表機械壓力表檢測值，X代表壓力開關檢測值，最終經過模擬計算得出Y與X的關系如下：

Y=45.556+1.005X

將此運算方法在PLC程序中進行處理，對壓力開關的檢測值來進行修訂，在觸摸屏中將最終顯示一個更接近檢測體的數值。

4 結語

隨著社會進步和科技發展，工廠自動化的要求會越來越高，工廠手工設備的自動化改造需求會逐步加大，節省人工成本，提高工作效率必然是今后企業的發展方向。