城市軌道交通車輛液壓制動(dòng)夾鉗測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)

顧本蘭　王帥　趙晶晶　符建維

摘 要：確保液壓制動(dòng)夾鉗技術(shù)狀態(tài)對(duì)城市軌道交通車輛安全運(yùn)行非常重要，本文主要介紹了用于液壓制動(dòng)夾鉗強(qiáng)度試驗(yàn)、靈敏度試驗(yàn)、測(cè)力試驗(yàn)與總行程試驗(yàn)、泄露試驗(yàn)、緩解間隙試驗(yàn)等試驗(yàn)的測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用。本文介紹了測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)方案及控制臺(tái)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械工裝及電氣測(cè)控系統(tǒng)及人機(jī)交互系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：液壓制動(dòng)夾鉗 試驗(yàn)設(shè)備 結(jié)構(gòu)方案

1 引言

城市軌道交通設(shè)備液壓制動(dòng)夾鉗例行試驗(yàn)主要包括強(qiáng)度試驗(yàn)強(qiáng)度試驗(yàn)、靈敏度試驗(yàn)、測(cè)力試驗(yàn)與總行程試驗(yàn)、泄露試驗(yàn)、緩解間隙試驗(yàn)等。通過對(duì)液壓制動(dòng)夾鉗輸入一路液壓壓力，按照實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行保壓不同時(shí)長(zhǎng)或不保壓測(cè)量閘片壓力值、泄露量等數(shù)據(jù)，并將測(cè)試結(jié)果與實(shí)驗(yàn)大綱規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比較，判定制動(dòng)夾鉗的技術(shù)狀態(tài)是否合格。

2 總體設(shè)計(jì)方案

本文介紹的測(cè)試設(shè)備主要由電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)（包括液壓站、液壓管路系統(tǒng)等）、機(jī)械工裝（液壓制動(dòng)夾鉗安裝工裝及輸出力檢測(cè)機(jī)構(gòu)）及人機(jī)交互系統(tǒng)四部分組成。采用整體集成式設(shè)計(jì)，主要元器件包括工控機(jī)、顯示器、打印機(jī)、壓力傳感器、電磁閥、I/O測(cè)控模塊、力傳感器、位移傳感器等組成。設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系圖如下：

3 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)方案

3.1 電氣控制系統(tǒng)

主要包括動(dòng)力部分和控制部分，其中動(dòng)力部分采用電機(jī)動(dòng)力開關(guān)及其啟動(dòng)控制;控制部分：使用PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及控制，觸摸屏顯示設(shè)備狀態(tài)及設(shè)置設(shè)備參數(shù)。控制電壓采用DC24V，保證安全性。壓力調(diào)整及流量調(diào)整控制都通過PLC完成。并設(shè)計(jì)超壓保護(hù)、回油堵塞保護(hù)、電機(jī)超載保護(hù)、液位保護(hù)、流量計(jì)保護(hù)等等。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作，并報(bào)警燈閃耀，人機(jī)界面中顯示報(bào)警內(nèi)容，提示操作人員如何處理。

3.2 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)由液壓油源、控制閥類、壓力傳感器、液壓油缸、液壓輔件和吸油裝置等組成。液壓泵站為產(chǎn)品試驗(yàn)過程中的所有試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)提供油源。液壓控制閥類用于控制油液的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行元件按照負(fù)載的需求進(jìn)行工作。液壓壓力傳感器、壓力表用于測(cè)量液壓系統(tǒng)的壓力。液壓輔件包括液壓管道和接頭。吸油裝置用于試驗(yàn)完成后抽取被試品中未排完的液壓油，防止液壓油漏出污染試驗(yàn)廠房。主要原理圖如下圖3所示。

液壓泵站配置冷卻裝置，保證設(shè)備正常連續(xù)工作時(shí)油液溫度不超過60℃，且泵站配備溫度傳感器，當(dāng)油液超過規(guī)定溫度時(shí)設(shè)備將報(bào)警。液壓泵站安裝了液位傳感器，當(dāng)液位過低時(shí)報(bào)警，以提醒及時(shí)加注液壓油，防止液壓油泵的吸空。

輸出力試驗(yàn)時(shí)，啟動(dòng)液壓站，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕，通過人工觀察液壓壓力表，同時(shí)通過緩慢調(diào)節(jié)液壓調(diào)節(jié)旋鈕，使液壓輸出壓力達(dá)到指定壓力值，待穩(wěn)定后，通過夾鉗測(cè)力表顯示液壓夾鉗輸出力值。泄漏試驗(yàn)時(shí)，啟動(dòng)液壓站，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕，通過人工觀察液壓壓力表，同時(shí)通過緩慢調(diào)節(jié)液壓調(diào)節(jié)旋鈕，使液壓輸出壓力達(dá)到指定壓力值，待穩(wěn)定后，將液壓管路手動(dòng)截止閥判斷，觀察液壓壓力表壓力值是否下降，同時(shí)觀察是否有液壓油滲漏現(xiàn)象。

3.3 機(jī)械工裝

機(jī)械工裝主要由液壓夾鉗安裝工裝、輸出力檢測(cè)機(jī)構(gòu)。液壓夾鉗安裝工裝用于安裝被試液壓夾鉗。輸出力檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括模擬假盤及假盤調(diào)節(jié)裝置。假盤調(diào)節(jié)裝置主要由假盤推出機(jī)構(gòu)、安裝框架、假盤豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、假盤橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。假盤推出機(jī)構(gòu)安裝在直線軸承上，當(dāng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，由油缸進(jìn)行推出;當(dāng)做完試驗(yàn)時(shí)，由油缸拉回。假盤橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由直線軸承及導(dǎo)向軸構(gòu)成，可自動(dòng)調(diào)節(jié)假盤距離液壓制動(dòng)器二側(cè)的間距，來控制液壓夾鉗制動(dòng)器的輸出力誤差。模擬假盤由傳感器安裝板及增厚板組成，通過更改增厚板的厚度，可滿足不同夾鉗的試驗(yàn)要求。

3.4 人機(jī)交互系統(tǒng)

包括工控機(jī)、顯示器、測(cè)控軟件等。工控機(jī)在試驗(yàn)過程中完成指令輸入，并從PLC 讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與生成報(bào)表。顯示屏用作顯示設(shè)備，試驗(yàn)的操作可實(shí)現(xiàn)全部采用觸摸屏的觸摸控制。測(cè)控軟件具有用戶管理、硬件設(shè)備參數(shù)管理、報(bào)表打印、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。

4 結(jié)語

本文所介紹的試驗(yàn)設(shè)備主要由工控機(jī)、顯示器、打印機(jī)、壓力傳感器、電磁閥、I/O測(cè)控模塊、力傳感器、位移傳感器等組成，是一種結(jié)構(gòu)可靠，自動(dòng)化程度高、高精度、高效的試驗(yàn)設(shè)備，具備較強(qiáng)的推廣意義和價(jià)值。