LCJ-3型缓冲器落锤试验机研制分析

摘 要:通过在已研制的缓冲器落锤试验机基础上,借鉴国外标准,研制出新型缓冲器落锤试验机,适应检修单位的使用。

关键词:缓冲器;落锤试验;研制

中图分类号:TP

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)08-0306-02

1 概述

LCJ-3型缓冲器落锤试验机的研制是在前期制造的基础上,开发出的新型缓冲器落锤试验机。与国内目前同样具备检验容量和阻抗力的设备相比,具有行程精度高,上下料速度快,适应批量检修单位使用的特点。

2 试验技术要求

根据《ST型和MT-2型、MT-3型缓冲器大修技术条件(暂行)》(运装货车[2009]106号)的要求:

(1)每套缓冲器组装后须在12t落锤试验机上进行落锤试验。在箱体上平面放置Φ1mm铅丝,重锤的起始高度ST型为距推力锥上平面100mm、MT-2型为距中心楔块上平面276mm、MT-3型为距中心楔块上平面243mm。重锤自由落下后,打不到铅丝者为行程合格。在缓冲器行程符合要求的前提下,检测缓冲器阻抗力ST、 MT-3型不大于2000kN,MT-2型不大于2270kN;且检测缓冲器容量ST型不小于20kJ,MT-2型不小于40kJ,MT-3型不小于36kJ为缓冲器落锤试验合格。

(2)如缓冲器行程不符和要求,应以锤高小于50mm的落程增量再次进行试验,满足2.1条的要求时合格;第二次试验后行程仍不合格时可以小于50mm再次增加落程增量,进行第三次试验。试验过程中应记录缓冲器的行程、阻抗力和容量。如三次均不合格返修。

(3)对缓冲器行程符合要求、但容量或阻抗力不符合规定者,应进行第二次或第三次试验,如三次均不合格返修。

(4)经三次试验不合格的缓冲器须再次分解检修。检修后须重新进行落锤试验。

3 主要技术参数

外型尺寸3000mm×2500mm×5000mm(L×W×H)

落锤试验高度范围0～400 mm

系统压力15Mpa

提升重复精度0.3mm

采样速度4000HZ

试验效率5min/件

适用类型ST型、MT-2型、MT-3型

电源要求AC380V±10%/50Hz,9kw地电阻

重量79t

4 测量原理

通过输送小车将待检缓冲器送入模拟牵引梁安装盒,由下部液压缸驱动垫块与缓冲器接触,测量缓冲器的自由高,计算机根据自由高测算出提锤高度,上部液压缸将锤体提升到落锤高度,由释放机构进行锤体的自由下落,安装在模拟牵引梁安装盒下部的测力传感器测量出阻抗力,安装在垫块上的位移传感器测出缓冲器瞬间最大行程,计算机根据行程和提锤高度算出容量。

5 主要结构设计

LCJ-3型缓冲器落锤试验机由机架、落锤、释放机构、液压系统、送出料装置等部分组成。

5.1 机架

1-提升液压缸;2-立柱;3-铸铁导轨;4-释放机构;

5-重锤;6-承载与进料装置。图1 结构外型示意图

采用上端梁固定的门式结构,立柱、横梁为钢板箱型梁结构,中部有厚钢板制作的腰带加强。两侧立柱上安装通长铸铁V型凸导轨,用于控制落锤的上下运动。横梁中部安装提锤液压缸,驱动释放装置和锤体在同一轨道上运行。

5.2 落锤

落锤由锤头和锤体组成。锤头冲击时直接和缓冲器接触,属于易损件,因此设计成燕尾槽加镶条和锤体连接以便于磨损后修复。锤体是试验时产生冲击力的部件,用ZG25制成,锤体的上部安装有吊装轴,两侧开有V型槽。

5.3 释放机构

释放机构由前后安装板、凹导轨、两组左右钩体、开钩油缸、位移传感器连接架组成,用于完成抓锤、释放动作。

5.4 承载与进料装置

该部分由力传感器安装座、导框体、承载垫块、位移传感器安装座、进料小车、垫块升降油缸组成。导框体构成模拟钩尾框、牵引梁的主要结构,其余部分由进料小车的框板组成,进料小车将缓冲器推到位后,与导框体围成模拟现车状态的缓冲器安装盒。

5.5 液压系统

设备采用了精密的液压系统。用高质量的液压件来提高液压系统的稳定性。系统中设计了速度切换功能,在计算机控制下提高了工作效率和运行精度,泵站的各功能模块独立设置,检修操控方便。

5.6 测控系统

测控系统是设备核心部分,缓冲器所有性能指标都是通过它采集、存储和输出的,检测元件包括两个位移传感器和一个测力传感器,检测到的电信号通过放大器、采集板卡、以及PLC的高速转换模块送到控制计算机进行集中处理。该系统设计有两个关键:一是元器件选型及相互匹配,二是检测元件与机械结构的合理配合。

冲击作用是在瞬间进行的,从传感器到计算机的信号传输需要高速完成,按标准选用了进口的元器件,使系统完全达到设计要求。

6 系统软件

工控机管理软件采用VC++6.0高级语言编写,使用了多线程技术,具有试验过程控制、数据管理、报表打印等功能,人机交互内容丰富,可显示试验状态、提示试验异常、报告试验结果。

6.1 流程图

6.2 系统主界面

用户登陆后进入LCJ-3型缓冲器落锤试验机系统主界面如图4。

主界面图4所示,当试验完成后,结果显示在右面相应的编辑框中,同时阻抗力及位移行程曲线也显示在界面上,系统可靠性高,软件界面操作方便,并有故障提醒等功能。

6.3 数据报表

点击主界面上方的[数据报表]按钮,进入数据管理界面如图5。可进行数据查询与管理。

6.4 打印报表

LCJ-3型缓冲器落锤试验机打印报表如图6。

7 推广应用前景

LCJ-3型缓冲器落锤试验机,结构紧凑,操作方便,有较高的技术含量,该产品设计有快速开勾机构、重锤释放装置、高度自动测量装置、自动进出缓冲器机构,自动化程度高。该试验机设计方案处于国内领先水平,有较好的推广应用前景。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.铁路货车制动装置检修规则[M].北京:中国铁道出版社,2008.

[2]阎利.ST型缓冲器检修后行程落锤试验方法分析与改进[J].机车车辆工艺,2006,(2).