城轨车辆用踏面制动单元例行试验机的研制

江 浪 伍安旭 苟青炳 张 庆

(中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 江苏 常州 213011)

城轨车辆用踏面制动单元例行试验机的研制

江 浪 伍安旭 苟青炳 张 庆

(中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 江苏 常州 213011)

介绍了城轨车辆用踏面制动单元例行试验机的组成及相关试验功能，该例行试验机系统采用虚拟仪器技术Labview平台，通过计算机控制面板进行测试过程的操作，在测试项目、测试精度、自动化智能化操控、数据采集等方面，均优于同类试验测试设备。

城轨车辆；踏面制动单元；试验检测；例行试验机

由于城市交通的拥挤，城轨地铁逐渐成为我国城市公共交通的主要方式。今后20年内，我国将处于城轨建设的高峰期，踏面制动单元是目前城轨车辆中主要采用的基础制动装置。由于城轨车站之间距离普遍较短，车辆基础制动装置的制动、缓解动作频繁，对其使用的安全性、精确性、可靠性均有很高要求，故踏面制动单元的性能在出厂前必须经过严格的试验检测。研制具有自主知识产权的踏面制动单元例行试验机是我国地铁发展的迫切需要。

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司是列车基础制动装置的专业生产厂家，其生产的踏面制动单元已实现批量装车。为满足对于踏面制动单元产品出厂性能的自动化、智能化精密试验检测的需求，研制了踏面制动单元例行试验机(见图1)。

图1 踏面制动单元例行试验机

1 试验机使用要求及主要技术指标

1.1 使用要求

踏面制动单元例行试验机应能够满足以下使用要求：

(1)能对常用踏面制动单元及带停放功能的踏面制动单元产品进行灵敏度试验、泄漏试验(测量结果精确到1kPa)、强度试验、制动力测试试验、间隙调整性能测试试验(精确到0.1mm)、行程试验、手动缓解测试试验等所有出厂试验项目的检测；

(2)试验机性能稳定可靠，试验数据精确。满足自动化、智能化的使用要求，劳动强度低，并有相应的安全保护装置，适用于批量产品的试验检测。

1.2 主要技术指标

(1)试验机可实现10kPa～1 200kPa无级调压，调压精度为±5kPa。

(2)最大试验位移行程为150mm，位移测量精度为±0.1mm。

(3)制动力测量范围为0～100kN，测量精度为±0.02%(FS)。

2 试验机整体组成

踏面制动单元例行试验机是由机械装置、气动系统、电控系统、软件系统四部分集成一体的新型试验设备，其组成简图及系统电气原理图分别如图2、图3所示。

1—试验机主体；2—防护罩；3—安装板；4—模拟轮；5—支座；6—位移传感器；7—力传感器；8—推杆；9—丝杠；10—罩壳；11—传动箱；12—传动气缸；13—显示屏；14—打印机；15—电机；16—操作控制台；17—工控机；18—电气柜。图2 踏面制动单元例行试验机组成简图

由于踏面制动单元在实际制动过程中会产生闸瓦的绕轴摆动，故试验机机械装置中模拟轮与推杆的连接时采用了移动副和球铰的组合连接，可大幅度减少由于模拟轮的受力偏转在推杆上作用产生的横向偏载，提高了制动力的测试精度。使用球铰还可以减少由于安装误差、导向误差在推杆上引起的横向偏载，同样提高了制动力的测试精度。

图3 踏面制动单元例行试验机电气原理简图

试验机设置了2路独立的闭环精密调压回路，踏面制动单元在试验机上安装完成后，即可对踏面制动单元的常用制动缸和停放制动缸一次性进行性能测试，提高了测试效率。为防止高精度比例阀损坏，在气压回路中设置了压力开关，保证气压回路有一定压力时，比例阀才能通电工作，提高了测试系统的可靠性。

3 试验机控制面板

试验机控制面板采用Labview虚拟仪器平台，通过计算机进行全部测试过程的操作，实现了测试过程、操作、数据采集、分析处理的自动化和智能化，提高了例行试验的测试效率。系统操作控制面板主要有6个功能区域，如图4所示。

可通过选择测试操控区中各类试验项目的下拉菜单进行所需试验(见图5)。

4 试验结果

当对踏面制动单元产品完成各类所需的测试试验后，计算机会自动保存试验结果。操作者可根据需要选择打印相应的试验结果，由试验机自带的打印机打印出例行试验报告(见图6)。

1—标题区；2—测试报告区；3—常用缸测试操控区；4—停放缸测试操控区；5—位移测试操控区；6—手动缓解力测试操控区。图4 试验机操作控制面板

图5 试验项目选择示意图

图6 踏面制动单元例行试验报告

5 结束语

目前国内引进的同类试验机主要为德国克诺尔公司生产的PK-SB12-26型踏面制动单元测试系统，由人工通过旋钮手柄和按钮操作，自动化程度和智能化程度较低，而此次研发的踏面制动单元例行试验机在试验时完全通过计算机控制面板操作。高精度的压力传感器、位移传感器及数据自动采集系统保证了试验检测结果的精确、稳定、可靠，减轻了现场工人的劳动强度，提高了试验效率。无论是踏面制动单元的研发、生产厂家，或者各车辆段对踏面制动单元的检修、试验，均可采用此试验机对踏面制动单元产品进行例行试验检测。□

(编辑：李琳琳)

2095-5251(2016)02-0015-02

2015-08-04

江 浪(1987-),男，硕士研究生学历，工程师，从事轨道交通车辆基础制动产品的研发设计工作。

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