江 浪 伍安旭 茍青炳 張 慶

(中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011)

城軌車輛用踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)的研制

江 浪 伍安旭 茍青炳 張 慶

(中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011)

介紹了城軌車輛用踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)的組成及相關(guān)試驗(yàn)功能，該例行試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)采用虛擬儀器技術(shù)Labview平臺(tái)，通過計(jì)算機(jī)控制面板進(jìn)行測(cè)試過程的操作，在測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試精度、自動(dòng)化智能化操控、數(shù)據(jù)采集等方面，均優(yōu)于同類試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備。

城軌車輛；踏面制動(dòng)單元；試驗(yàn)檢測(cè)；例行試驗(yàn)機(jī)

由于城市交通的擁擠，城軌地鐵逐漸成為我國(guó)城市公共交通的主要方式。今后20年內(nèi)，我國(guó)將處于城軌建設(shè)的高峰期，踏面制動(dòng)單元是目前城軌車輛中主要采用的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。由于城軌車站之間距離普遍較短，車輛基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的制動(dòng)、緩解動(dòng)作頻繁，對(duì)其使用的安全性、精確性、可靠性均有很高要求，故踏面制動(dòng)單元的性能在出廠前必須經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)檢測(cè)。研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)是我國(guó)地鐵發(fā)展的迫切需要。

中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司是列車基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的專業(yè)生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)的踏面制動(dòng)單元已實(shí)現(xiàn)批量裝車。為滿足對(duì)于踏面制動(dòng)單元產(chǎn)品出廠性能的自動(dòng)化、智能化精密試驗(yàn)檢測(cè)的需求，研制了踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)(見圖1)。

圖1 踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)

1 試驗(yàn)機(jī)使用要求及主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 使用要求

踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能夠滿足以下使用要求：

(1)能對(duì)常用踏面制動(dòng)單元及帶停放功能的踏面制動(dòng)單元產(chǎn)品進(jìn)行靈敏度試驗(yàn)、泄漏試驗(yàn)(測(cè)量結(jié)果精確到1kPa)、強(qiáng)度試驗(yàn)、制動(dòng)力測(cè)試試驗(yàn)、間隙調(diào)整性能測(cè)試試驗(yàn)(精確到0.1mm)、行程試驗(yàn)、手動(dòng)緩解測(cè)試試驗(yàn)等所有出廠試驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)；

(2)試驗(yàn)機(jī)性能穩(wěn)定可靠，試驗(yàn)數(shù)據(jù)精確。滿足自動(dòng)化、智能化的使用要求，勞動(dòng)強(qiáng)度低，并有相應(yīng)的安全保護(hù)裝置，適用于批量產(chǎn)品的試驗(yàn)檢測(cè)。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

(1)試驗(yàn)機(jī)可實(shí)現(xiàn)10kPa～1 200kPa無級(jí)調(diào)壓，調(diào)壓精度為±5kPa。

(2)最大試驗(yàn)位移行程為150mm，位移測(cè)量精度為±0.1mm。

(3)制動(dòng)力測(cè)量范圍為0～100kN，測(cè)量精度為±0.02%(FS)。

2 試驗(yàn)機(jī)整體組成

踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)是由機(jī)械裝置、氣動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)四部分集成一體的新型試驗(yàn)設(shè)備，其組成簡(jiǎn)圖及系統(tǒng)電氣原理圖分別如圖2、圖3所示。

1—試驗(yàn)機(jī)主體；2—防護(hù)罩；3—安裝板；4—模擬輪；5—支座；6—位移傳感器；7—力傳感器；8—推桿；9—絲杠；10—罩殼；11—傳動(dòng)箱；12—傳動(dòng)氣缸；13—顯示屏；14—打印機(jī)；15—電機(jī)；16—操作控制臺(tái)；17—工控機(jī)；18—電氣柜。圖2 踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)組成簡(jiǎn)圖

