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轻轨刹车系统综合性能试验台开发与研究

作　者: 梁惺
导　师: 杨昌棋
学　校: 重庆大学
专　业: 工程力学
关键词: 轨道交通轻轨刹车系统机电气液一体化综合性能试验台
分类号: U270.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国城市建设的发展，以中心城市为核心的便捷交通被日益提上日程，也为轨道交通的发展提供了客观的需求。为了确保车辆运行的安全性和可靠性，需定期对车辆各系统进行检修和测试，特别是车辆刹车制动系统的测试和检验更为重要。本文根据轻轨刹车制动系统的工作原理及特点，并结合现有轻轨刹车系统综合性能试验台存在的不足，设计并制造了新的空油变换器综合性能试验台。轻轨刹车系统综合性能试验台由控制平台和测试平台组成。控制平台主要完成气压的精确调节和通断控制，并对测试平台中的测试参量进行监控和显示，是整个试验台的核心。测试平台主要是模拟轻轨刹车系统的在线状态，由空油变换器、制动夹钳以及刹车盘组成。所有指令均由控制台控制程序发出，并由其来接收所有反馈的信息。在对轻轨刹车系统的制动原理进行分析研究的基础上，并通过对轻轨刹车制动系统常见的故障进行分析，确定出性能检测的内容。根据检测内容对整体刹车系统综合性能试验台进行了总体方案的设计。其中采用工控机控制气路，对气压进行精确调节以及通断控制、对油路油压进行数据采集并显示、利用单片机控制刹车盘工位的转换实现各种蹄片磨损情况下的在线状态检测。根据总体方案制作出了轻轨刹车系统综合性能试验的样机，并在样机上进行了气压、液压的信号采集，刹车系统响应的测试，气压、液压的密闭性试验等，从而验证了该方案下的样机已经达到了可靠性的基本要求，为下一步正样产品的开发打下了坚实的基础。本课题中为了能够规范化轻轨刹车系统综合性能检测试验台的操作和性能测试指标，编制了初步的测试规范。本文设计的用于测试轨道交通刹车系统综合性能的方法操作规范、简便，为轨道交通刹车系统的空油变换器维修后的综合性能检测提供可靠、直接的性能参数。该系统测量精度高，检测参数较全面，可实现信号的多路同步采集和实时处理，制动压力连续可调。该系统融合了机电气液一体化技术，自动化程度较高，使用简便。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题研究背景及国内外研究现状  9-12
    1.1.1 重庆轻轨交通简述  9-10
    1.1.2 课题研究背景  10-11
    1.1.3 国内外研究现状  11-12
  1.2 本课题研究内容及工作思路  12-13
    1.2.1 研究内容  12-13
    1.2.2 工作思路  13
  1.3 本章小结  13-15
2 轻轨刹车系统制动原理及其性能检测内容  15-21
  2.1 轻轨刹车制动原理及过程  15-18
    2.1.1 轻轨刹车制动原理  15-16
    2.1.2 轻轨刹车制动过程  16-18
  2.2 轻轨刹车制动系统常见故障及分析  18
  2.3 轻轨刹车制动系统性能检测内容  18-19
  2.4 制动系统性能检测具体流程  19-20
  2.5 本章小结  20-21
3 刹车系统综合性能试验台总体方案设计  21-65
  3.1 总体方案设计  21-27
    3.1.1 综合性能试验台硬件结构原理  21-22
    3.1.2 试验台总体设计要求  22
    3.1.3 方案讨论及选择  22-26
    3.1.4 试验台总体设计  26-27
  3.2 试验台机体结构设计  27-32
    3.2.1 固定架骨架设计  27-28
    3.2.2 V 型架设计  28
    3.2.3 滑动导轨及导轨平台设计  28-29
    3.2.4 制动夹钳立板  29-32
  3.3 电源及电控系统设计  32-37
    3.3.1 控制系统电源设计  32-34
    3.3.2 输入输出端口设计  34-37
  3.4 气路及气路控制系统设计  37-44
    3.4.1 气路控制系统结构  37
    3.4.2 气路控制过程原理  37-40
    3.4.3 气路系统元器件选择及参数计算  40-43
    3.4.4 管道系统设计计算  43-44
    3.4.5 管道系统布置原则  44
  3.5 油路系统设计  44-50
    3.5.1 方案选择  44-47
    3.5.2 各模块结构原理及功能  47-50
  3.6 蹄片厚度模拟装置及驱动系统设计  50-62
    3.6.1 方案选择  50-53
    3.6.2 零部件选用设计及计算  53-62
  3.7 监控及终端显示系统设计  62-63
  3.8 本章小结  63-65
4 综合性能试验台控制程序设计  65-67
  4.1 空油变换器试验控制程序的设计  65
  4.2 蹄片厚度模拟刹车盘及驱动系统  65-66
  4.3 本章小结  66-67
5 综合性能试验台系统调试及性能参数的测量方法  67-81
  5.1 综合性能试验台系统调试  67-70
    5.1.1 系统调试前准备  67-69
    5.1.2 系统模拟调试  69-70
    5.1.3 系统试验调试  70
  5.2 试验台性能指标参数的测量方法  70-73
    5.2.1 气体压力测量  70-71
    5.2.2 液体压力测量  71-72
    5.2.3 温度测量  72
    5.2.4 气密性测试  72
    5.2.5 液压泄露测试  72-73
  5.3 试验过程及分析  73-79
    5.3.1 空油变换器压力测试  73-74
    5.3.2 空油变换器响应特性测试  74-75
    5.3.4 工作介质温度测试  75-76
    5.3.5 空油变换器可靠性测试  76-77
    5.3.6 气压及液压泄漏测量流程  77-78
    5.3.7 制动活塞正压力测试  78-79
  5.4 试验台初步测试规范  79-80
  5.5 本章小结  80-81
6 结论及建议  81-83
  6.1 主要结论  81
  6.2 后续研究工作展望  81-83
致谢  83-85
参考文献  85-87
附录  87
  A. 试验台总装图  87
  B. 试验平台摩擦盘步进电机驱动电路及控制电路图  87
  C. 试验平台步进电机驱动及通信程序  87
  D. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  87
  E. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录  87

轻轨刹车系统综合性能试验台开发与研究

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