CN102221471B

CN102221471B - 铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台

Info

Publication number: CN102221471B
Application number: CN 201110091694
Authority: CN
Inventors: 温铁宏; 王翊; 周戈文; 张奕; 王强; 任斌; 刘涵
Original assignee: Locomotive and Car Research Institute of CARS
Current assignee: Locomotive and Car Research Institute of CARS
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2031-04-13
Also published as: CN102221471A

Abstract

一种铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其包括主机系统和测控系统，所述主机系统包括机柜、设置在所述机柜上的夹紧装置和工况转换机构、以及布置在所述机柜内部的试验气动装置；所述测控系统则主要包括计算机、所述计算机控制的步进电机、用于采集所述试验气动装置不同位置的压力信号的压力传感器、用于读取压力信号的压力表、设置在所述试验气动装置上的多个电磁阀。本发明的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台实现了试验操作、数据记录自动化，极大地降低了工人的劳动强度，使工作效率成倍增加，这样不但排除了繁琐的人工操作，而且避免了试验中人为因素的影响，使测试精度大为提高，保证了试验数据的准确性。

Description

铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台

技术领域

本发明涉及一种铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，尤其是一种适用于轴重25吨及以下铁路重载货车的空重车自动调整装置的电气试验台。

背景技术

现有的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台都是采用人工操作、人工阅读压力表的方式操控的机械式试验台，随着铁路运输技术的迅速发展，要求空重车自动调整装置试验台具有更高的技术指标和质量水平，因此就需有精度更高、功能更齐全、性能更优良的、并且能够自动化操控的电气式试验台作为技术保障。

因此，实有必要发明一种用于铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台的目的在于，发明一种能够自动化操控的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，克服现有的试验台需要采用人工操作、人工阅读压力表的方式操控的缺陷，达到更高的精度、实现更齐全的功能、以及更优良的性能。

为了实现上述目的，本发明的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台采用如下的技术方案：

一种铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其包括主机系统和测控系统，所述主机系统包括机柜、设置在所述机柜上的夹紧装置和工况转换机构、以及布置在所述机柜内部的试验气动装置；所述测控系统则主要包括计算机、所述计算机控制的步进电机、用于采集所述试验气动装置不同位置的压力信号的压力传感器、用于读取压力信号的压力表、设置在所述试验气动装置上的多个电磁阀。

作为优选实施方式，所述试验气动装置包括：风源，与该风源通过管路连接的副风缸，与该副风缸通过管路连接的降压风缸和制动缸。

作为优选实施方式，所述压力表包括：用于测量所述降压风缸的压力的比对表、用于测量所述副风缸和风源压力的副风缸及风源压力表、用于测量所述制动缸上游压力的制动缸上游压力表、用于测量所述降压风缸上游压力的降压风缸上游压力表、以及用于测量所述副风缸下游压力的副风缸下游管路压力表。

作为优选实施方式，所述压力传感器与所述压力表对应设置，其包括：降压风缸上游压力传感器、制动缸上游压力传感器、副风缸下游压力传感器、副风缸压力传感器、对比表压力传感器、以及制动缸压力传感器。

作为优选实施方式，所述风源和副风缸之间设有第一风源截断塞门和副风缸截断电磁阀，所述第一风源截断塞门和副风缸截断电磁阀之间设有风源过滤装置和/或调压阀。

作为优选实施方式，所述副风缸的一端连接所述副风缸排风电磁阀，另一端与制动缸之间设有并联的制动缸快充电磁阀和制动缸慢充电磁阀，以及制动缸截断电磁阀。

作为优选实施方式，所述降压风缸的一端通过降压风缸下游排风电磁阀与所述制动风缸快充电磁阀连接，降压风缸的另一端通过降压风缸下游截断电磁阀、传感阀上下游通路截断电磁阀与所述制动风缸截断电磁阀连接。

作为优选实施方式，所述降压风缸下游排风电磁阀与所述制动缸快充电磁阀之间设有制动管路排风电磁阀。

作为优选实施方式，所述制动缸截断电磁阀与一对传感阀正向截断电磁阀，以及一对传感阀反向截断电磁阀分别连通。

作为优选实施方式，传感阀正向截断电磁阀与传感阀反向截断电磁阀之间设有一个传感阀上下游通路截断电磁阀，所述传感阀上下游通路截断电磁阀与所述降压风缸下游截断电磁阀之间设有一个传感阀降压风缸间排风电磁阀。

