Випробний стенд для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу

Реферат: Випробний стенд для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу включає корпус, у якому розміщені пневматичний блок, виконаний з можливістю реалізації заданого режиму випробувань, який містить вузол реалізації режимів випробувань, набір датчиків робочих параметрів, пневматичну магістраль і запірно-регулюючу арматуру, вузол з'єднання апарата, що перевіряється, і стенда, блок керування, виконаний з можливістю автоматичного керування роботою стенда по запрограмованому алгоритму і зв'язаний із пневматичним блоком за допомогою електричного зв'язку. Блок керування виконаний з можливістю контролю роботи стенда в автоматичному режимі випробувань і в ручному і задання параметрів випробування в ручному режимі випробувань. UA 83738 U (12) UA 83738 U UA 83738 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі транспорту, зокрема до галузі рейкового транспорту, і являє собою технологічне обладнання для випробувань пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу, що може застосовуватися в дослідницьких лабораторіях, а також на ділянках ремонту автогальмового обладнання у вагонних і локомотивних депо. Проведення перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу як на етапі виробництва зазначених апаратів, так і на етапі їх експлуатації, наприклад після ремонту або технічного обслуговування, а також з метою здійснення наукових досліджень, є важливою задачею, оскільки від технічного стану зазначених апаратів прямо залежить безпека здійснення залізничних перевезень. Існує досить багато випробних стендів для здійснення перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкових транспортних засобів, однак ця галузь продовжує розвиватися. Актуальною задачею в даній галузі є забезпечення при перевірці пневматичних апаратів гальмової системи можливості здійснення різних режимів роботи гальмової системи, а також можливості проведення спеціальних випробувань з ручним (неавтоматизованим) керуванням і випробувань у випадку виходу з ладу автоматизованого комплексу або при будь-якій іншій потребі. Найбільш близьким аналогом корисної моделі, що заявляється, є випробний стенд для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу, описаний у патенті РФ на корисну модель № 41442 (опубл. 27.10.2004), який включає корпус, у якому розміщені пневматичний блок, виконаний з можливістю реалізації заданого режиму випробувань, який містить вузол реалізації режимів випробувань, набір датчиків тиску, положення, переміщення, зусилля і температури, пневматичну магістраль, запірно-регулюючу арматуру і з'єднувальні елементи, виконані з можливістю з'єднання пневматичної магістралі і пневматичних апаратів, що перевіряються, блок керування, виконаний з можливістю керування реалізацією заданого режиму випробувань за запрограмованим алгоритмом і зв'язаний із пневматичним блоком за допомогою електричного зв'язку, а також засіб закріплення пневматичних апаратів, що перевіряються, на корпусі. При цьому засіб закріплення пневматичних апаратів, що перевіряються, на корпусі являє собою привалкові фланці і пневматичні притискні механізми кріплення, обладнані захватом, а блок керування виконаний у вигляді мікропроцесорної станції, що має дисплей, із закладеною в ній програмою, складеною на основі алгоритму перевірки параметрів головної і магістральної частин пневматичного апарата на всіх режимах роботи зазначеного апарата, що включають режими відпускання гальма, рівнинний, гірський та вантажні режими гальмування, порожній, середній, завантажений, відповідно до установлених технічних вимог. До недоліків описаної конструкції можна віднести недостатній рівень забезпечення надійності здійснюваних випробувань у зв'язку з обмеженими можливостями контролю роботи стенда і відсутністю можливості швидкого переходу між автоматичним та ручним режимами здійснення випробувань. В основу корисної моделі поставлена задача розробити випробний стенд