一种新型高效转向架制动试验机的研制
2016-03-21倪平涛陈钦成
倪平涛 陈钦成
(广东南车轨道交通车辆有限公司技术部 广东 江门 529000)
一种新型高效转向架制动试验机的研制
倪平涛 陈钦成
(广东南车轨道交通车辆有限公司技术部 广东 江门 529000)
介绍了一种新型高效转向架制动试验机的主要功能、原理、结构和试验表格。
高效；转向架；制动；试验机
动车组转向架一般有2套制动管路，分别负责前、后轮对制动夹钳的压缩空气传输，对于装有踏面清扫器的转向架，还有负责4个踏面清扫器共用的1套管路，这样，二轴转向架一般最多有3个对外气路接口。由于制动对行车安全的极端重要性，转向架组装完成后，应对转向架制动管路和踏面清扫器的管路与接头进行气密性试验，以及对制动夹钳和踏面清扫器进行动作试验。国内现有的转向架制动试验机，一般只有一根输出管路，试验数据大部分依靠手工记录，因此试验耗时较长，且存在操作者记录错误甚至造假的可能。针对这些不足，广东南车轨道交通车辆有限公司研制了一种新型转向架制动试验机。该试验机具有3根对外管路接口，可同时对前、后轮对的制动夹钳和踏面清扫器的连接管路及接头进行气密性试验。由于配备有工控机和触摸屏及打印机，所有试验只需通过鼠标或手指点击触摸屏按钮即可控制试验进行，试验结果采用A4纸张和表格方式打印，操作者只需打勾和签名即可。该机研制成功后，经过近一年的使用，结果表明降低了劳动强度，大大地缩短了工作时间。
1 制动机的功能和原理及结构组成
1.1 制动机的功能
针对现有转向架制动试验机的不足和现场的供气条件，该机必须具备如下功能：
(1)试验机应有3根对外接口气路，可对转向架的前、后轮对的制动夹钳和具有踏面清扫器的管路与接头同时进行气密性保压试验，或者让其在充气间隔不到1 min内同时试验，后者相对前者只是气密性试验总时间增加不到2 min，但该方式可减小增压缸的体积；
(2)全过程既可自动试验，亦可手动试验；试验机对外接口相互独立，可以只选择任1路或2路进行试验，这对存在泄漏的条件下重新试验特别适用；
(3)设备的每个电磁阀具有高精度和高灵敏度的传感器，充放气至规定压力值后应立即停止动作；
(4)由于气路的保压试验只做1次，而制动夹钳和踏面清热器的动作试验需要做5次，这5次的试验数据必须保存，且单个气路的每次数据不能覆盖前者；
(5)对于前、后轮对的制动夹钳和踏面清扫器的5次动作试验，要求每次动作间隔不到10 s；
(6)应有气压表对传感器测试数据结果校核功能，防止由于传感器损坏而造成数据失真时，操作者仍继续使用的错误，当传感器损坏后可将仪表盘上的数据填写在试验表格中，不至于影响生产，这实际上是一种冗余控制；
(7)由于具有局部集中气压站，考虑到压降和清洁度，试验机应具有再过滤和增压功能；
(8)具有自动记录数据功能，试验数据应能全部自动汇集到已设计的表格中，该表格可在本机本地打印，操作者只需勾选和签名就可完成全部试验。
1.2 制动试验机的原理
根据试验机所需的功能，选择了较为简单的气路原理(见图1)，电磁阀采用具有高精度和高灵敏度的传感器，控制部分为工控机+触摸显示屏。制动试验机进气口连接到风源，气体从进气管进入试验机内部，经过滤器过滤后进入3条制动气路，制动气路包含有电磁阀、增压泵等零件，气体经过制动气路压力控制后，通过图中三位五通阀DF7进入3个含有电磁阀DF4 、DF5和DF6相互独立的输出口进入转向架管路。由于3个输出口端设有气压传感器，传感器将检测到的气压信号反馈至工控机，工控机再控制各电磁阀动作，从而使输出口的气压达到试验要求，自动实现转向架制动系统的空气管路气密性、制动动作、快排、慢排等性能试验。
图1 转向架制动试验机原理图
1.3 制动试验机的结构组成
转向架制动试验机由箱体、进气管路、滤清器、电动式增压缸、若干电磁阀、气压表、工控机(含触摸屏、键盘)、打印机、连接管路、3条法国佩釜(prevost)公司生产的软管和管接头等组成。此软管十分柔软、极耐磨损且强度高，其管接头采用即插即用型，且可旋转,使用寿命达10万次；密封螺母正常条件下无须使用扳手，只需手动拧紧即可，所以极大地提高了连接效率。制动试验机工作时的整体外观如图2所示，操作界面如图3所示。
图2 转向架制动试验场景
图3 转向架制动试验机操作界面
2 打印表格的制定
对于不同的转向架进行不同的制动试验，设置不同的操作界面和打印表格供操作者选择。以某型动车组为例，前、后轮对的制动夹钳和踏面清扫器共3套管路和对外接口，按规定各进行1次保压气密性试验，在700 kPa～735 kPa内保压10 min，压降不超过20 kPa；以轮对为单位的制动夹钳和4个踏面清扫器作为整体分别进行5次动作试验，前者在200 kPa～220 kPa下制动夹钳应压紧轮盘或轴盘，后者在500 kPa～520 kPa压力下踏面清扫器应压紧车轮踏面。这些数据均应记录在表格上并存档，电子文档可保存、复制、打印。表格的设计主要根据试验项点决定，为全面记录数据，表格设计十分重要，尽量减少操作者动笔量，操作者只需打勾和签名，动车组号和车号及计算机时钟内置的试验日期和时间等全可打印。某车的试验表格如表1所示。
表1 转向架气密性试验和动作试验表
3 结束语
该新型转向架制动试验机满足设计功能需求，已使用一年有余，在转向架正常条件下，整个试验过程不到30 min。相对于既有设备，试验效率大大提高，操作者的劳动强度和书写量大大减少，受到了操作者的高度认可，同时预留了信息化接口，可满足后续的进一步需求。该试验装置已获得国家实用新型专利。□
(编辑：林素珍)
2095-5251(2016)01-0014-02
2014-05-18
倪平涛(1968-)，男，博士研究生学历，高级工程师，主要从事设计和工艺工作。
专利申请：一种新型转向架制动试验机(实用新型专利，专利号ZL201420427035.9)
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