作为优选实施方式，所述制动缸截断电磁阀与传感阀正向截断电磁阀之间设有制动缸管路排风电磁阀。

作为优选实施方式，所述调整阀的上下游通路之间设有调整阀上下游通路截断电磁阀。

作为优选实施方式，所述主机系统还包括设置在所述机柜上的显示器。

本发明的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台采用了计算机自动控制，实现了试验操作、数据记录自动化。在使用过程中除装卡工件外，操作者只需通过鼠标或触摸显示屏即可轻松完成工作，从而极大地降低了工人的劳动强度，使工作效率成倍增加，这样不但排除了繁琐的人工操作，而且避免了试验中人为因素的影响。同时，系统配置的较高精度的压力传感器，使测试精度大为提高，保证了试验数据的准确性。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的电气试验台的优选实施方式及其试验方法进行进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台的结构示意图；

图2是本发明的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台的气路连接原理图。

附图中各标号代表的组件名称如下：

风源A 副风缸B 降压风缸C 行程调整挡块D 制动缸E

第一风源截断塞门S1 比对表截断塞门S2 风源过滤装置F

调压阀T 第一按钮k1 第二按钮k2 降压风缸上游压力传感器I

制动缸上游压力传感器II 副风缸下游压力传感器III

副风缸压力传感器IV 对比表压力传感器V

制动缸压力传感器VI 比对表B1 副风缸及风源压力表B2

制动缸上游压力表B3 降压风缸上游压力表B4

副风缸下游管路压力表B5 副风缸截断电磁阀1

降压风缸下游截断电磁阀2 制动缸截断电磁阀3

制动缸管路排风电磁阀4 降压风缸下游排风电磁阀5

传感阀上下游通路截断电磁阀7 传感阀降压风缸间排风电磁阀8

调整阀上下游通路截断电磁阀9 制动管路排风电磁阀10

副风缸排风电磁阀11 制动缸慢充电磁阀12 制动缸快充电磁阀13

传感阀正向截断电磁阀14、15 传感阀反向截断电磁阀6、16

机柜100 夹紧装置120 工况转换机构140 显示器160

计算机200 压力表240

具体实施方式

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离本发明或其特定部件几何中心的方向。

试验台主要由两大部分组成：主机系统和测控系统。请参见图1，主机系统主要包括机柜100、设置在所述机柜100上的夹紧装置120和工况转换机构140、以及布置在所述机柜100内部的试验气动装置。测控系统则主要包括计算机200、所述计算机200控制的步进电机、用于采集所述试验气动装置不同位置的压力信号的压力传感器、用于读取压力信号的压力表240、设置在所述试验气动装置上的多个电磁阀。优选地，所述主机系统还包括设置在所述机柜100上显示器160。

所述夹紧装置120是采用人工控制的气动夹紧装置。即人工按动安装在试验台面板上的按钮，按钮通过电磁阀控制气缸来驱动杠杆夹紧机构达到夹紧受试件的目的。所述夹紧装置120包括传感阀夹紧装置和调整阀夹紧装置，上述两装置分别对应所述第一开关K1和第二开关K2。所述第一开关K1和第二开关K2具有自锁性，开关状态与夹紧装置状态的关系是：开关处于按下状态，夹紧装置便处于松开状态；反之，开关弹回原位，夹紧装置则处于夹紧状态。

所述工况转换机构140位于传感阀夹紧装置120上方。由步进电机驱动安装有三个不同长度挡块的圆盘转动，即可使传感阀处于不同的试验工况(空车、半重车和重车位)。由接近开关来测量传感阀起始工位。信号通过A/D及I/O转换接口板传输给计算机，计算机通过A/D的I/O口送出控制信号给步进电机以控制试验过程。试验中通过压力传感器测量各部位气体压力并将测得的压力经信号变换送给A/D卡的多路转换开关，并传输给计算机，计算机通过A/D的I/O口送出控制信号，经过功率放大后送给电磁阀，以控制试验过程。

请参见图2，所述试验气动装置包括：风源A，与该风源A通过管路连接的副风缸B，与该副风缸B通过管路连接的降压风缸C和制动缸E。

所述压力表包括：用于测量所述降压风缸C的压力的比对表B1、用于测量所述副风缸B和风源A压力的副风缸及风源压力表B2、用于测量所述制动缸E上游压力的制动缸上游压力表B3、用于测量所述降压风缸C上游压力的降压风缸上游压力表B4、以及用于测量所述副风缸B下游压力的副风缸下游管路压力表B5。

