СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно, к устройству стендов для испытания воздухораспределителей тормоза грузового вагона, применяемых при изготовлении воздухораспределителей и на испытательных участках вагонных и локомотивных депо после их ремонта. Известен пневматический стенд унифицированной конструкции для испытания воздухораспределителей грузовых вагонов, состоящих из главной и магистральной частей (см. Каталог "Автоматические тормоза подвижного состава железнодорожного транспорта", Москва 2002 г., автор В.Р.Асадченко, стр.78). Он содержит корпус. В корпусе размещен блок управления, выполненный в виде управляющих электропневматических вентилей и клапанов, которые выполняют роль крана машиниста. Для работы стенда применяется ручное кнопочное управление. В корпусе размещены также пневматические резервуары рабочей камеры и золотниковой камеры, пневматические резервуары запасный, магистральный и тормозной. Электропневматические вентили и клапаны связаны с указанными пневматическими резервуарами соединительными каналами. Для поддержания заданного давления в резервуарах стенд содержит размещенные в его корпусе редукторы, используемые ручном режиме. Главная и магистральная части воздухораспределителя устанавливаются на привалочные фланцы с применением пневматических прижимных механизмов крепления, имеющих захваты. Отметим, что при испытании одной части воздухораспределителя, например, главной требуется, чтобы вторая часть была уже испытанной и годной. В верхней части этого стенда расположены штуцеры, к которым подсоединяются манометры контроля давления. Штуцеры связаны с помощью каналов со всеми пневматическими резервуарами, что дает возможность измерять давление в них. Временные интервалы этапов испытаний замеряются вручную при помощи секундомера. Стенд проверяется только перед пуском в эксплуатацию. Режим самоконтроля не предусмотрен. Рассчитывался на эксплуатации в соответствии с 292 Инструкцией. Данное исполнение стенда может привести к неточности измерения технических показателей проверяемых воздухораспределителей из-за наличия ручного режима при проведении испытаний, к снижению надежности работы стенд.
Известен также пневматический стенд, который снабжен, наряду с элементами указанными в предыдущем решении, дополнительным пневматическим резервуаром задатчика давления (пат. RU №41442, В60Т 17/22, от 09.06.2004). Для задания темпов изменения давлений в стенде вместо калиброванных отверстий предлагается использовать игольчатые натекатели. При этом, если они не обеспечивают постоянства площадей проходных сечений, то не обеспечат заданных 945 Инструкцией режимов испытаний воздухораспределителей. Всякая подстройка этих дросселей при отсутствии режима самоконтроля также может привести к неидентичности условий испытаний и потере заявленной точности. Использование пневматических редукторов для формирования заданных давлений ограничивает точность операций выполняемых на стенде из-за влияния на их параметры входного давления.
Наиболее близким к заявляемому стенду для испытания воздухораспределителей тормоза грузового вагона является стенд для проверки воздухораспределителей тормозов железнодорожного грузового подвижного состава, имеющих в составе главную и магистральную части (см.: «Общее руководство по ремонту тормозного оборудования вагонов», 732-ЦВ-ЦЛ, утверждено решением пятьдесят четвертого заседания Совета по железнодорожному транспорту государств участников Содружества, протокол от 18-19 мая 2011 г., Введено в действие с 01 августа 2011 г. Москва, Трансинфо, 2012 г., стр.49-58). Он содержит корпус с расположенным в нем блоком контроля и управления, выполненным в виде крана машиниста и разобщительных кранов, которые служат для ручного управления работой стенда. В корпусе так же расположены пневматические резервуары: тормозной резервуар, магистральный резервуар, запасный резервуар, резервуар рабочей камеры, резервуар золотниковой камеры. Резервуары, кран машиниста и разобщительные краны имеет пневматическую связь посредством соединительных трубопроводов. Объем трубопроводов учитывается при испытаниях. Создание необходимых темпов повышения и понижения давления осуществляется при помощи дроссельных отверстий с постоянной величиной проходного сечения и постоянных объемов используемых резервуаров. Стенд имеет редукторы поддержания заданного давления в пневматических резервуарах. В верхней части корпуса стенда расположены штуцеры, к которым подсоединены манометры контроля давления. Штуцеры соединены трубопроводами с указанными пневматическими резервуарами для измерения в них давления. На корпусе стенда также расположены пневматические прижимные устройства с захватами для закрепления главной и магистральной частей воздухораспределителя на привалочные фланцы. Каждая часть воздухораспределителя (например, магистральная) испытывается только с проверенной и испытанной частью (например, главной). Испытание непроверенных частей одновременно не допускается. В тоже время руководство не поясняет требования, предъявляемые к тестовой части. Переключатели режимов действия воздухораспределителей, устанавливающих режимы отпуска тормоза равнинный, горный и грузовые режимы торможения, порожний, средний, груженый, переключаются вручную. Время выполнения операций по проверке осуществляется при помощи секундомера. Данное обстоятельство может привести к неточности измерения параметров проверяемых воздухораспределителей за счет влияния человеческого фактора при проведении испытаний, к снижению надежности работы, как стенда, так и проверенных частей воздухораспределителей.
