車鉤防跳間隙檢測(cè)的新方法

于瑞國(guó)，遲雪松

（北京鐵路局 天津車輛段，天津300012）

在危害行車安全的事故中，車輛分離所占的比例非常大，可能產(chǎn)生的事故后果也非常嚴(yán)重。造成車輛分離的主要原因是車鉤防跳間隙不符合規(guī)定，導(dǎo)致車鉤異常開啟。因此，嚴(yán)格落實(shí)車鉤檢修工藝要求，保證車鉤防跳系統(tǒng)的檢修質(zhì)量對(duì)減少車輛分離事故尤為重要。

根據(jù)《鐵路貨車廠修規(guī)程》和《鐵路貨車段修規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定貨車做廠修、段修時(shí)要對(duì)車鉤防跳間隙進(jìn)行檢測(cè)，其標(biāo)準(zhǔn)為：

（1）廠修 上作用車鉤檢測(cè)3～10mm，下作用車鉤檢測(cè)3～18mm；

（2）段修 上作用車鉤檢測(cè)3～11mm，下作用車鉤檢測(cè)3～22mm；

（3）修車庫車鉤檢測(cè)

①車號(hào)首位數(shù)碼是5時(shí)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為下作用車鉤檢測(cè)值。

②車號(hào)首位數(shù)碼是非5時(shí)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為上作用車鉤檢測(cè)。

目前，檢測(cè)車鉤防跳間隙采用撬棍將鉤鎖鐵托起，使用塞規(guī)進(jìn)行檢測(cè)，只能定性檢測(cè)間隙是否合格，不能得到準(zhǔn)確的間隙值，人為因素影響檢測(cè)結(jié)果并且追溯困難。為提高車鉤防跳間隙的檢測(cè)精度，準(zhǔn)確的落實(shí)檢修工藝要求和檢測(cè)數(shù)據(jù)的可追溯性，迫切需要一種新的檢測(cè)方法來代替人工檢測(cè)。

該檢測(cè)儀主要由檢測(cè)控制部分、信息錄入及輸出部分、輔助托架部分組成，整體示意圖如圖1。

1 檢測(cè)控制部分

采用數(shù)顯式位移傳感器作為檢測(cè)單元，拉線式測(cè)量卡頭作為直接測(cè)量裝置。測(cè)量卡頭通過鋼絲與傳感器滑動(dòng)部位連接，檢測(cè)時(shí)，將測(cè)量卡頭吸附在車鉤鎖鐵上，通過頂桿向上托起鉤鎖鐵，測(cè)量頭（鉤鎖鐵）向上產(chǎn)生位移，同時(shí)帶動(dòng)傳感器滑動(dòng)部位也產(chǎn)生相同的位移，即檢測(cè)出間隙值?？刂撇糠植捎脝纹瑱C(jī)為控制單元，通過串口和A／D模塊采集位移傳感器產(chǎn)生的測(cè)量值，分析判斷測(cè)量結(jié)果，然后存儲(chǔ)在芯片上并提供數(shù)據(jù)顯示輸出功能。單板機(jī)是車鉤防跳間隙檢測(cè)儀的心臟，由3個(gè)單片機(jī)CPU構(gòu)成，分為主控CPU、數(shù)據(jù)采集CPU和觸摸屏控制CPU。數(shù)據(jù)采集CPU是對(duì)檢測(cè)信號(hào)采集運(yùn)算，觸摸屏控制CPU控制屏幕顯示和鍵盤操作。主控CPU是中央控制機(jī)，完成數(shù)據(jù)檢測(cè)和分析判斷、錄入信息的處理及打印，以USB口和COM口的輸出控制。系統(tǒng)構(gòu)成如圖2。

圖1 檢測(cè)儀示意圖

圖2 系統(tǒng)構(gòu)成

2 信息錄入及輸出部分

采用單片機(jī)作為主控單元，應(yīng)用MCS-51匯編語言編寫控制程序，將傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄（具有不可修改性）；采用觸摸屏顯示，并設(shè)置軟鍵盤，可輸入車鉤、裝車相關(guān)信息，配備微型打印機(jī)，可直接輸出檢測(cè)記錄，為了便于數(shù)據(jù)追溯軟件具備查詢功能，具體內(nèi)容如下：

