踏面制动单元

踏面制动单元（精选三篇）

踏面制动单元 篇1

关键词：列车,踏面制动单元,试验台,气动,数据采集

0 引言

踏面制动又称闸瓦制动,是空气制动的一种,以压缩空气为动力,制动缸活塞推力,经制动杠杆将闸瓦压紧车轮踏面,通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦,把列车动能转变为热能消散于大气之中,并产生制动力。踏面制动单元直接影响车辆的运行安全,因此踏面制动单元在装车前都要经过严格的调整量、气密性以及制动力的测试,并且需要定期对制动单元进行各项性能的检测,测试与检测过程试验种类繁多,试验过程繁琐。为了使试验数据更精确,并提高试验的可操作性,提高测试及检测效率,从而设计此测试系统试验台。此试验台可实现不同型号踏面制动单元的综合性能测试,其拥有对制动缸和弹簧缸(停放缸)的两路测试,因此对带有弹簧缸的踏面制动单元,亦可轻松完成其综合性能测试。

1 功能

1.1 踏面制动单元强度试验

将踏面制动单元安装在试验台上,闸瓦间隙为10 mm,将制动单元充风到0.8 MPa,在制动位保压10 s后排风缓解,记录在试验过程中踏面制动单元缓解是否正常,有无异常现象发生。

1.2 带停放踏面制动单元强度试验

闸瓦间隙为10 mm,将制动单元充风至0.8 MPa±10 k Pa,然后将弹簧制动器充风至1.2 MPa,在制动位保压20 s后先使制动单元排风缓解,然后使弹簧制动器排风,制动单元处于停放制动状态。记录在此过程中踏面制动单元的缓解状态,有无异常现象发生。

1.3 常用制动泄漏试验

将制动单元分次充风至0.08 MPa,0.6 MPa后切断气源,保压5 min,分别记录制动单元压力降。

1.4 弹簧制动器泄漏试验

将弹簧制动器分次充风至0.08 MPa,0.45 MPa后切断气源,保压5 min,分别记录弹簧制动器压力降。

1.5 手动缓解试验

闸瓦间隙为10 mm,向弹簧制动器内充入压力空气0.48 MPa,然后排风,待停放弹簧产生制动后,用力拉手动缓解手柄,记录由制动到缓解过程。

1.6 一次间隙调整量试验

一次间隙调整量测试应在闸瓦托退出30 mm~80 mm范围内进行,在缓解状态下把闸瓦托调至最短位置,选取测量参考点Y,此时测量闸瓦托与参考点Y的距离L1;向制动单元充风,待闸瓦托完全伸出后,测量闸瓦托与参考点Y的距离L3;在排风,闸瓦托顺利退回后,此时测量闸瓦托与参考点Y的距离L2。每充、排风一次即可得到一个L2与L1的差值,即为一次间隙调整量,L3与L1的差值即为一次制动闸瓦最大行程。

在0.45 MPa压缩空气的条件下,进行一次间隙调整量试验。

1.7 缓解间隙X试验

缓解间隙X测试应在闸瓦托退出30 mm~80 mm范围内进行,按试验2.6测得的L3与L2的差值即为缓解间隙X。

在0.45 MPa压缩空气的条件下,进行缓解间隙试验。

1.8 总调整量试验

在常用制动缓解条件下,将闸瓦托跳到最短位置,选取测量参考点Y,测量闸瓦托与参考点Y的距离L1,使制动单元反复充、排气,当闸瓦托推出量不再增加时,在缓解状态下测量闸瓦托的距离L4,L4与L1的差值即为总调整量。

在0.45 MPa压缩空气的条件下,进行总调整量试验。

1.9 弹簧制动器行程试验(制动单元处于无风压状态)

调整调节螺母使闸瓦托到初始行程位,将弹簧制动器充风至0.6 MPa,然后排风,进行制动、缓解,记录各零部件的移动是否平稳,有无卡滞,一次停放制动的闸瓦托行程值。

1.1 0 常用制动闸瓦压力测试(弹簧制动器处于缓解位)

调整闸瓦间隙为10±1 mm,制动单元内风压分次充至0.3 MPa,0.4 MPa,0.5 MPa,观测压力测试结果,缓解。记录测试结果。

1.1 1 停放制动压力测试(制动单元处于无风压状态)