Предлагается техническое решение оптимизированное, для автоматических испытания и приемки частей воздухораспределителя тормоза грузового вагона, как выходящих из ремонта, так и вновь изготовленного, в строгом соответствии с требованиями вышеуказанного Руководства.
Заявляемый испытательный стенд для проверки воздухораспределителей тормоза железнодорожного транспортного средства решает задачу повышения точности и надежности его работы.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемой полезной моделью технического результата, который выражается в достижении точности за счет использования в стенде более прецизионных электропневматических регуляторов давления и выполнения самоконтроля стенда.
Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для испытания воздухораспределителей, состоящих из главной и магистральной частей, содержащем корпус с размещенными в нем блоком контроля и управления, пневматическими резервуарами: рабочей камеры, золотниковой камеры, запасным, магистральным и тормозным, клапанами, пневматически связанными с блоком управления и с резервуарами трубопроводами, с установленными на них в соответствии со схемой дросселями, а также с размещенными в корпусе регуляторами для поддержания в резервуарах стенда давления, контролируемого соответствующими измерителями, а, кроме того, содержащего пневматические прижимные устройства с захватами для закрепления главной и магистральной частей воздухораспределителя на привалочных фланцах, дополнительно используются импульсные электропневматические регуляторы давления, работающие в паре с электронными датчиками давления.
Блок управления работает на основе компьютерной программы, с заложенной в ней алгоритмом испытаний параметров главной и магистральной частей воздухораспределителя на всех режимах его работы, включающих отпуск тормоза на режимах равнинный, горный, а также режимы торможения: порожний, средний, груженый, что требуют установленные технические условия, при этом стенд использует программу самоконтроля работы стенда, при которой выполняется соответствие установленных режимов работы стенда без частей воздухораспределителя заданным и указание возможных мест неисправностей. В ходе испытаний выпуск воздуха в атмосферу из рабочей и золотниковой камер выполняют отдельные дополнительные электропневмоклапаны, при этом пуск операции на принудительный отпуск (разрядку рабочей камеры) осуществляется автоматически дополнительным пневматическим толкателем, одним из блока многопозиционных переключателей.
Выполнение редуктора давления в виде блока электропневматических регуляторов давления в сочетании с датчиком давления позволяет управлять темпом изменения давления в широких пределах с высокой точностью.
А введение предварительного самоконтроля стенда обеспечивает возможность повышения надежности измерений. Уменьшение времени измерений достигается практически полной автоматизацией процесса измерений за счет использования пневматического блока переключателей режимов и введением ускоряющих выпуск дополнительных электропневматических клапанов.
Предлагаемые усовершенствования стенда для испытаний воздухораспределителей тормоза грузового вагона обеспечивают требуемую Руководством точность проверки главной и магистральной частей воздухораспределителя, что в свою очередь гарантирует надежность испытанных устройств в работе.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 приведен общий вид стенда.
На фиг.2 изображена пневматическая схема предлагаемого стенда для испытаний воздухораспределителей тормоза грузового вагона.
