制动缸性能试验台研究

罗玉胜,李 新,谭兆海,贾 锐

(1.中国铁路兰州局集团有限公司,甘肃 兰州 730000；2.中国铁路青藏集团有限公司西宁东车辆段,青海 西宁 810006)

引言

随着我国铁路运行速度的不断提高,长编组、大吨位列车迅速发展起来,对列车的制动性能也提出了更高的要求。制动系统是铁路货车的重要组成部分,是铁路货物运输秩序和安全的重要保障。制动缸是铁路车辆最主要的制动装置之一,其状态好坏直接影响到车辆的制动效能,威胁铁路车辆的行车安全。

1 概述

制动缸性能试验台是用于铁路货车各型制动缸检修后,实现各型号制动缸的自动性能进行试验检测,测试制动缸检修后的各项性能是否能够满足《铁路货车制动装置检修规则》(铁运［2008］15 号)中技术要求,是制动缸检修后判定制动缸是否合格的关键设备。

2 制动缸性能试验台整机结构设计

设备包括试验台基座、制动缸定位挡板、制动缸夹紧装置、制动缸行程控制装置、制动缸行程测量装置、控制系统组成。

图1

设备样式见图1。

2.1 试验台基座设计

图2

图3

图4

图5

根据制动缸外形以及重量不适合人工搬运,为了防止在制动缸搬运过程中砸伤操作者,试验台基座采用低矮结构设计,基座整体高度设计为200mm,与制动缸人工搬运小车的高度平齐,方便没有天车或者助力吊的检修车间的制动缸试验搬运工作。基座整体采用钢板焊接结构,基座内部安装有制动缸夹紧装置,在上料时,制动缸制动缸夹紧装置的勾爪隐藏在基座内部,操作者推动制动缸可以在基座平面上滑动,具体样式见图2。

2.2 制动缸定位挡板

制动缸定位挡板为钢板焊接而成直角结构立式挡板,试验台由于采用伺服加升降机结构带动制动缸挡块调整试验距离,所以试验前制动缸只需要固定在基座上平面上,制动缸底座平面与制动缸定位挡板接触,定位挡板不影响制动缸风源管路接口即可,以下为制动缸底座以及平面对比图3。

2.3 制动缸夹紧装置

制动缸夹紧装置,通过四个勾爪将制动缸连接板夹紧固定在试验台基座平面上,夹紧装置采用双层气缸结构设计,上层气缸控制勾爪的开合,下层气缸控制勾爪的夹紧,具体结构见图4。

2.4 制动缸行程控制装置

制动缸行程控制装置是通过伺服加升降机带动制动缸鞲鞴检测挡板来控制制动缸鞲鞴伸出行程,制动缸鞲鞴检测挡板采用活动结构,当鞲鞴检测挡板接触到制动缸鞲鞴后向后压缩,鞲鞴检测挡板向后移动其后部的检测开关即检测到制动缸鞲鞴与检测装置已经接触,然后控制系统记录下制动缸鞲鞴检测挡板在该点位移原始信号,伺服加升降机带动制动缸鞲鞴检测挡板向后移动相应的试验行程,即可实现同一制动缸不同行程保压试验,具体结构见图5。

图6

图7

2.5 制动缸行程测量装置

制动缸行程测量装置是在制动缸鞲鞴固定一个圆形平板,在制动缸行程控制装置的鞲鞴检测挡板上安装有超声波位移测量传感器。超声波位移传感器通过测量与制动缸鞲鞴上固定的圆形平板距离得出制动缸伸出行程,具体结构见图6。

2.6 控制系统

设备的控制系统采用计算机控制,计算机控制柜采用标准单机柜结构,控制柜整体放置在主机框架右侧。计算机采用Windows10 操作系统,Access 数据库管理,控制系统如图7。

3 技术特点

(1)适用于 8 寸、10 寸、12 寸、14 寸各型制动缸的气密性试验。(2)一侧充风,压力传感器检测制动缸气密性,一侧检测活塞状态。(3)自动试验、手动试验两种试验方式。(4)微机实时显示试验数据,操作直观,简单,可实现试验数据的存储、打印(标准A4 报表)及上传HMIS 信息管理系统。(5)系统具有声光报警装置,可对试验不合格的制动管进行报警信号提示。(6)采用伺服电动进行定位,确保试验数据的精准性。

4 结论

设备通过采用伺服电机加升降机结构自动调整制动缸的活塞行程,在一个检修工位完成所有制动缸在各行程的保压试验,采集数据经控制计算机板卡将位移与压力信号转换数字信号,转换后的数字信息经控制程序计算得出被测制动缸性能的各项参数的数值,并与试验参数进行比较,从而判断被测制动缸性能是否满足工艺要求。设备自动化程度高,操作简便,提高铁路货车厂修的制动缸检修效率与质量,减轻了劳动强度,保证了货车行车安全,具有较高的推广应用价值。