一種新型制動(dòng)閥滑閥組件工作面平面度測(cè)試系統(tǒng)的研究

白帆

摘要：104閥與120閥全稱為104空氣控制閥與120空氣控制閥，用于控制列車運(yùn)行及制動(dòng)時(shí)的風(fēng)壓控制，是車輛基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)的重要部分。其中滑閥的工作面是其總成的主要工作部分，滑閥的平面度的高低對(duì)于保證滑閥的工作性能有重要影響。目前，沒(méi)有一種合適的檢測(cè)系統(tǒng)能對(duì)104閥與120閥的平面度進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。

為解決此問(wèn)題，本文提供一種用于制動(dòng)閥滑閥組件工作面平面度測(cè)試的系統(tǒng)及測(cè)試方法，能夠?qū)?04閥和120閥滑閥工作面平面度進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：120閥;滑閥;平面度

1方案的經(jīng)濟(jì)可行性

1.1產(chǎn)品銷售收入與銷售稅金機(jī)器附加估算

（1）達(dá)產(chǎn)年的產(chǎn)品規(guī)模及預(yù)計(jì)產(chǎn)品銷售價(jià)格如下：

序號(hào) 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品規(guī)模

（臺(tái)） 銷售價(jià)格（含稅）

（萬(wàn)元）

1 滑閥平面度檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái) 5 15-20

（2）財(cái)務(wù)盈利指標(biāo)如下：項(xiàng)目所得稅前財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率FIRR為29.69%，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值FNPV（ic=10%）為6.33萬(wàn)元，靜態(tài)投資回收期為0.5年（含建設(shè)期1年）。項(xiàng)目所得稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為23.69%，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（ic=10%）為4.93萬(wàn)元，靜態(tài)投資回收期為0.5年（含建設(shè)期1年）。上述指標(biāo)表明，本項(xiàng)目能獲得較好的投資收益率，項(xiàng)目在財(cái)務(wù)上是可行的。

1.2不確定性分析

以設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力利用率來(lái)表示項(xiàng)目的盈虧平衡點(diǎn)BEP，即

本項(xiàng)目只要生產(chǎn)能力利用率達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的56.28%就能夠保本經(jīng)營(yíng)而不發(fā)生虧損。

3系統(tǒng)組成與測(cè)試原理

3.1系統(tǒng)工作原理

首先對(duì)氣動(dòng)量?jī)x的風(fēng)源壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)定至500kpa左右，然后將內(nèi)平面測(cè)試頭或者外平面測(cè)試頭置于所需檢測(cè)的滑閥的內(nèi)平面或外平面上，將測(cè)試頭與滑閥的平面對(duì)齊，打開氣動(dòng)量?jī)x，根據(jù)氣動(dòng)量?jī)x流量變化對(duì)應(yīng)的高度變化情況，生成反映滑閥形態(tài)的示意圖，觀察顯示器中的示意圖，若顯示器中顯示形態(tài)為中間凸起導(dǎo)致的不合格，則停止測(cè)試，將測(cè)試后的滑閥取下重新進(jìn)行研磨，著重研磨中間凸起的部位，研磨后重新進(jìn)行平面度的檢測(cè);若顯示器中顯示形態(tài)為中間凹陷導(dǎo)致的不合格，則停止測(cè)試，將測(cè)試后的滑閥取下重新進(jìn)行研磨，著重研磨兩邊凸起的部位，研磨后重新進(jìn)行平面度的檢測(cè);若顯示器中顯示結(jié)果為合格，則檢測(cè)完畢，滑閥無(wú)需重新進(jìn)行加工。

3.2平面度判斷原理

所述的根據(jù)氣動(dòng)量?jī)x流量變化對(duì)應(yīng)的高度變化情況，生成反映滑閥形態(tài)的示意圖指的是，氣動(dòng)量?jī)x工作時(shí)，通過(guò)內(nèi)平面測(cè)試頭或者外平面測(cè)試頭輸出壓力相同的氣流，當(dāng)氣流遇到滑閥平面的測(cè)試區(qū)域時(shí)，根據(jù)伯努利定理，由于不同孔位所對(duì)應(yīng)的區(qū)域與內(nèi)平面測(cè)試頭或者外平面測(cè)試頭平面距離不同，所對(duì)應(yīng)的流量也不同，利用氣動(dòng)量?jī)x內(nèi)部的流量傳感器測(cè)試不同位置的流量區(qū)別，能夠在氣動(dòng)量?jī)x內(nèi)部定量的換算出不同位置與內(nèi)平面測(cè)試頭或者外平面測(cè)試頭工作平面的距離，若其距離為兩側(cè)遠(yuǎn)，中間近，則對(duì)應(yīng)的滑閥平面形狀為凸;若兩側(cè)近，中間遠(yuǎn)，則為凹。