На фиг.3а и 3б приведены типовая схема электропневматического регулятора давлений и характеризующая ее работу зависимость изменения давления от времени.
Стенд для испытаний воздухораспределителей тормоза грузового вагона содержит корпус 1. В корпусе 1 стенда размещена вычислительная машина (компьютер) 2 с блоком электрического управления (на чертеже не показан). На лицевой панели показаны главная (справа) 3 и магистральная части (слева) 4, установленные на соответствующих привалочных фланцах 5 и 6 посредством захватов 7. Внутри корпуса 1 расположены так же элементы пневмосхемы приведенные на фиг.2: резервуар рабочей камеры 8 и пневматический резервуар золотниковой камеры 9, запасный резервуар 10, магистральный 11, и тормозной резервуар 12. Магистральный резервуар 11 играет роль пневматической тормозной магистрали тормоза. Кроме этого в корпусе 1 расположены в соответствии со схемой электропневматические клапаны 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и 21.
Указанные электропневматические клапаны имеют электрические связи (на чертеже не изображены) с блоком управления и вычислительной машиной (компьютером) 2, а с указанными пневматическими резервуарами соединены пневматическими каналами. Роль редуктора для поддержания заданного давления в вышеупомянутых пневматических резервуарах выполняют электропневматический регулятор, выполненный на клапанах 13, 14, 15 и датчике давления 22, показанных на схеме рядом с привалочным фланцем 5 для главной части перед запасным резервуаром 10 и устройством 35, выполняющим функцию крана машиниста. Устройство 35 также реализуется на основе электропневматических клапанов.
Пневматический прижимной механизм магистральной части и главной части воздухораспределителя входят в состав блока переключения режимов (не показан). В его состав входит и многопозиционный переключатель режимов (не показан). Привалочный фланец 6 магистральной части воздухораспределителя связан соединительным каналом 23 с пневматическим магистральным резервуаром 11 через управляющий давлением узел 24. А каналом 25 с резервуаром рабочей камеры 8 и каналом 26 с пневматическим резервуаром золотниковой камеры 9. Кроме того, 6 имеет соединение 27 через управляющий узел 28 с привалочным фланцем главной части 3 (канал дополнительной разрядки). Контроль давления выполняет здесь датчик давления 29. Привалочный фланец главной части 3 связан каналом 24 с магистральным резервуаром 11 через узел 24, соединительным каналом 31 с резервуаром рабочей камеры 8, каналом 32 с резервуаром золотниковой камеры 9. соединительным каналом 33 с тормозным резервуаром 12, соединительным каналом 34 с пневматическим запасным резервуаром 10.
Электропневмоклапаны 18 и 19 служат для ускоренного выпуска воздуха из резервуаров 8 и 9 по ходу испытаний.
Принцип работы используемого электропневматического редуктора давления показывает упрощенная схема регулятора на фиг.3а. Впускной 15 и выпускной клапаны 13 работают на резервуар 42. Параллельно ему перед датчиком давления 22 рассматривается ускорительная камера 43 малого объема. Для регулирования используется один клапан. Если в резервуаре 42 нужно понизить давление до заданной величины или по соответствующему закону, то управление выполняется выпускным вентилем 13. Открытие клапана вызывает резкое изменение давления в камере 43, которое воздействует на датчик давления 22. В свою очередь датчика давления сигнал передает сигнал на позиционный регулятор (часть блока управления электронной части - не показан), который воздействует на клапан, заставляя его закрыться. Давление в камерах выравнивается, и позиционный регулятор может открыть клапан вновь. Примерная зависимость давления приведена ниже представленной схемы (фиг.3б). Время открытия клапана, величина изменения давления и другие параметры процессы могут быть просчитаны и заложены в программу. В принципе программно можно задать любой закон изменения давления для указанных клапанов, тем самым повышается точность поддержания давления при работе стенда.
Вычислительная машина (компьютер) с монитором (на фиг.1 сверху) в том числе сенсорным, управляет всей работой стенда.
Она использует программу, включающую алгоритм испытаний параметров главной и магистральной частей воздухораспределителей в соответствии с 732 Руководством, а, именно, на всех режимах действия воздухораспределителя, включающих режимы отпуска тормоза, равнинный, горный, и грузовые режимы торможения, порожний, средний, груженый.