所述压力传感器基本与所述压力表对应设置，具体包括：降压风缸上游压力传感器I、制动缸上游压力传感器II、副风缸下游压力传感器III、副风缸压力传感器IV、对比表压力传感器V、以及制动缸压力传感器VI。

所述风源A和副风缸B之间设有第一风源截断塞门S1和副风缸截断电磁阀1。优选地，所述第一风源截断塞门S1和副风缸截断电磁阀1之间设有风源过滤装置F和/或调压阀T。所述副风缸B的一端连接所述副风缸排风电磁阀11，另一端与制动缸E之间设有并联的制动缸快充电磁阀13和制动缸慢充电磁阀12，以及制动缸截断电磁阀3。所述降压风缸C的一端通过降压风缸下游排风电磁阀5与所述制动风缸快充电磁阀13连接，降压风缸C的另一端依次通过降压风缸下游截断电磁阀2、传感阀上下游通路截断电磁阀7与所述制动风缸截断电磁阀3连接。优选地，所述降压风缸下游排风电磁阀5与所述制动缸快充电磁阀13之间设有一个制动管路排风电磁阀10。本领域技术人员可以理解，所述制动缸快充电磁阀13和制动缸慢充电磁阀12采用的通气孔径不同，因此充气速度不同，可以根据实验需要采用不同的电磁阀。

所述制动缸截断电磁阀3与一对传感阀正向截断电磁阀14、15，以及一对传感阀反向截断电磁阀6、16分别连通。本领域技术人员可以理解，由于传感阀具有上、下两个通气孔，根据传感阀的具体型号，或需要由下至上通气，或需要由上至下通气。因此本发明设置一对传感阀正向截断电磁阀14、15和一对传感阀反向截断电磁阀6、16，可以分别对应这两种规格的传感阀。

优选地，传感阀正向截断电磁阀14、15与传感阀反向截断电磁阀6、16之间设有一个传感阀上下游通路截断电磁阀7，所述传感阀上下游通路截断电磁阀7与所述降压风缸下游截断电磁阀2之间设有一个传感阀降压风缸间排风电磁阀8。优选地，所述制动缸截断电磁阀3与传感阀正向截断电磁阀14之间设有一制动缸管路排风电磁阀4。所述调整阀的上下游通路之间设有一个调整阀上下游通路截断电磁阀9。

以下结合图2详细描述实验过程：

检测传感阀时，先将待检测的传感阀放在传感阀安装座上，按动第一按钮k1，将传感阀卡紧在安装座上。

测试传感阀最小减压量时，由计算机20向步进电机发出脉冲信号，步进电机运行，同时通过减速齿轮带动转盘转动并转换行程调整挡块D至空车位位置。之后计算机20发出电压信号使副风缸截断电磁阀1开通，风源A向副风缸B充气，最终副风缸B中的空气压力达到调压阀的设定压力，例如500kPa，当计算机通过副风缸压力传感器IV的反馈信号测得副风缸B的压力为500kPa时，计算机发出信号使副风缸截断电磁阀1关闭，同时打开降压风缸下游截断电磁阀2、制动风缸截断电磁阀3、调整阀上下游通路截断电磁阀9、制动缸慢充电磁阀12、以及传感阀正向截断电磁阀14、15，此时空气经制动缸慢充电磁阀12、调整阀上下游通路截断电磁阀9、制动风缸截断电磁阀3进入制动缸E，同时经传感阀正向截断电磁阀14、15和降压风缸下游截断电磁阀2进入降压风缸C。

上述过程中，传感阀触杆向上伸出并与行程调整挡块D接触，当计算机通过制动缸压力传感器VI的反馈信号测得制动缸压力为40kPa时，计算机发出信号使制动缸慢充电磁阀12关闭。当试验员(通过点击计算机程序对话框)确认传感阀触杆与行程调整挡块D接触后，计算机发出信号开通制动管路排风电磁阀10，其中的空气压力排出。当计算机通过对比表压力传感器V和制动缸压力传感器VI的反馈信号测得降压风缸C和制动缸E的压力为0时计算机随即启动传感阀空车位试验。