3.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

如圖所示，用于制動(dòng)閥滑閥組件工作面平面度測(cè)試的系統(tǒng)，包括：機(jī)架1、儲(chǔ)風(fēng)缸2、過(guò)濾器3和氣動(dòng)量?jī)x4，儲(chǔ)風(fēng)缸2、過(guò)濾器3都固定于機(jī)架1的底板上，儲(chǔ)風(fēng)缸2位于過(guò)濾器3的前方，氣動(dòng)量?jī)x4利用螺栓固定于機(jī)架1上部的橫梁上，風(fēng)源經(jīng)過(guò)過(guò)濾器3后進(jìn)入儲(chǔ)風(fēng)缸2進(jìn)行穩(wěn)壓，然后輸出至氣動(dòng)量?jī)x4。所述的動(dòng)量?jī)x4有8個(gè)，用分路接頭與儲(chǔ)風(fēng)缸2連通。在機(jī)架1的上部，氣動(dòng)量?jī)x4旁設(shè)置有顯示器5，顯示器5與電腦主機(jī)8、穩(wěn)壓電源9，顯示器5利用固定于機(jī)架1的前面板上，電腦主機(jī)8放置于顯示器5下后方，穩(wěn)壓電源9置于機(jī)架1的底板上，電腦主機(jī)8的后方，電腦主機(jī)8分別與顯示器5、穩(wěn)壓電源9、連接。顯示器5下部設(shè)置有按鈕6。所述的機(jī)架1上部有工作臺(tái)。

機(jī)架1為固定其它部件的基礎(chǔ)，儲(chǔ)風(fēng)缸2、過(guò)濾器3固定于機(jī)架1的底板上，氣動(dòng)量?jī)x4固定于機(jī)架1的中間橫梁上，數(shù)量為8個(gè)。顯示器5固定于機(jī)架1的正面面板上。按鈕6位于顯示器5的下方，與機(jī)架1正面面板固定，數(shù)量為3個(gè)。內(nèi)平面測(cè)試頭7利用軟管與氣動(dòng)量?jī)x4連接，試驗(yàn)時(shí)將其從中部的抽屜中取出置于待測(cè)閥面上使用。電腦主機(jī)8置于機(jī)架1的底板前部，穩(wěn)壓電源9置于機(jī)架1的底板前部，與電腦主機(jī)8及儲(chǔ)風(fēng)缸2相鄰，穩(wěn)壓電源9周圍有隔離罩。

3.4設(shè)備、材料、元器件選型方案

氣動(dòng)量?jī)x采用費(fèi)斯托高精度氣動(dòng)量?jī)x，電磁閥采用中國(guó)電科33所生產(chǎn)的58133電磁閥，管路部分使用銅管連接，外部結(jié)構(gòu)使用鈑金與結(jié)構(gòu)件結(jié)合的方式。

3.5試驗(yàn)方案

首先將測(cè)頭置于檢測(cè)位置，使測(cè)頭邊緣對(duì)齊閥平面邊緣，然后觀察實(shí)測(cè)值與合格值范圍區(qū)別，對(duì)顯示值與合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，比較后進(jìn)行排風(fēng)，夾具松開將閥取下，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程結(jié)束。

4關(guān)鍵技術(shù)及解決

4.1關(guān)鍵技術(shù)

所涉及的關(guān)鍵技術(shù)如下：制動(dòng)閥各個(gè)結(jié)合面的檢測(cè);平面度的定量判斷;檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集上傳、存儲(chǔ)、決策分析、查詢、打印;實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試、判斷、分類，全部作業(yè)時(shí)間不超過(guò)1分鐘/個(gè);設(shè)備自檢功能。

4.2解決途徑

使用高精度氣動(dòng)量?jī)x結(jié)合高加工精度的測(cè)頭實(shí)現(xiàn)各個(gè)結(jié)合面的有效檢測(cè)設(shè)計(jì)平面度判斷算法實(shí)現(xiàn)平面度的精確判斷;使用微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程全程自動(dòng)記錄，檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)計(jì)算，通過(guò)IO與微控部分連接進(jìn)行傳輸;在控制軟件內(nèi)設(shè)計(jì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集上傳、存儲(chǔ)、決策分析、查詢、打印;通過(guò)流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)及氣動(dòng)元件、管路等優(yōu)化選型設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間已經(jīng)縮短至3分鐘左右。

5結(jié)語(yǔ)

綜上，本文主要闡述了一種新型制動(dòng)閥平面度檢測(cè)系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容，可供有關(guān)人士參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 120型貨車空氣制動(dòng)機(jī)主閥研磨工藝[J]. 杜新民 高恒. 機(jī)車車輛工藝.2013.

[2]120型控制閥平面研磨步驟方法[J].邊偉.哈爾濱鐵道科技.2014.