铁路车辆制动阀弹簧测试系统的研究 石兰伟 （申铁十一局集团二公司 摘要：该车辆制动阀弹簧测试系统采用微机为主控单元，以压力传感器、 测试托盘、底盘、支架等，如图１所示。其中，施力机构装配了电机、 位移传感器为测试手段，实现了制动阀弹簧的自动测试与结论判定，不仅降 主轴、导向套筒、压板等部件。该外形的设计充分考虑了弹簧的测试 低了工人的劳动强度，而且消除了人为误差，可靠地保证了三通阀、空气分配 条件、施力机构的安装和运行，同时也考虑了系统的调试和维护。 主要由采集控制电路、显示部件、微机与步进电机等组成。其中， 铁路货车车辆ＧＫ型三通阀、１Ｏ３分配阀和１２Ｏ控制阀用弹簧 采集控制电路包括压力传感器、位移传感器、电机驱动电路、ｌ，ｏ电 在制动室的测试设备主要有两种：一种是制动阀弹簧手动测试仪，需 路：显示部件为显示压力的共阴极数码显示屏和红色、绿色指示灯。 手压操作杆，人工读数、记录、判别弹簧性能，其人为因素多，数据不 此外，还考虑了系统的受控性、互锁性与安全性等内容，避免了由于 便于管理：另一种是制动阀弹簧自动测试仪，自动压缩，弹簧性能需 误操作而引起的事故。 人工判别，结论仅有好坏定性，测量精度不高。本文研究的车辆制动 ３．３软件部分 阀弹簧测试系统主要用于铁路车辆制动阀弹簧的自动测试与结论判 由采样程序、分析程序、控制程序及网络管理程序等组成。通过 定，并对数据进行存储、打印以及网络上报，以满足弹簧检修的信息 控制步进电机的运动，采样压力和位移的数值，计算弹簧的自由高、 化、网络化、智能化要求。 负荷高、装配负荷、工作负荷和Ｋ值等弹簧的性能参数。 １测试方式 ４工作过程 对制动阀弹簧的维修和测试时，各弹簧自由高尺寸必须符合相 该系统的工作原理如图２所示。 关要求，有折断、锈蚀、变质、衰弱时更换。测试系统需要测试弹簧的 自由高、负荷高、装配负荷、工作负荷、Ｋ值等弹簧的性能参数。对弹 簧进行的测试方式有以下三种： １．１自由高测试 阀、空气控制阀的检修质量。 关键词：铁路车辆制动阀３．２电路部分 弹簧测试检修 将被测试弹簧竖立放置，在弹簧完全自由状态下，测量弹簧的高 度值Ｌａ，比较高度值Ｌａ是否符合规定值。 测弹 １．２全压缩三次恢复自由高测试 将被测试弹簧竖立放置，在弹簧完全自由状态下，测量弹簧的高 度值Ｌａ，然后在弹簧的上侧向下施加作用力，直至使弹簧完全压缩 再释放到自由状态，这样反复进行三次，最后测量弹簧自由状态的高 图２系统的工作原理示意图 度值Ｌｂ，比较高度值Ｌｂ是否恢复到高度值Ｌａ，以确定弹簧的性能。 被测弹簧置于施力机构的压板和测试托盘之间，压板在主轴旋 １．３荷重压缩高测试 将被测试弹簧竖立放置，将被测试弹簧竖立放置，在弹簧完全自 转的带动下做垂直运动，从而对弹簧加载。位于测试托盘下方的压力 得出被测弹簧轴向所受的压力；与电机同轴的光栅轮产生光 由状态下，测量弹簧的高度值Ｌａ，在高度值满足要求的情况下，根据 传感器，要求在弹簧的上侧向下逐渐施加一个给定值的作用力（荷重），当载 脉冲信号，由光敏三极管转换为电信号，经Ａ，Ｄ转换后传输给微机， 荷加到给定值时测量弹簧的高度（荷重高），比较高度值是否符合规 实现弹簧轴向位移量的精确测量，并由微机给出弹簧的性能参数。 定值。 主要的工作过程有： ４．１重量的测量 ２测试要求 在确认托盘上无弹簧的情况下，首先将重量清零，然后把被测弹 ２．１ ＧＫ型三通阀测试要求为：“紧急阀外弹簧”要求测试自由高 稳定后可测出该弹簧的重量并存储。 和三次全压缩后能否恢复到自由高尺寸；其余弹簧（递动弹簧、减速 簧放在测试托盘上，４．２自由高和弹性系数的测量 弹簧、止回阀弹簧）要求测试自由高和施加４５ Ｎ压力时的弹簧负荷 测量弹簧重量完成后，压板压缩弹簧，当压力值为０．０１Ｎ时，测 高。 压板继续下压５ｍｍ，此时压力 ２＿２ １０３分配阀测试要求为：“稳定弹簧”要求测试自由高和施 量得到自由高值。在此值的基础上，加１８．