（1）錄入內(nèi)容

檢修地點(diǎn)、日期修改、檢測(cè)人、修程、檢修編號(hào)、作用選項(xiàng)、車號(hào)、作用位選項(xiàng)。

（2）查詢內(nèi)容

按檢測(cè)編號(hào)查詢、按檢修編號(hào)查詢、按車號(hào)查詢。

（3）參數(shù)顯示及打印功能

相關(guān)信息和檢測(cè)數(shù)值在觸摸屏上顯示，并可以根據(jù)需要打印，內(nèi)容如下：

①檢測(cè)日期（年月日），②檢測(cè)時(shí)間（時(shí)分秒），③檢測(cè)人代碼，④修程，⑤檢修地點(diǎn)，⑥檢修編號(hào)或車號(hào)，⑦上作用（下作用）檢測(cè)數(shù)值（鉤緩間檢測(cè)），1位檢測(cè)數(shù)值，2位檢測(cè)數(shù)值（修車庫檢測(cè)），⑧檢測(cè)結(jié)論。

該設(shè)備同時(shí)還有USB數(shù)據(jù)和COM數(shù)據(jù)通訊口，以便使用U盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和與上位機(jī)（如HMIS系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，配備蓄電池和充電系統(tǒng)。

3 輔助托架部分

輔助托架部分是完成測(cè)量動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用壓縮空氣作為動(dòng)力，通過控制手柄操縱一個(gè)直徑20mm氣缸作為執(zhí)行單元，氣缸推動(dòng)支桿托架頂起鉤鎖鐵移動(dòng)從而產(chǎn)生測(cè)量位移。由于工藝規(guī)定檢測(cè)時(shí)鎖鐵腿必須貼后壁頂起，我們?cè)O(shè)計(jì)了9°氣缸頂起傾角，并且托架頭部采用半徑為40mm、張角為60°的弧形結(jié)構(gòu)，保證鎖鐵腿頂起滿足工藝要求。

鉤鎖鐵自重為6.4kg，考慮摩擦力和自重的因素，設(shè)計(jì)托起力為100～200N，通過調(diào)壓閥調(diào)整壓縮空氣的壓力，確保托起鉤鎖鐵到位后停止向上移動(dòng)。

4 主要技術(shù)參數(shù)

5 結(jié)束語

車鉤防跳檢測(cè)儀的先進(jìn)性和特點(diǎn)

（1）操作簡(jiǎn)便。采用單板機(jī)自動(dòng)跟蹤判斷處理，完成了車鉤防跳間隙所有不同檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)。全部操作由觸摸屏程序化完成。

（2）精度高。采用光柵線位移傳感器和拉線式測(cè)量卡頭，使車鉤防跳間隙測(cè)量值更加穩(wěn)定、準(zhǔn)確，從而大大提高了測(cè)量精度。

（3）工作效率高。采用壓力式輔助托起裝置，從而取代了傳統(tǒng)的撬棍，大大提高了檢測(cè)工藝和工作效率。

（4）安全。系統(tǒng)全部采用5V和12V直流安全電壓。在檢測(cè)時(shí)，由操作者控制壓力開關(guān)將鉤鎖鐵恒力向上托起；檢測(cè)完成，控制壓力開關(guān)使鉤鎖鐵落下。

（5）檢測(cè)容易。檢測(cè)數(shù)據(jù)全部采用單片機(jī)控制顯示、存取、輸入和輸出，同時(shí)設(shè)計(jì)了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，供檢測(cè)時(shí)對(duì)照使用，方便了檢測(cè)人對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷。

（6）使用靈活。檢測(cè)儀體積較小，移動(dòng)方便，設(shè)計(jì)時(shí)考慮了現(xiàn)場(chǎng)檢修地點(diǎn)不同的使用問題?？梢栽阢^緩間作業(yè)線使用，也可在修車庫對(duì)單車進(jìn)行檢測(cè)，從而使其更具有使用的靈活性，便于產(chǎn)品的推廣。

（7）接口齊全。設(shè)備有COM及USB接口、外接220V充電電源和風(fēng)源，完全能夠落實(shí)13號(hào)和13A型車鉤防跳間隙所有的檢測(cè)項(xiàng)目，適應(yīng)生產(chǎn)進(jìn)度和車輛未來發(fā)展的需求，保證13號(hào)和13A型車鉤檢修質(zhì)量。

（8）檢測(cè)方式新穎。本檢測(cè)儀的創(chuàng)新點(diǎn)是測(cè)量方式及測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)，由于所測(cè)工件外形尺寸不規(guī)則且磨耗位置各不相同，采用常規(guī)的測(cè)量方式和裝置是無法完成的。

經(jīng)過兩年多的使用，我們認(rèn)為車鉤防跳間隙檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)了人機(jī)互控的工作理念，在督促職工認(rèn)真落實(shí)工藝要求，定量、定性分析檢測(cè)結(jié)果，保證車鉤檢修質(zhì)量上起到了積極地作用，有利的保證了行車安全。