Кроме упомянутых датчиков 22 и 29, на резервуарах 8, 9 12, 11, установлены электронные датчики давления 36, 37, 40, связанные с вычислительной машиной 2 с возможностью отображения результатов изменения давления в используемых резервуарах и в источнике 41 сжатого воздуха на мониторе. На части соединительные каналы стенда для испытаний воздухораспределителей тормоза грузового вагона выполнены с калиброванными отверстиями для создания нужных темпов повышения и понижения давления в пневматической схеме стенда.
Стенд работает следующим образом.
Перед испытаниями выполняется самоконтроль стенда. Для чего на привалочные фланцы 5 и 6 устанавливаются заглушки. После чего стенд по заданной программе проверяет свою работоспособность. Если получен удовлетворительный результат, то заглушки снимаются и устанавливаются части воздухораспределителя. При неудовлетворительном результате программа укажет то место стенда, в котором измеряемый параметр отклонится от необходимого значения. После устранения неисправности самоконтроль должен быть повторен.
Для испытания магистральной части воздухораспределителя устанавливают ее на привалочный фланец 6. На привалочный фланец 5 посредством пневматического прижимного механизма (на чертеже не изображен) устанавливают проверенную главную часть. И запускают стенд в работу в режиме испытания магистральной части воздухораспределителя согласно техническим требованиям Руководства. Захваты 7 прижмут магистральную часть и главную часть к соответствующему привалочному фланцу. Установка из положения равнинного отпуска в горный выполняется соответствующим переключателем. В автоматическом режиме выполнится проверка в режимах отпуска тормоза, равнинного, горного, при действии воздухораспределителя. Проверяют время зарядки пневматического резервуара золотниковой камеры 9, время зарядки пневматического резервуара рабочей камеры 8, величину давления в пневматическом резервуаре золотниковой камеры 9 и величину давления в пневматическом резервуаре рабочей камеры 8 в момент ускорения зарядки соответственно золотниковой и рабочей камер воздухораспределителя. Так же при испытании магистральной части воздухораспределителя проверяют мягкость, величины давления на ступенях торможения и время торможения при полном служебном торможении, время отпуска медленным темпом, заниженным давлением, величины давления в пневматическом тормозном резервуаре 12 при отпуске на горном режиме.
После окончания испытаний в магистралях и резервуарах может сохраняться давление. Чтобы ускорить опорожнение резервуаров используют выпускные клапаны 18 и 19. Этим ускоряется проведение процесса испытаний.
Для испытания главной части воздухораспределителя устанавливают ее на привалочный фланец 5. На привалочный фланец 18 посредством пневматического прижимного механизма (на чертеже не изображен) магистральной части устанавливают проверенную магистральную часть. И запускают стенд в работу в режиме испытания главном части воздухораспределителя..
Захватами пневматического прижимного механизма (на чертеже не изображен) главная часть и магистральная часть воздухораспределителя прижимается к привалочным фланцам и автоматическом режиме начинается процесс испытаний. Многопозиционным переключателем стенда(на чертеже не изображен) на главной части устанавливаются грузовые режимы торможения порожний, средний, груженый. В заданном программой режиме испытания главной части осуществляется проверка испытываемого изделия согласно техническим требованиям вышеуказанного Руководства и отображение результатов проверки на мониторе. К проверяемым параметрам главной части воздухораспределителя относятся время зарядки пневматического запасного резервуара 10 и время зарядки пневматического резервуара рабочей камеры 8. Так же проверяется мягкость действия магистральной части, величины давления на ступенях торможения и величина давления при полном служебном торможении на порожнем, среднем и груженом режимах торможения; время полного служебного торможения и время отпуска тормоза, время разрядки пневматического резервуара рабочей камеры 8 выпускным клапаном (на чертеже не показан) и работа обратного клапана воздухораспределителя, являющимися узлами главной части.
На предлагаемое техническое решение разработана конструкторская документация и начато изготовление опытных образцов для проведения пробных испытаний и отладки.