传感阀空车位试验，由计算机发出电压信号使副风缸截断电磁阀1开通，由风源A向副风缸B充气，最终副风缸B中的空气压力达到调压阀T的设定压力，例如500kPa，当计算机通过副风缸压力传感器IV的反馈信号测得副风缸B压力为500kPa时，计算机发出信号使副风缸截断电磁阀1关闭，同时打开降压风缸下游截断电磁阀2、制动缸截断电磁阀3、调整阀上下游通路截断电磁阀9、制动缸快充电磁阀13、制动缸慢充电磁阀12、传感阀正向截断电磁阀14、15，此时空气经制动缸截断电磁阀3、调整阀上下游通路截断电磁阀9、制动缸快充电磁阀13、制动缸慢充电磁阀12进入制动缸E，同时经传感阀正向截断电磁阀14、15和降压风缸下游截断电磁阀2进入降压风缸C。

上述过程中传感阀触杆向上伸出并与行程调整挡块D接触，当计算机通过副风缸压力传感器IV的反馈信号测得副风缸压力为360kPa时，计算机发出信号使制动缸快充电磁阀13和制动缸慢充电磁阀12关闭。计算机等待一定时间使各风缸压力稳定后发出信号关闭降压风缸下游截断电磁阀2、制动缸截断电磁阀3，并记录此时制动缸压力传感器VI的数值，60秒后再次记录一次制动缸压力传感器VI的数值并与前值比较。若差值小于5kPa则计算机发出信号开通制动管路排风电磁阀10排出其中的空气压力，否则重新进行试验。当空气压力排空后计算机通过对比表压力传感器V和制动缸压力传感器VI的反馈信号测得降压风缸C和制动缸E压力为0时计算机随即启动传感阀半重车位试验。

传感阀半重车位试验，由计算机向步进电机发出脉冲信号，同时通过减速齿轮带动工况转换机构140转换至半重车位位置。由计算机发出电压信号使副风缸截断电磁阀1开通，由风源A向副风缸B充气，最终副风缸B中的空气压力达到调压阀的设定压力500kPa，当计算机通过副风缸压力传感器IV的反馈信号测得副风缸B的压力为500kPa时，计算机发出信号使副风缸截断电磁阀1关闭，同时打开降压风缸下游截断电磁阀2、制动缸截断电磁阀3、调整阀上下游通路截断电磁阀9、制动缸快充电磁阀13和制动缸慢充电磁阀12、传感阀正向截断电磁阀14、15，此时空气经制动缸截断电磁阀3、调整阀上下游通路截断电磁阀9、制动缸快充电磁阀13和制动缸慢充电磁阀12进入制动缸E，同时经传感阀正向截断电磁阀14、15、降压风缸下游截断电磁阀2进入降压风缸C。

上述过程中传感阀触杆向上伸出并与行程调整挡块D接触，当计算机通过副风缸压力传感器IV的反馈信号测得副风缸B的压力为360kPa时，计算机发出信号使制动缸快充电磁阀13和制动缸慢充电磁阀12关闭。计算机等待一定时间使各风缸压力稳定后发出信号关闭降压风缸下游截断电磁阀2、制动缸截断电磁阀3，并记录此时制动缸压力传感器VI的数值，60秒后再次记录制动缸压力传感器VI的数值并与前值比较。若差值小于5kPa则计算机发出信号开通制动管路排风电磁阀10排出系统中的空气压力，否则重新进行试验。当系统中的空气压力排空后计算机通过对比表压力传感器V和制动缸压力传感器VI的反馈信号测得制动缸E和降压风缸C的压力为0时计算机随即启动传感阀重车位试验。

同理进行重车位试验。

在调整阀试验时，先将调整阀放在调整阀安装座上，按动按钮k2，调整阀会卡紧在安装座上。

调整阀空车位试验，由计算机发出电压信号使副风缸截断电磁阀1开通，由风源A向副风缸B充气，最终副风缸B中的空气压力达到调压阀的设定压力500kPa，当计算机通过副风缸压力传感器IV的反馈信号测得副风缸B的压力为500kPa时，计算机发出信号使副风缸截断电磁阀1关闭，同时打开降压风缸下游截断电磁阀2、制动缸截断电磁阀3、传感阀上下游通路截断电磁阀7、制动缸快充电磁阀13，此时空气经制动缸截断电磁阀3、制动缸快充电磁阀13及调整阀进入制动缸E，同时经传感阀上下游通路截断电磁阀7、降压风缸下游截断电磁阀2进入降压风缸E。