для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу, що завдяки своєму конструктивному виконанню дозволить забезпечити проведення випробувань зазначених апаратів відповідно до технологічного процесу випробувань, що забезпечить одержання найбільш повних і достовірних результатів перевірки, а в разі потреби дозволить досить швидко перейти на ручний режим перевірки апаратів, не порушуючи технологічний цикл ремонту рухомого складу. Поставлена задача вирішується тим, що розроблено випробний стенд для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу, що включає корпус, у якому розміщені пневматичний блок, виконаний з можливістю реалізації заданого режиму випробувань, який містить вузол реалізації режимів випробувань, набір датчиків робочих параметрів, пневматичну магістраль і запірно-регулюючу арматуру, вузол з'єднання апарата, що перевіряється, і стенда, блок керування, виконаний з можливістю автоматичного керування роботою стенда за запрограмованим алгоритмом і зв'язаний із пневматичним блоком за допомогою електричного зв'язку, згідно з корисною моделлю, блок керування виконаний з можливістю контролю роботи стенда в автоматичному режимі іспитів і в ручному і задання параметрів досліду в ручному режимі дослідів, при цьому блок керування містить перемикач режимів для переходу з автоматичного режиму випробувань на ручний режим і навпаки. Перемикач режимів може бути виконаний, наприклад, у вигляді тумблера або іншого комутувального пристрою, розміщеного на панелі керування, що використовується для керування стендом у ручному режимі. 1 UA 83738 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Вузол приєднання пневматичного апарата, що перевіряється, до системи стенда являє собою пневмоциліндр зі штоком, з'єднаним через коромисло з двома Г-подібними тягами, що розсовуються, є симетричними щодо подовжньої осі штока і встановлені під кутом до осі циліндра з загинами усередину з кутом загину більше 90°, а параметри елементів засобу закріплення вибрані таким чином, що в момент затиску на Г-подібних тягах, що контактують з поверхнею апаратів, які перевіряються, реалізоване максимальне зусилля. Вузол приєднання пневматичного апарата, що перевіряється, до системи стенда виконаний з можливістю як закріплення апарата, що перевіряється, на корпусі стенда, так і з'єднання його з пневматичною магістраллю. Таке конструктивне виконання корисної моделі, що заявляється, дозволяє забезпечити максимально надійну роботу випробного стенда з забезпеченням можливості проведення випробувань у ручному й автоматичному режимах згідно з заздалегідь запрограмованим алгоритмом. У будь-який момент роботи стенда блок керування може здійснювати контроль правильності роботи стенда в цілому або окремих його елементів, здійснювати візуалізацію основних параметрів роботи стенда, що у свою чергу дозволяє забезпечити проведення випробувань пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу як у дослідницьких лабораторіях, так і ділянках ремонту автогальмового обладнання у вагонних і локомотивних депо тощо, забезпечуючи максимально розширений перелік режимів навантаження зазначених пневматичних апаратів. Наявність перемикача режимів дозволяє швидко перейти в ручний режим здійснення перевірки, у якому можуть бути реалізовані як усі режими перевірки, передбачені відповідною інструкцією з перевірки визначеного обладнання, так і додаткові спеціальні режими перевірки, які здійснюються у випадку нестандартної несправності обладнання, що перевіряється, яка не може бути виявлена в ході стандартної перевірки. Переважною є така реалізація випробного стенда, при якій вузол реалізації режимів випробувань пневматичного блока включає задавальний резервуар і систему робочих резервуарів, пневмоприводів, пристроїв пневмоавтоматики. Таке конструктивне виконання зазначеного вузла дозволяє забезпечити можливість проведення випробувань із забезпеченням різних режимів навантаження гальмового обладнання, що випробовується. Також доцільною є така реалізація