由于踏面制動(dòng)單元在實(shí)際制動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生閘瓦的繞軸擺動(dòng)，故試驗(yàn)機(jī)機(jī)械裝置中模擬輪與推桿的連接時(shí)采用了移動(dòng)副和球鉸的組合連接，可大幅度減少由于模擬輪的受力偏轉(zhuǎn)在推桿上作用產(chǎn)生的橫向偏載，提高了制動(dòng)力的測(cè)試精度。使用球鉸還可以減少由于安裝誤差、導(dǎo)向誤差在推桿上引起的橫向偏載，同樣提高了制動(dòng)力的測(cè)試精度。

圖3 踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)電氣原理簡(jiǎn)圖

試驗(yàn)機(jī)設(shè)置了2路獨(dú)立的閉環(huán)精密調(diào)壓回路，踏面制動(dòng)單元在試驗(yàn)機(jī)上安裝完成后，即可對(duì)踏面制動(dòng)單元的常用制動(dòng)缸和停放制動(dòng)缸一次性進(jìn)行性能測(cè)試，提高了測(cè)試效率。為防止高精度比例閥損壞，在氣壓回路中設(shè)置了壓力開關(guān)，保證氣壓回路有一定壓力時(shí)，比例閥才能通電工作，提高了測(cè)試系統(tǒng)的可靠性。

3 試驗(yàn)機(jī)控制面板

試驗(yàn)機(jī)控制面板采用Labview虛擬儀器平臺(tái)，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行全部測(cè)試過程的操作，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試過程、操作、數(shù)據(jù)采集、分析處理的自動(dòng)化和智能化，提高了例行試驗(yàn)的測(cè)試效率。系統(tǒng)操作控制面板主要有6個(gè)功能區(qū)域，如圖4所示。

可通過選擇測(cè)試操控區(qū)中各類試驗(yàn)項(xiàng)目的下拉菜單進(jìn)行所需試驗(yàn)(見圖5)。

4 試驗(yàn)結(jié)果

當(dāng)對(duì)踏面制動(dòng)單元產(chǎn)品完成各類所需的測(cè)試試驗(yàn)后，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)保存試驗(yàn)結(jié)果。操作者可根據(jù)需要選擇打印相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果，由試驗(yàn)機(jī)自帶的打印機(jī)打印出例行試驗(yàn)報(bào)告(見圖6)。

1—標(biāo)題區(qū)；2—測(cè)試報(bào)告區(qū)；3—常用缸測(cè)試操控區(qū)；4—停放缸測(cè)試操控區(qū)；5—位移測(cè)試操控區(qū)；6—手動(dòng)緩解力測(cè)試操控區(qū)。圖4 試驗(yàn)機(jī)操作控制面板

圖5 試驗(yàn)項(xiàng)目選擇示意圖

圖6 踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)報(bào)告

5 結(jié)束語

目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的同類試驗(yàn)機(jī)主要為德國(guó)克諾爾公司生產(chǎn)的PK-SB12-26型踏面制動(dòng)單元測(cè)試系統(tǒng)，由人工通過旋鈕手柄和按鈕操作，自動(dòng)化程度和智能化程度較低，而此次研發(fā)的踏面制動(dòng)單元例行試驗(yàn)機(jī)在試驗(yàn)時(shí)完全通過計(jì)算機(jī)控制面板操作。高精度的壓力傳感器、位移傳感器及數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)保證了試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的精確、穩(wěn)定、可靠，減輕了現(xiàn)場(chǎng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了試驗(yàn)效率。無論是踏面制動(dòng)單元的研發(fā)、生產(chǎn)廠家，或者各車輛段對(duì)踏面制動(dòng)單元的檢修、試驗(yàn)，均可采用此試驗(yàn)機(jī)對(duì)踏面制動(dòng)單元產(chǎn)品進(jìn)行例行試驗(yàn)檢測(cè)。□

(編輯：李琳琳)

2095-5251(2016)02-0015-02

2015-08-04

江 浪(1987-),男，碩士研究生學(xué)歷，工程師，從事軌道交通車輛基礎(chǔ)制動(dòng)產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)工作。

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