调整闸瓦间隙为10±1 mm,向弹簧制动器内充风至0.48 MPa,然后把风排空,观测压力测试结果。记录停放制动压力的测试结果。

2 试验台结构设计

此踏面制动单元测试系统试验台由测试主机和操作控制台两部分组成,测试主机是试验台的执行部分,通过操作控制台可控制测试主机对踏面制动单元进行各项性能测试。

试验台主机结构简图如图1所示。

主机分为两个部分:床身10以及电器柜11,床身尺寸:2 250×830×670,床身两边分别焊接4个筋板,可承受踏面制动单元10 t的制动推力,其用于安放各种机械装置,依靠螺栓固定在电器柜之上,电器柜尺寸:2 100×700×600,电磁阀、比例阀、换向阀等气路装置和压力传感器、多功能数据采集卡等数据采集装置以及继电器板等电控装置均安装固定在电器柜之中,气动元件与电控装置分装在电器柜两边。

1—防护网罩;2—安装板;3—踏面制动单元;4-假轮;5—直线轴承;6—位移传感器;7-压力传感器;8—电磁制动电机;9—齿轮箱;10—床身;11-电气柜

图1 试验台主机结构简图

床身上主要有以下几个部件:防护网罩1可以保护操作人员不受意外伤害;踏面制动单元3用螺栓固定在安装板2上,通过丝杠带动安装板的移动可实现踏面制动单元的横向位移调节;假轮4用以模拟车轮,试验时用卡舌固定在闸瓦托上跟随闸瓦托一起运动;位移传感器6实时测量闸瓦位移,其与另一个位移传感器共同测算踏面制动单元的缓解间隙以及调整量;压力传感器7固定在齿轮箱9的输出轴上,其作用为测量踏面制动单元的制动力;电磁制动电机8为驱动装置,其与齿轮箱共同完成踏面制动单元闸瓦间隙的调节。通过鼠标操作试验面板分别对制动单元的制动缸和弹簧缸进行充风排风可实现对不同型号踏面制动单元的性能测试。

3 气动控制系统设计

试验台的气动控制系统主要由气源、过滤器、比例阀、球阀、电磁阀、换向阀、压力传感器等组成,通过工控机控制多功能数据采集卡输出A/D信号控制电磁阀的动作来改变气路,从而实现对踏面制动单元的充风、排风。气路控制系统简图如图2所示。

气路控制系统共有4条气路:2路控制弹簧缸动作、1路控制制动缸动作、1路控制防护罩动作。由于弹簧缸需要测试充风至1.2 MPa下的强度,而比例阀所调控范围为0.1~0.9 MPa,因此将控制弹簧缸的气路分为两路,一路由减压阀设定为固定气压值:1.2 MPa,一路经由比例阀调控,调控范围:0.1~0.9 MPa。需要测试高压下强度时将气路切换至1.2 MPa。其他试验将经比例阀调至设置气压,气路的选择及气压的调节均由系统根据所选择试验自动输出A/D信号,控制电磁阀的动作实现气动球阀的转向,最终实现对气路的选择。气压的调节是一个反馈调节的过程。防护罩的开闭由左右两个气缸共同推动。

图2 气路简图

4 电气控制系统设计

试验台采用NI公司的多功能数据采集卡PCI-6221来对数据进行采集以及实现工控机对试验台的控制。其包括2路模拟输出,16路模拟输入,24路数字I/O线,可实现对2个比例阀的控制,对4个气压传感器、2个拉压力传感器、2个位移传感器的数据采集,以及对电磁阀、继电器板等进行开关量控制。电气控制系统示意图如图3所示。

图3 控制系统简图

通过多功能数据采集卡的AO口输出0~10 V直流电压控制比例阀调节气压范围0.1~0.9 MPa;数据采集卡DO口输出电压为0 V/5 V,而电磁阀动作电压为24 V,因此电磁阀的控制需要增加继电器板来进行中继,通过数据采集卡的DO口控制继电器板的开闭来实现电磁阀的动作。同时,电磁制动电机的运转也通过继电器板来控制继电器实现(继电器通220 V交流电)。数据的采集由数据采集卡的AI口实现,采集到的数据上传至工控机进行处理后在显示窗口显示。

5 试验测试控制软件设计

试验测试控制软件采用labview8.6编写,其优点是可利用计算机强大的图形环境,采用可视化的图形编程语言和平台,在计算机屏幕上建立图形化的软面板来替代常规的传统仪器面板。软面板上具有与实际仪器相似的旋钮、开关、指示灯及其他控制部件。在操作时,用户只需通过鼠标或键盘来操作软面板,就可实现检验仪器的通信和操作。具有可视化强,编程简单,操作灵活方便的优点。

测试控制软件的操作流程如图4所示。

图4 操作流程图

试验时先打开试验软件,选择试验类型,进行试验参数设置,进行试验,制动缸试验和弹簧缸试验分开操作,方便快捷。在试验界面右部以试验报告形式显示试验数据,一目了然。试验数据以踏面制动单元编号为名称保存,方便查询。软件界面如图5所示。