４ Ｎ压力时的弹簧负荷高；“均衡阀弹簧”要求测试自由高和 传感器的压力值即为施加到该弹簧上的力，由此可以确定出该弹簧 施加４６ Ｎ压力时的弹簧负荷高：“减速弹簧”要求测试自由高和施 的弹性系数。４．３弹簧类型的识别 加１３５ Ｎ压力时的弹簧负荷高：“安定弹簧”要求测试自由高和施加 通过测量弹簧的重量和弹性系数可以识别弹簧的类型，弹簧被 ２７ Ｎ压力时的弹簧负荷高：其余弹簧（放风阀弹簧、跳跃弹簧、紧急 二段阀弹簧、局减阀弹簧、止回阀弹簧、充气阀弹簧、节制阀弹簧）要 识别后，按照相应的检测工艺才能进行检验。４．４弹簧名称的确认 求测试自由高和三次全 弹簧类型识别后，对弹簧进行何种测试，是根据弹簧的种类和名 压缩后能否恢复到自由 称决定的。特别是相同类型的弹簧应用在不同阀上所要求的检测工 高尺寸。 魄 眦门 艺是有区别的，在识别弹簧类型后，微机自动将该类型弹簧的所有名 ２．３ １２０分配阀测 芝疑 称在显示屏上显示出来，需人工确定具体名称后进行相应的测试。 试要求为：所有弹簧全部 ４．５加载和高度测量的实现 ；１：－ｔＥ 要求测试自由高和装配 溯｝系统进行全压缩三次恢复自由高测试和荷重压缩高测试，微机 负荷、工作负荷。 Ｊｌｉ，Ｊｊ４＝ｊ 呔辩 根据测得的自由高、Ｋ值、压缩高数据绘制Ｆ／Ｓ图，并给予优劣结论。 ３系统构成 ５现场使用情况 该系统由机械部分、 现场使用证明，该系统能够满足铁路车辆ＧＫ型三通阀、１０３分 电路部分以及软件部分 配阀和１２Ｏ控制阀弹簧的测试判断，不仅降低了工人的劳动强度， 等组成。 而且消除了人为误差，可靠地保证了三通阀、空气分配阀、空气控制 ３．１机械部分 图 机械部分结构简图 阀的检修质量，并实现了车辆制动阀弹簧测试的信息化、网络化、智 主要包含施力机构、 ２９１ 论如何提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率及其重要价值 壁 曩 ： 要璺 ． 曼 矍 嘉 蓑翟 Ｆ‘Ｏ：Ｅ］ 害 童 看 差 由 ： 董 耄 、 鎏麦 身上 。 诺 其茎 案，曼 晶 ： 羞矗 ； 詈 萋 鬯 暨罂 茬 ，Ｊ Ｉ＂１ ｙ‘ ，Ｊ：￣‘ ＇１）３Ｃ ｌ＋ｏ 萋ｏｎ ｌ：ｉ，Ｊ ￣ ，ｌｆ 他。ｌ￣ｒ ７；： 景 专 Ｒ ２ｍｍ，半｛ ，这样就降ｆ 撵 嘉 ：、 奎 爱 誓薯要喜耋 圭 詈 鬻 鬈 裹 翼 釜 萎尝 鬈 嚣 萼 羞 器 ６至些 煮身 蔫竺 材型 詈 蓑要言 等耋 奎 专妻 姜患 。 藉 ｉ 蒿 ： ？ 篙 左的主 ’ 享 嘉鎏 零 覆 本文主要攫取了汽车覆盖件冷冲压模具材料进行着重论述，介绍 、 一 。 … 。 ” 材料 煮 誓喜 璧 罂率，然后阐析提高汽车覆盖件冷冲模 。哥 冲模开发设计的初期，应该用ｃＡＥ、＊ ：ｎ ｃ ｍ 。等 Ｎ ｌＪ ＼”ｏ们 实际１Ｑ工￣２：］作－ＴＩＴ经，ｌ验／ｔ，可＇ｌ＇－ｒ， 描抖划刊田杰 工艺釜 ，誊妻 裹 菱 盖世 亡 。轵 女 盂 麓以上 茁 茎 主莲 蕞 篓 妻 譬 ０ 料利用率。 经 ．＿Ｌ Ｊ－ ７－，ｏ ｔＰ）Ｔ ｌ，ｘｒ ￣ 。 ； 般而言…Ｌ；ＡＩ－＇分析具有Ｉ十 量 篓蠢 莓 呈 有如下两种方法未定 地计算材料的利用率： 科学篓罢蔫 釜 ； 菩 兰 。／， ／ １１。斗 角唐 ，。一要 堡 篓 警 奁 垡 曩 中 ： Ｉ 孽 笔 警 望亲銎三 ：母’“…￣ｔＺＥ Ｊ ，曾２０宪１章０（ｂ，何）．文学．论采用Ａｕｔ。ｃａｄ辅助冲模排样及它们的材料利用率 计算ｒ－ｔＪ＇ ．Ｊ 仟 …。 量 璺 璧 鏖 ！ 。 ， ，变零件的结构形状案 ． ， 娶堡零件设计单位同意后，也可以改速制 柔 ，， 譬 德 奎 ［３ ］磊蔷 茬兰 提高材料利用率。 储 力Ⅲ盂写 ， ） 一 一～……………… ． 车车身覆盖件模具熔射快 （上接第２９１页） 能化。 参考文献： 测系统的设计［Ｊ】物理实验，２００４，２４（９）：２４～２７． 【２】周琦，陈健，黎勉，黄爱华．弹簧负荷检测的计算机控制及实现【Ｊ】．机床 …姚剑敏，韩文辉，宋明，宋建中，王永学．弹簧／扭转试验机微机控制检 与液压，２００２，（３）：２２１ ２９２