корисної моделі, при якій блок керування включає ЕОМ із засобом візуалізації і вводу/виводу даних, виконану з можливістю збереження й обробки даних перевірки пневматичних апаратів з використанням попередньо інстальованого програмного забезпечення, що виконане з можливістю забезпечення вибору алгоритму випробувань і організації інтерфейсу "оператор-стенд", друкувальний пристрій і модуль зв'язку, що забезпечує можливість передачі даних перевірки пневматичних апаратів. Така реалізація корисної моделі, що заявляється, дозволяє забезпечити зручність при експлуатації стенда, який описується, обслуговуючим персоналом, а також забезпечити швидку обробку отриманих даних і можливість зберігати великий обсяг даних у дослідницьких або виробничих цілях. До параметрів, що перевіряються за допомогою стенда, відносять технологічно заданий набір даних, зокрема величину тиску в заданий момент і в заданій точці, температуру в заданій точці й у заданому періоді випробувань, швидкість набору або скидання тиску при виконанні визначених умов, величини струму або напруги в котушках електропневмоапаратів у заданому періоді випробувань, положення окремих частин або блоків апаратів, які перевіряються, у заданий момент тощо. Переважно засіб візуалізації і вводу/виводу інформації являє собою сенсорний екран, що дозволяє підвищити зручність керування роботою стенда. Доцільною є така реалізація корисної моделі, при якій блок керування включає набір манометрів необхідного класу точності, щитові електровимірювальні прилади, вимірники часових інтервалів і комутувальні елементи для керування роботою стенда в ручному режимі. Переважно як датчики робочих параметрів використовуються датчики, вибрані з групи, що включає датчики тиску, положення, переміщення, зусилля, температури, виміру тимчасових інтервалів. При реалізації автоматичного режиму усі види випробувань здійснюються за допомогою блока керування. Засіб візуалізації відображає всі необхідні підказки і результати випробувань. Введення необхідних даних робить оператор за допомогою сенсорного екрана, на який виводяться всі необхідні "меню" вибору параметрів. У ручному режимі всі необхідні дії здійснює оператор за допомогою комутаційної панелі ручного керування, що включається за допомогою перемикача режимів. Перелік графічних матеріалів 2 UA 83738 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 1 - вигляд спереду одного з варіантів реалізації випробного стенда для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу. Фіг. 2 - вигляд збоку одного з варіантів реалізації випробного стенда для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу. Фіг. 3 - загальний вигляд панелі керування випробним стендом у ручному режимі. Фіг. 4 - один з варіантів засобу вводу даних. Фіг. 5 - один з варіантів реалізації пневматичного блока випробного стенда. На Фіг. 1 представлений загальний вигляд одного з варіантів реалізації випробного стенда для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу, який включає корпус 1, де розміщений пневматичний блок, що містить вузол реалізації режимів випробувань, набір датчиків робочих параметрів, пневматичну магістраль і запірно-регулюючу арматуру; вузол з'єднання апарата, що перевіряється, і стенда 2; пристрій 3 для переміщення щонайменше частини агрегату, який випробовується, наприклад вантажного авторежиму. Також стенд містить блок керування, що включає ЕОМ із засобом візуалізації 4, за який може бути використаний, наприклад, рідкокристалічний індикатор або сенсорний дисплей, що також може застосовуватися як засіб вводу/виводу даних, і засобом вводу даних 5, за який може бути використана клавіатура, та роз'єм 6 для підключення знімного носія інформації. Засобом візуалізації 4 відображаються величини тиску повітря під час випробування, часові дані, відомості про несправності, що виникли при перевірці. На фігурі також представлений автомат включення мережі 7, індикатор включення мережі 8, запобіжник 9, кришка 10, регулятор тиску 11, 12, 13, датчики