铁路起道器综合试验台的研制

铁路起道器综合试验台的研制

大起道器的研制在列车负荷的长期影响下，铁路线路的变形是不断的。变形值超过规定标准的情况会增加负载荷的阻力，从而影响运营速度，并威胁运营安全。在这种情况下，需要进行线路维护来恢复线路的正常位置。通常,将矫正线路纵断面位置的作业称为起道。目前我国在许多铁路干线上的起道作业已采用大型现代化养路机械来进行,但在大量的非繁忙干线上,仍采用一些小型人工作业的起道器。过去,由于铁路的单位长度轨重较轻,且一般都为有缝轨,因此对起道器的起道能力要求较低。但现在随着75kg轨的大量使用和无缝轨的逐渐普及,对起道器的起道能力已提出了更高的要求。为配合大吨位(30t)起道器的生产,必须研制相应的大吨位起道器综合试验台。受有关单位委托,中国南车集团戚墅堰机车车辆厂和同济大学一起,研制了30t的起道器综合试验台,并已获得成功。1起道器综合试验台的特点起道器综合试验台的主要技术指标:(1)能模拟人工对各种不同起道器(齿条式、液压式)进行操作,以检验起道器各零件的制造质量、强度和刚度。(2)能在起道器的不同部位(顶部和钩部)按要求加上不同的载荷(顶部的最大载荷为30t,钩部的最大载荷为15t),并能即时显示载荷大小。(3)操作要方便,不易产生各种误动作。(4)能长时间进行工作(连续工作8h以上),油温要低于30℃,效率要大于80%。起道器综合试验台的主要结构见图1。图中的操作油缸,可模拟人工摇动起道器手柄的动作,使起道器实现升降,且为了将油缸中活塞的往复直线运动转换成摇杆的摆动,油缸2的底座是可以绕某一支点转动的。通过显示油缸内的油压,并经过一定的计算,即可知道操作力的大小。作用在起道器上的载荷是由主油缸产生的,通过显示主油缸内的油压即可知道作用在起道器上的载荷。通过溢流阀的作用,该油缸可保证在起道器升起过程中,作用在起道器上的载荷始终保持不变。2综合故障检测平台的设计2.1起道器摇杆摆动控制起道器综合试验台的液压系统油路见图2。除油箱、压力表、压力表开关、滤油器等一些辅助元件外,系统主要由1个电动机、1台双联齿轮泵、3个油缸、3个换向阀、2个节流阀、3个溢流阀和1个单向阀组成。作用在起道器上的载荷由油缸7产生。载荷的大小可通过调定溢流阀5的压力来进行控制。当换向阀4位于左位时,压力油推动活塞向下运动,当运动受限后,油缸上腔中的压力将逐渐升高,直至达到溢流阀5的调定压力。当起道器开始试验时,换向阀4位于中位,完全靠密封来保持油缸内的压力。由于起道器的试验时间是非常短的(一般不会超过1min),因此油缸中的泄漏是非常有限的。另外,当起道器向上升起时,油缸7的上腔将受到压缩,因此油压将重新上升到溢流阀5的调定压力。为了防止起道器向上升起时,油缸7的下腔出现真空,在油缸7下腔的进油路上设置了一个单向阀6,它直通油箱,起补油作用。当换向阀4位于右位时,油缸7下腔的压力油将推动活塞向上运动。起道器摇杆的上下运动由油缸8来实现;摆动速度的大小由节流阀9来调节。当换向阀10位于左位时,油缸8向上运动;当换向阀10位于右位时,油缸8向下运动。用手动方式不断改变换向阀10的位置,即可实现摇杆的摆动。由于油缸8在工作过程中,其位置是不固定的(需来回摆动),故与油缸联接的管路均采用软管。2.2基于液压机的重要参数选择(1)油缸及油泵mpa本液压系统既可采用中压(p=6.3MPa),也可以采用高压(p=16MPa)。油压的高低将影响油缸和油泵的选择。一般来说,油压越高,油缸的径向尺寸就越小,一般价格也就越便宜;而高油压的油泵价格则相对较高。经综合比较后得出,本系统用高压较为有利,这样不但可以降低成本,整个系统的体积和尺寸也可相应减小。(2)种油压的系统如前所述,本系统宜采用高压,这样油缸7才能在较小的径向尺寸下达到要求的最大工作载荷(30t),但油缸8和油缸14的工作压力则不应太高,这是因为:①这2个油缸均是用来产生操作力的,因操作力一般较小,故较低的油压就可产生足够大的操作力。②这2个油缸在工作中均需运动,因此与油路间是用软管联接的,不宜采用高压。故系统需2种油压,高压和低压。产生2种油压的方法有2种:①用单泵,低压部分的油压由减压阀减压后实现。②用双泵,高低压部分的油压由分别调节2个泵的压力来实现。由于采用第①种方法时,系统的减压阀损失较大,会使系统的油温升高,因此本系统采用双泵供油。3测量载荷和操作力监测是起道器综合试验台设计的一个重要单(1)过去各工厂用的起道器试验台在模拟人工对起道器进行各种操作时,都是人工控制的,经常发生过动作情况,即起道器的摇杆摆动幅度超出了极限范围,对起道器造成损伤。新试验台由于采取了限位措施,彻底杜绝了过动作情况的发生。(2)载荷和操作力的即时显示也是起道器综合试验台设计中的一个非常重要的问题。以前的试验台均通过指针式油压表的读数来估算载荷和操作力,这种方法得到的载荷和操作力值往往不是很准。为了准确测量载荷和操作力的值,在设计起道器综合试验台时采用了2种不同量程的力传感器。测量载荷用大量程、低精度的力传感器;而测量操作