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轨道交通车辆制动装置产品检测技术研究及检测设备研制

作　者: 俎文凯
导　师: 张庆
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 踏面制动单元试验台虚拟仪器 LabVIEW 数据采集
分类号: U270.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

踏面制动单元是空气制动系统中的执行机构,直接影响车辆的行车安全。因此需要对其进行强度试验、泄漏试验、调整量试验、制动力试验等多项性能测试。对踏面制动单元的性能测试试验种类繁多,过程复杂,而目前大部分踏面制动单元生产商和使用商都采用进口的试验设备,但这些智能化程度不高,加大了试验人员的工作强度,使试验数据的不确定度提升,并且成本高昂,因此为了提高试验效率,重要的是提升试验数据的可靠性以及准确性,需要设计一套具有自主知识产权的踏面制动单元测试系统以提高检测过程的自动化程度。本项目依据踏面制动单元的工作原理以及踏面制动单元的测试项目要求,研发设计了此踏面制动单元测试系统试验台。此试验台包括测试主机和操作控制台两部分,测试主机分为床身和电气柜,是踏面制动单元进行性能测试的主体部分。试验人员通过操作控制台控制测试主机对踏面制动单元进行性能测试。为了满足踏面制动单元测试系统的功能要求、生产要求、安全要求、可靠性要求以及多用途要求的基础上,在设计试验台时设置了三个运动的自由度,两个纵向运动和安装板的横向运动。两个纵向运动相互配合以实现制动器行程测试和行程补偿量测试,安装板的横向运动可以满足不同尺寸的制动单元安装后进行对中调节；试验台设置了两路独立的供气气路,可对制动单元的行驶制动缸和驻车制动缸一次性进行测试,提高了测试生产效率；试验台的试验压力调节范围广,可以满足各种低压和高压制动器的测试试验,气压调节采用高精度比例阀,高精度压力传感器和控制电路组成的闭环气压调节回路,压力调节精度高；控制部分和数据采集系统采用LabVIEW 虚拟仪器平台,通过计算机进行测试过程的操作,数据采集、分析处理以及测试报告的打印,提高了系统的测试效率,配以高精度传感器提高了系统的测试精度；并且试验台设置了多重保护措施,确保操作人员的人身安全和测试系统的安全可靠运行,减少系统的故障。此踏面制动单元测试系统可实现对不同型号和规格踏面制动单元包括强度试验、气密性试验、行程试验、调整量试验、手动缓解试验、制动力试验在内的多项性能测试,这些测试只需试验人员通过操作控制面板来实现,极大地提高了测试效率,在高精度传感器的保证下使得测试数据的精度得到了保证。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-18
  1.1 引言  8-10
  1.2 制动方式  10-12
  1.3 项目来源及意义  12-13
  1.4 国内外制动试验台的研究现状  13-15
  1.5 试验台实现的功能  15-17
  1.6 设计要求  17
  1.7 本章小结  17-18
2 踏面制动单元测试台总体方案设计及测试方法  18-23
  2.1 技术方案  18
  2.2 总体结构设计  18-20
    2.2.1 主机结构  19-20
    2.2.2 操作控制台  20
  2.3 测试方法  20-22
    2.3.1 强度试验  20-21
    2.3.2 泄漏试验  21
    2.3.3 制动力测试  21
    2.3.4 位移测量  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 机械结构设计  23-28
  3.1 防护网罩  23
  3.2 安装板  23-24
  3.3 假轮  24-25
  3.4 传动装置  25-26
  3.5 床身  26-27
  3.6 电气柜  27
  3.7 本章小结  27-28
4 气动回路设计  28-39
  4.1 气动回路总体介绍  28-30
  4.2 气动回路设计原则  30
  4.3 回路组成  30-32
    4.3.1 压力控制回路  30-31
    4.3.2 高低压转换回路  31
    4.3.3 双作用气缸速度控制回路  31-32
    4.3.4 同步动作回路  32
  4.4 气动元件选型  32-35
    4.4.1 气源处理装置  33
    4.4.2 气动控制元件  33-35
    4.4.3 气动执行元件  35
    4.4.4 压力开关  35
  4.5 气路工作原理  35-38
    4.5.1 弹簧缸控制回路的动作状况  35-36
    4.5.2 制动缸控制回路的动作状况  36-37
    4.5.3 气缸动作控制回路动作状况  37-38
  4.6 本章小结  38-39
5 基于LabVIEW的试验台数据采集及控制系统设计  39-61
  5.1 虚拟仪器的开发系统LabVIEW  39-42
    5.1.1 虚拟仪器  39-40
    5.1.2 LabVIEW  40-41
    5.1.3 虚拟仪器在各个领域的应用  41-42
  5.2 基于LabVIEW的数据采集系统  42-47
    5.2.1 数据采集卡的选择及使用  43
    5.2.2 PCI-6221多功能数据采集卡  43-45
    5.2.3 使用DAQ助手进行数据采集设置  45-47
  5.3 传感器的选型  47-49
    5.3.1 压力传感器(称重传感器)  47-49
    5.3.2 位移传感器  49
  5.4 控制系统  49-57
    5.4.1 电气控制系统  49-51
    5.4.2 软件控制系统  51
    5.4.3 通过DAQ助手进行数字端口的输出配置  51-52
    5.4.4 控制面板  52-57
  5.5 调压系统  57-58
  5.6 信号的干扰  58-59
    5.6.1 干扰的来源  58-59
    5.6.2 抗干扰措施  59
  5.7 滤波  59-60
  5.8 本章小结  60-61
6 系统调试及试验  61-64
  6.1 试验台的调试  61-62
    6.1.1 数据采集卡的调试  61
    6.1.2 程序的调试  61-62
  6.2 试验  62-63
  6.3 本章小结  63-64
7 总结与展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录  70

轨道交通车辆制动装置产品检测技术研究及检测设备研制

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