робочих параметрів – манометр, що показує тиск повітря напірної магістралі 14, манометр, що показує тиск гальмового резервуара 15, манометр, що показує тиск резервуара задавача тиску 16. На Фіг. 2 представлений вигляд збоку одного з варіантів реалізації випробного стенда для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу. Показані верхній каркас 17 корпуса 1, вилка мережного живлення 18, провід заземлення 19 стенда, вхідний штуцер 20. На Фіг. 3 представлений загальний вигляд панелі керування випробним стендом у ручному режимі. Показані перемикач режимів 21 блока керування для переходу з автоматичного режиму випробувань на ручний режим і назад, тумблер "Притискання" 22 - притискання агрегату (авторежиму), який випробовується, тумблер "Відтискання" 23 – відтискання для зняття агрегату (авторежиму), який випробовується, тумблер "Витік" 24 – включення витоку через дросельний отвір 1 мм, тумблер "Скидання" 25 - скидання тиску повітря з гальмового резервуара, тумблер "0,3 МПа-0,42 МПа" 26 переключення величини тиску повітря, тумблер "Подача" 27 - подача тиску повітря у агрегат (авторежим), який випробовується, через дросельний отвір 3 мм, тумблер "Відпускання" 28 – включення витоку через дросельний отвір 3 мм, тумблер "Скидання" 29 - скидання тиску повітря з резервуара задавача тиску, тумблер "Упор 14(16)" 30 - включення переміщення упора на 14 або 16 мм, "Упор 27(40)" 31 - включення переміщення упора на 27 або 40 мм. На Фіг. 4 представлений один з варіантів засобу вводу даних, зокрема клавіатура. Показано кнопку "Esc" 32, кнопку "Enter" 33, кнопки 34 вибору позицій меню програми для проведення іспитів, кнопки 35 для вводу даних до протоколу випробувань, кнопку "F1" 36 для одержання підказки при виконанні якої-небудь дії. На Фіг. 5 представлений один з варіантів реалізації пневматичного блока випробного стенда. Показані фільтр 37, вентиль 38, глушники 39, 40, 41, 42, 43, датчики тиску пневматичні 44, 45, відвідний блок (колектори) 46, 47, клапани блокуючі 48, 49, 50, 51, регулятори тиску 52, 53, 54, мастилорозподільник 55, пневмодроселі 56-61, плита перевірочна авторежимів 62, пневмоциліндри 63, 64, пневмоциліндр 65, пневморозподільники 66, 67, 68, 69, пневморозподільники 70, 71, 72, пневморозподільники 73, 74, пневморозподільник 75. Також на фігурі представлені манометри 14, 15, 16. Робота стенда здійснюється в такий спосіб. Обладнання, що перевіряється, встановлюють у вузол з'єднання апарата, що перевіряється, і стенда 2 і одночасно підключають до пневматичного блока стенда вручну. Випробування здійснюють відповідно до інструкції на проведення випробувань. Пневматичний блок випробного стенда працює в такий спосіб. Через вентиль 38 та фільтр 37 повітря під тиском подають у пневмосистему стенда і далі до колектора 46, від якого повітря під тиском подають до манометра 14, регулятора тиску 52 і мастилорозподільника 55. Від регулятора тиску 52 повітря під тиском подають на регулятори тиску 53 і 54. Від мастилорозподільника 55 повітря під тиском подають до колектора 47 і далі на пневморозподільники 73, 74, 75. За допомогою пневморозподільників 73, 74 керують роботою 3 UA 83738 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пневмоциліндрів 63, 64 підйому упора, а пневморозподільників 75 – роботою пневмоциліндра 65 затиску. Від регуляторів тиску 53, 54 повітря під тиском подають на пневморозподільники 56, 57 і блокуючі клапани 48, 49, і далі в резервуар задавача тиску РС1. Регулятори тиску 52, 53 налаштовують на конкретні величини тиску повітря 0,3 МПа і 0,42 МПа відповідно. За допомогою пневморозподільника 70 здійснюють подачу тиску повітря на авторежим, який випробовується. За допомогою пневморозподільника 71 здійснюють скидання тиску повітря з резервуара РС1 через дросельний отвір 3 мм. Контроль тиску повітря в резервуарі РС1 здійснюють манометром 16. За допомогою пневморозподільника 69 і блокуючого клапана 51 здійснюють скидання тиску повітря з резервуара РС1. Датчики тиску 44, 45 призначені для