城市軌道交通車輛液壓制動夾鉗測試設備的設計

顧本蘭　王帥　趙晶晶　符建維

摘 要：確保液壓制動夾鉗技術狀態對城市軌道交通車輛安全運行非常重要，本文主要介紹了用于液壓制動夾鉗強度試驗、靈敏度試驗、測力試驗與總行程試驗、泄露試驗、緩解間隙試驗等試驗的測試設備設計與應用。本文介紹了測試設備的設計方案及控制臺、液壓系統、機械工裝及電氣測控系統及人機交互系統主要結構部分的設計。

關鍵詞：液壓制動夾鉗 試驗設備 結構方案

1 引言

城市軌道交通設備液壓制動夾鉗例行試驗主要包括強度試驗強度試驗、靈敏度試驗、測力試驗與總行程試驗、泄露試驗、緩解間隙試驗等。通過對液壓制動夾鉗輸入一路液壓壓力，按照實驗大綱進行保壓不同時長或不保壓測量閘片壓力值、泄露量等數據，并將測試結果與實驗大綱規定的數值進行比較，判定制動夾鉗的技術狀態是否合格。

2 總體設計方案

本文介紹的測試設備主要由電氣控制系統、液壓系統（包括液壓站、液壓管路系統等）、機械工裝（液壓制動夾鉗安裝工裝及輸出力檢測機構）及人機交互系統四部分組成。采用整體集成式設計，主要元器件包括工控機、顯示器、打印機、壓力傳感器、電磁閥、I/O測控模塊、力傳感器、位移傳感器等組成。設備關聯關系圖如下：

3 設備主要結構部分設計方案

3.1 電氣控制系統

主要包括動力部分和控制部分，其中動力部分采用電機動力開關及其啟動控制;控制部分：使用PLC進行數據采集及控制，觸摸屏顯示設備狀態及設置設備參數。控制電壓采用DC24V，保證安全性。壓力調整及流量調整控制都通過PLC完成。并設計超壓保護、回油堵塞保護、電機超載保護、液位保護、流量計保護等等。當出現報警時，進行相應保護動作，并報警燈閃耀，人機界面中顯示報警內容，提示操作人員如何處理。

3.2 液壓系統

液壓系統由液壓油源、控制閥類、壓力傳感器、液壓油缸、液壓輔件和吸油裝置等組成。液壓泵站為產品試驗過程中的所有試驗項點提供油源。液壓控制閥類用于控制油液的壓力、流量和方向，保證執行元件按照負載的需求進行工作。液壓壓力傳感器、壓力表用于測量液壓系統的壓力。液壓輔件包括液壓管道和接頭。吸油裝置用于試驗完成后抽取被試品中未排完的液壓油，防止液壓油漏出污染試驗廠房。主要原理圖如下圖3所示。

液壓泵站配置冷卻裝置，保證設備正常連續工作時油液溫度不超過60℃，且泵站配備溫度傳感器，當油液超過規定溫度時設備將報警。液壓泵站安裝了液位傳感器，當液位過低時報警，以提醒及時加注液壓油，防止液壓油泵的吸空。

輸出力試驗時，啟動液壓站，通過手動調節旋鈕，通過人工觀察液壓壓力表，同時通過緩慢調節液壓調節旋鈕，使液壓輸出壓力達到指定壓力值，待穩定后，通過夾鉗測力表顯示液壓夾鉗輸出力值。泄漏試驗時，啟動液壓站，通過手動調節旋鈕，通過人工觀察液壓壓力表，同時通過緩慢調節液壓調節旋鈕，使液壓輸出壓力達到指定壓力值，待穩定后，將液壓管路手動截止閥判斷，觀察液壓壓力表壓力值是否下降，同時觀察是否有液壓油滲漏現象。

3.3 機械工裝

機械工裝主要由液壓夾鉗安裝工裝、輸出力檢測機構。液壓夾鉗安裝工裝用于安裝被試液壓夾鉗。輸出力檢測機構包括模擬假盤及假盤調節裝置。假盤調節裝置主要由假盤推出機構、安裝框架、假盤豎向調節機構、假盤橫向調節機構等組成。假盤推出機構安裝在直線軸承上，當進行測試時，由油缸進行推出;當做完試驗時，由油缸拉回。假盤橫向調節機構由直線軸承及導向軸構成，可自動調節假盤距離液壓制動器二側的間距，來控制液壓夾鉗制動器的輸出力誤差。模擬假盤由傳感器安裝板及增厚板組成，通過更改增厚板的厚度，可滿足不同夾鉗的試驗要求。

3.4 人機交互系統

包括工控機、顯示器、測控軟件等。工控機在試驗過程中完成指令輸入，并從PLC 讀取試驗數據，完成數據的存儲與生成報表。顯示屏用作顯示設備，試驗的操作可實現全部采用觸摸屏的觸摸控制。測控軟件具有用戶管理、硬件設備參數管理、報表打印、歷史數據查詢等功能。

4 結語

本文所介紹的試驗設備主要由工控機、顯示器、打印機、壓力傳感器、電磁閥、I/O測控模塊、力傳感器、位移傳感器等組成，是一種結構可靠，自動化程度高、高精度、高效的試驗設備，具備較強的推廣意義和價值。