图5 软件界面

制动缸操作面板进行制动缸试验,有弹簧缸的制动单元做弹簧缸试验时使用弹簧缸操作面板,计时区域在需要保压时进行计时操作,位移控制面板进行闸瓦间隙调整,手动缓解采集面板进行手动缓解试验。

6 结语

踏面制动单元测试系统试验台是集气动控制与电气控制于一体的试验设备,只需要将被试踏面制动单元按试验要求安装好后,操作人员即可操纵键盘和鼠标,通过微机试验程序在短时间内完成踏面制动单元的各项性能检测试验。试验台结构合理,性能可靠,装卸方便,试验软件操作简单,试验数据准确,极大地减轻了现场工人的劳动强度,提高了工作效率。高精度的压力传感器、位移传感器、比例调压阀及数据采集系统保证了试验检测结果的准确、稳定、可靠,试验数据的自动化处理大大提高了踏面制动单元出厂验收及检修作业的管理水平,是踏面制动单元生产厂家和车辆段检修踏面制动单元必不可少的设备之一。

参考文献

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[9]郑对元.精通Lab VIEW虚拟仪器程序设计[M].北京:清华大学出版社,2012.

制动单元如何使用,排除再生能量？ 篇2

2014-8-20

制动单元：

制动单元的功能是当直流回路的电压Ud超过规定的限值时（如660V或710V），接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。制动单元可分内置式和外置式二种，前者是适用于小功率的通用变频器，后者则是适用于大功率变频器或是对制动有特殊要求的工况中。从原理上讲，二者并无区别，都是作为接通制动电阻的“开关”，它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。

制动电阻：

踏面制动单元 篇3

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司是列车基础制动装置的专业生产厂家, 其生产的踏面制动单元已实现批量装车。为满足对于踏面制动单元产品出厂性能的自动化、智能化精密试验检测的需求, 研制了踏面制动单元例行试验机 ( 见图1) 。

1 试验机使用要求及主要技术指标

1. 1 使用要求

踏面制动单元例行试验机应能够满足以下使用要求:

( 1) 能对常用踏面制动单元及带停放功能的踏面制动单元产品进行灵敏度试验、泄漏试验 ( 测量结果精确到1 k Pa) 、强度试验、制动力测试试验、间隙调整性能测试试验 ( 精确到0. 1 mm) 、行程试验、手动缓解测试试验等所有出厂试验项目的检测;

( 2) 试验机性能稳定可靠, 试验数据精确。满足自动化、智能化的使用要求, 劳动强度低, 并有相应的安全保护装置, 适用于批量产品的试验检测。

1. 2 主要技术指标

( 1) 试验机可实现10 k Pa ~ 1 200 k Pa无级调压, 调压精度为 ± 5 k Pa。

( 2) 最大试验位移行程为150 mm, 位移测量精度为 ± 0. 1 mm。

( 3) 制动力测量范围为0 ~ 100 k N, 测量精度为± 0. 02% ( FS) 。

2 试验机整体组成

踏面制动单元例行试验机是由机械装置、气动系统、电控系统、软件系统四部分集成一体的新型试验设备, 其组成简图及系统电气原理图分别如图2、图3 所示。

由于踏面制动单元在实际制动过程中会产生闸瓦的绕轴摆动, 故试验机机械装置中模拟轮与推杆的连接时采用了移动副和球铰的组合连接, 可大幅度减少由于模拟轮的受力偏转在推杆上作用产生的横向偏载, 提高了制动力的测试精度。使用球铰还可以减少由于安装误差、导向误差在推杆上引起的横向偏载, 同样提高了制动力的测试精度。

试验机设置了2 路独立的闭环精密调压回路, 踏面制动单元在试验机上安装完成后, 即可对踏面制动单元的常用制动缸和停放制动缸一次性进行性能测试, 提高了测试效率。为防止高精度比例阀损坏, 在气压回路中设置了压力开关, 保证气压回路有一定压力时, 比例阀才能通电工作, 提高了测试系统的可靠性。

3 试验机控制面板

试验机控制面板采用Labview虚拟仪器平台, 通过计算机进行全部测试过程的操作, 实现了测试过程、操作、数据采集、分析处理的自动化和智能化, 提高了例行试验的测试效率。系统操作控制面板主要有6 个功能区域, 如图4 所示。

可通过选择测试操控区中各类试验项目的下拉菜单进行所需试验 ( 见图5) 。

4 试验结果

当对踏面制动单元产品完成各类所需的测试试验后, 计算机会自动保存试验结果。操作者可根据需要选择打印相应的试验结果, 由试验机自带的打印机打印出例行试验报告 ( 见图6) 。

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