上述过程中当计算机通过对比表压力传感器V和制动缸压力传感器VI的反馈信号测得制动缸E与降压风缸C压力差小于20kPa时，计算机发出信号使传感阀上下游通路截断电磁阀7关闭，制动缸E与降压风缸C压力差大于24kPa时，计算机发出信号使传感阀上下游通路截断电磁阀7打开，即在制动缸E和降压风缸C压力上升过程中保持两者压力差在20-24kPa范围内。计算机等待一定时间使各风缸压力稳定后发出信号关闭降压风缸下游截断电磁阀2、制动缸截断电磁阀3、传感阀上下游通路截断电磁阀7、制动缸快充电磁阀13，并记录此时制动缸压力传感器VI的数值，60秒后再次记录制动缸压力传感器VI的数值并与前值比较。若差值小于5kPa则计算机发出信号开通传感阀上下游通路截断电磁阀7、制动管路排风电磁阀10、降压风缸下游截断电磁阀2、制动缸截断电磁阀3排出系统中的空气压力，否则重新进行试验。排出系统中的空气压力15秒后计算机通过制动缸压力传感器VI的反馈信号测量并记录制动缸E的压力，若小于40kPa则计算机发出信号使5号电磁阀打开排空系统中的空气压力，计算机通过压力传感器V、VI的反馈信号测得制动缸E和降压风缸C的压力为0时计算机随即启动调整阀半重车位试验。

同理进行调整阀半重车位和调整阀重车位试验。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims

1.一种铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于：该试验台包括主机系统和测控系统，

所述主机系统包括机柜、设置在所述机柜上的夹紧装置和工况转换机构、以及布置在所述机柜内部的试验气动装置；

所述测控系统则主要包括计算机、所述计算机控制的步进电机、用于采集所述试验气动装置不同位置的压力信号的压力传感器、用于读取压力信号的压力表、设置在所述试验气动装置上的多个电磁阀；

其中，所述试验气动装置包括：风源，与该风源通过管路连接的副风缸，与该副风缸通过管路连接的降压风缸和制动缸；

所述风源和副风缸之间设有第一风源截断塞门和副风缸截断电磁阀，所述第一风源截断塞门和副风缸截断电磁阀之间设有风源过滤装置和/或调压阀；

所述副风缸的一端连接所述副风缸排风电磁阀，另一端与制动缸之间设有并联的制动缸快充电磁阀和制动缸慢充电磁阀，以及制动缸截断电磁阀，其中所述制动缸快充电磁阀和所述制动缸慢充电磁阀采用的通气孔径不同；以及

所述降压风缸的一端通过降压风缸下游排风电磁阀与所述制动缸快充电磁阀连接，降压风缸的另一端通过降压风缸下游截断电磁阀、传感阀上下游通路截断电磁阀与所述制动缸截断电磁阀连接；以及

所述制动缸通过所述制动缸截断电磁阀、调整阀上下游通路截断电磁阀与制动缸慢充电磁阀连接。

2.根据权利要求1所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，所述压力表包括：用于测量所述降压风缸的压力的比对表、用于测量所述副风缸和风源压力的副风缸及风源压力表、用于测量所述制动缸上游压力的制动缸上游压力表、用于测量所述降压风缸上游压力的降压风缸上游压力表、以及用于测量所述副风缸下游压力的副风缸下游管路压力表。

3.根据权利要求1所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，所述压力传感器与所述压力表对应设置，其包括：降压风缸上游压力传感器、制动缸上游压力传感器、副风缸下游压力传感器、副风缸压力传感器、对比表压力传感器、以及制动缸压力传感器。

4.根据权利要求1所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，所述降压风缸下游排风电磁阀与所述制动缸快充电磁阀之间设有制动管路排风电磁阀。

5.根据权利要求4所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，所述制动缸截断电磁阀与一对传感阀正向截断电磁阀，以及一对传感阀反向截断电磁阀分别连通。

6.根据权利要求5所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，传感阀正向截断电磁阀与传感阀反向截断电磁阀之间设有一个传感阀上下游通路截断电磁阀，所述传感阀上下游通路截断电磁阀与所述降压风缸下游截断电磁阀之间设有一个传感阀降压风缸间排风电磁阀。

7.根据权利要求6所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，所述制动缸截断电磁阀与传感阀正向截断电磁阀之间设有制动缸管路排风电磁阀。

8.根据权利要求7所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，所述调整阀的上下游通路之间设有调整阀上下游通路截断电磁阀。

9.根据权利要求1所述的铁路货车的空重车自动调整装置的电气试验台，其特征在于，所述主机系统还包括设置在所述机柜上的显示器。