一種新型制動閥滑閥組件工作面平面度測試系統的研究

白帆

摘要：104閥與120閥全稱為104空氣控制閥與120空氣控制閥，用于控制列車運行及制動時的風壓控制，是車輛基礎制動系統的重要部分。其中滑閥的工作面是其總成的主要工作部分，滑閥的平面度的高低對于保證滑閥的工作性能有重要影響。目前，沒有一種合適的檢測系統能對104閥與120閥的平面度進行準確檢測。

為解決此問題，本文提供一種用于制動閥滑閥組件工作面平面度測試的系統及測試方法，能夠對104閥和120閥滑閥工作面平面度進行準確檢測。

關鍵詞：120閥;滑閥;平面度

1方案的經濟可行性

1.1產品銷售收入與銷售稅金機器附加估算

（1）達產年的產品規模及預計產品銷售價格如下：

序號 產品名稱 產品規模

（臺） 銷售價格（含稅）

（萬元）

1 滑閥平面度檢測試驗臺 5 15-20

（2）財務盈利指標如下：項目所得稅前財務內部收益率FIRR為29.69%，財務凈現值FNPV（ic=10%）為6.33萬元，靜態投資回收期為0.5年（含建設期1年）。項目所得稅后財務內部收益率為23.69%，財務凈現值（ic=10%）為4.93萬元，靜態投資回收期為0.5年（含建設期1年）。上述指標表明，本項目能獲得較好的投資收益率，項目在財務上是可行的。

1.2不確定性分析

以設計生產能力利用率來表示項目的盈虧平衡點BEP，即

本項目只要生產能力利用率達到設計生產能力的56.28%就能夠保本經營而不發生虧損。

3系統組成與測試原理

3.1系統工作原理

首先對氣動量儀的風源壓力進行調節，調定至500kpa左右，然后將內平面測試頭或者外平面測試頭置于所需檢測的滑閥的內平面或外平面上，將測試頭與滑閥的平面對齊，打開氣動量儀，根據氣動量儀流量變化對應的高度變化情況，生成反映滑閥形態的示意圖，觀察顯示器中的示意圖，若顯示器中顯示形態為中間凸起導致的不合格，則停止測試，將測試后的滑閥取下重新進行研磨，著重研磨中間凸起的部位，研磨后重新進行平面度的檢測;若顯示器中顯示形態為中間凹陷導致的不合格，則停止測試，將測試后的滑閥取下重新進行研磨，著重研磨兩邊凸起的部位，研磨后重新進行平面度的檢測;若顯示器中顯示結果為合格，則檢測完畢，滑閥無需重新進行加工。

3.2平面度判斷原理

所述的根據氣動量儀流量變化對應的高度變化情況，生成反映滑閥形態的示意圖指的是，氣動量儀工作時，通過內平面測試頭或者外平面測試頭輸出壓力相同的氣流，當氣流遇到滑閥平面的測試區域時，根據伯努利定理，由于不同孔位所對應的區域與內平面測試頭或者外平面測試頭平面距離不同，所對應的流量也不同，利用氣動量儀內部的流量傳感器測試不同位置的流量區別，能夠在氣動量儀內部定量的換算出不同位置與內平面測試頭或者外平面測試頭工作平面的距離，若其距離為兩側遠，中間近，則對應的滑閥平面形狀為凸;若兩側近，中間遠，則為凹。

3.3結構設計方案

如圖所示，用于制動閥滑閥組件工作面平面度測試的系統，包括：機架1、儲風缸2、過濾器3和氣動量儀4，儲風缸2、過濾器3都固定于機架1的底板上，儲風缸2位于過濾器3的前方，氣動量儀4利用螺栓固定于機架1上部的橫梁上，風源經過過濾器3后進入儲風缸2進行穩壓，然后輸出至氣動量儀4。所述的動量儀4有8個，用分路接頭與儲風缸2連通。在機架1的上部，氣動量儀4旁設置有顯示器5，顯示器5與電腦主機8、穩壓電源9，顯示器5利用固定于機架1的前面板上，電腦主機8放置于顯示器5下后方，穩壓電源9置于機架1的底板上，電腦主機8的后方，電腦主機8分別與顯示器5、穩壓電源9、連接。顯示器5下部設置有按鈕6。所述的機架1上部有工作臺。

機架1為固定其它部件的基礎，儲風缸2、過濾器3固定于機架1的底板上，氣動量儀4固定于機架1的中間橫梁上，數量為8個。顯示器5固定于機架1的正面面板上。按鈕6位于顯示器5的下方，與機架1正面面板固定，數量為3個。內平面測試頭7利用軟管與氣動量儀4連接，試驗時將其從中部的抽屜中取出置于待測閥面上使用。電腦主機8置于機架1的底板前部，穩壓電源9置于機架1的底板前部，與電腦主機8及儲風缸2相鄰，穩壓電源9周圍有隔離罩。

3.4設備、材料、元器件選型方案

氣動量儀采用費斯托高精度氣動量儀，電磁閥采用中國電科33所生產的58133電磁閥，管路部分使用銅管連接，外部結構使用鈑金與結構件結合的方式。

3.5試驗方案

首先將測頭置于檢測位置，使測頭邊緣對齊閥平面邊緣，然后觀察實測值與合格值范圍區別，對顯示值與合格標準進行比較，比較后進行排風，夾具松開將閥取下，整個試驗過程結束。

4關鍵技術及解決

4.1關鍵技術

所涉及的關鍵技術如下：制動閥各個結合面的檢測;平面度的定量判斷;檢測數據的采集上傳、存儲、決策分析、查詢、打印;實現自動測試、判斷、分類，全部作業時間不超過1分鐘/個;設備自檢功能。

4.2解決途徑

使用高精度氣動量儀結合高加工精度的測頭實現各個結合面的有效檢測設計平面度判斷算法實現平面度的精確判斷;使用微機控制系統對試驗過程全程自動記錄，檢測結果自動計算，通過IO與微控部分連接進行傳輸;在控制軟件內設計檢測數據的采集上傳、存儲、決策分析、查詢、打印;通過流程的優化設計及氣動元件、管路等優化選型設計，經過多次試驗，試驗時間已經縮短至3分鐘左右。

5結語

綜上，本文主要闡述了一種新型制動閥平面度檢測系統的研究內容，可供有關人士參考。

參考文獻

[1] 120型貨車空氣制動機主閥研磨工藝[J]. 杜新民 高恒. 機車車輛工藝.2013.

[2]120型控制閥平面研磨步驟方法[J].邊偉.哈爾濱鐵道科技.2014.