制動缸性能試驗臺研究

羅玉勝,李 新,譚兆海,賈 銳

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

引言

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

1 概述

制動缸性能試驗臺是用于鐵路貨車各型制動缸檢修后,實現各型號制動缸的自動性能進行試驗檢測,測試制動缸檢修后的各項性能是否能夠滿足《鐵路貨車制動裝置檢修規則》(鐵運［2008］15 號)中技術要求,是制動缸檢修后判定制動缸是否合格的關鍵設備。

2 制動缸性能試驗臺整機結構設計

設備包括試驗臺基座、制動缸定位擋板、制動缸夾緊裝置、制動缸行程控制裝置、制動缸行程測量裝置、控制系統組成。

圖1

設備樣式見圖1。

2.1 試驗臺基座設計

圖2

圖3

圖4

圖5

根據制動缸外形以及重量不適合人工搬運,為了防止在制動缸搬運過程中砸傷操作者,試驗臺基座采用低矮結構設計,基座整體高度設計為200mm,與制動缸人工搬運小車的高度平齊,方便沒有天車或者助力吊的檢修車間的制動缸試驗搬運工作。基座整體采用鋼板焊接結構,基座內部安裝有制動缸夾緊裝置,在上料時,制動缸制動缸夾緊裝置的勾爪隱藏在基座內部,操作者推動制動缸可以在基座平面上滑動,具體樣式見圖2。

2.2 制動缸定位擋板

制動缸定位擋板為鋼板焊接而成直角結構立式擋板,試驗臺由于采用伺服加升降機結構帶動制動缸擋塊調整試驗距離,所以試驗前制動缸只需要固定在基座上平面上,制動缸底座平面與制動缸定位擋板接觸,定位擋板不影響制動缸風源管路接口即可,以下為制動缸底座以及平面對比圖3。

2.3 制動缸夾緊裝置

制動缸夾緊裝置,通過四個勾爪將制動缸連接板夾緊固定在試驗臺基座平面上,夾緊裝置采用雙層氣缸結構設計,上層氣缸控制勾爪的開合,下層氣缸控制勾爪的夾緊,具體結構見圖4。

2.4 制動缸行程控制裝置

制動缸行程控制裝置是通過伺服加升降機帶動制動缸鞲鞴檢測擋板來控制制動缸鞲鞴伸出行程,制動缸鞲鞴檢測擋板采用活動結構,當鞲鞴檢測擋板接觸到制動缸鞲鞴后向后壓縮,鞲鞴檢測擋板向后移動其后部的檢測開關即檢測到制動缸鞲鞴與檢測裝置已經接觸,然后控制系統記錄下制動缸鞲鞴檢測擋板在該點位移原始信號,伺服加升降機帶動制動缸鞲鞴檢測擋板向后移動相應的試驗行程,即可實現同一制動缸不同行程保壓試驗,具體結構見圖5。

圖6

圖7

2.5 制動缸行程測量裝置

制動缸行程測量裝置是在制動缸鞲鞴固定一個圓形平板,在制動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缸鞲鞴上固定的圓形平板距離得出制動缸伸出行程,具體結構見圖6。

2.6 控制系統

設備的控制系統采用計算機控制,計算機控制柜采用標準單機柜結構,控制柜整體放置在主機框架右側。計算機采用Windows10 操作系統,Access 數據庫管理,控制系統如圖7。

3 技術特點

(1)適用于 8 寸、10 寸、12 寸、14 寸各型制動缸的氣密性試驗。(2)一側充風,壓力傳感器檢測制動缸氣密性,一側檢測活塞狀態。(3)自動試驗、手動試驗兩種試驗方式。(4)微機實時顯示試驗數據,操作直觀,簡單,可實現試驗數據的存儲、打印(標準A4 報表)及上傳HMIS 信息管理系統。(5)系統具有聲光報警裝置,可對試驗不合格的制動管進行報警信號提示。(6)采用伺服電動進行定位,確保試驗數據的精準性。

4 結論

設備通過采用伺服電機加升降機結構自動調整制動缸的活塞行程,在一個檢修工位完成所有制動缸在各行程的保壓試驗,采集數據經控制計算機板卡將位移與壓力信號轉換數字信號,轉換后的數字信息經控制程序計算得出被測制動缸性能的各項參數的數值,并與試驗參數進行比較,從而判斷被測制動缸性能是否滿足工藝要求。設備自動化程度高,操作簡便,提高鐵路貨車廠修的制動缸檢修效率與質量,減輕了勞動強度,保證了貨車行車安全,具有較高的推廣應用價值。