передачі контролеру блока керування сигналів про зміну величин тиску повітря в резервуарах РС1 і РС2 для електронного керування процесом живлення. За допомогою пневморозподільника 68 і блокуючого клапана 50 здійснюють скидання тиску повітря з резервуара РС2 через дросельний отвір 1 мм. Контроль тиску повітря в резервуарі РС2 здійснюють манометром 15. Датчики тиску 44, 45 призначені для передачі контролеру блока керування сигналів про зміну величин тиску повітря в резервуарах РС1 і РС2 для електронного керування процесом випробування. Пневмодроселі 56-61 дозволяють плавно переміщати поршні пневмоциліндрів 63, 64, 65. Глушники 39, 40, 41, 42, 43 застосовують для зменшення шуму при виході повітря. Для перевірки в автоматичному режимі перемикач режимів 21 блока керування встановлюють в положення "АВТОМАТ". На екрані ЕОМ (засіб візуалізації 4), у за який може бути використаний, наприклад, рідкокристалічний індикатор або сенсорний дисплей, що також може застосовуватися як засіб вводу/виводу даних, з'явиться меню спеціалізованого програмного забезпечення. За допомогою засобу вводу даних 5 здійснюють вибір виду випробувань, наприклад "Тест", "Самотестування" або "Протокол". Після вибору дії натискають кнопку "Enter" 33. Також здійснюють введення всіх необхідних параметрів для здійснення перевірки досліджуваного обладнання. Метод перевірки вузлів полягає в послідовному виконанні заданих кроків з попередньо підготовленого набору тестів. На кожному кроці за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення та обладнання стенда створюють конкретну ситуацію і вимірюють задані параметри. Обмірювані значення виводять за допомогою засобу візуалізації 4, і якщо заданий норматив, то їх порівнюють з припустимими значеннями цього нормативу. По відхиленню від нормативів оператор робить висновок про працездатність досліджуваного обладнання. Тестування може бути здійснене стільки разів, скільки буде необхідно для правильної діагностики досліджуваного обладнання. По завершенню робіт оператор може зберегти отриманий протокол випробувань. Збережені протоколи можуть зберігатися в пам'яті ЕОМ блока керування до 6 місяців і можуть бути доступні в разі потреби. Для перевірки обладнання в ручному режимі перемикач режимів 21 блока керування встановлюють в положення "Ручний". Тумблером 26 встановлюють величину тиску повітря в резервуарі задавача тиску, що дорівнює або 0,3 МПа, або 0,42 МПа. Тумблером 27 "Подача" активують подачу повітря у авторежим, який випробовується, через дросельний отвір 3 мм. У гальмовому резервуарі за визначений час має встановитися відповідний тиск повітря. Для перевірки чутливості авторежиму (досліджуваного агрегату) за допомогою переключення тумблера 24 "Витік" створюють штучний витік з гальмового резервуара через дросельний отвір 1мм. Тумблером 28 "Відпускання" здійснюють випуск повітря з авторежиму через дросельний отвір 3 мм при включеному тумблері 27 "Подача". Тумблером 30 "Упор 14(16)" здійснюють підняття упора авторежиму на величину 14(16) мм і після деякої витримки часу тумблером 27 "Подача" подають повітря у агрегат, який випробовується. Тумблером 31 "Упор 27(40)" здійснюють підняття упора авторежиму на величину 27(40) мм і після визначеної витримки часу тумблером 27 "Подача" подають повітря у агрегат, який випробовується. Контроль тиску повітря здійснюють по манометрах 15, 16. Тумблером 25 "Скидання" здійснюють випуск повітря з гальмового резервуара. Тумблером 29 "Скидання" здійснюють випуск повітря з резервуара задавача тиску. Таким чином, корисна модель, що заявляється, являє собою випробний стенд для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу, що завдяки своєму конструктивному виконанню дозволяє забезпечити проведення випробувань зазначених апаратів відповідно до технологічного процесу випробувань, що забезпечує одержання найбільш повних і достовірних результатів перевірки, а також у разі потреби дозволить досить швидко перейти на ручний режим перевірки апаратів, не порушуючи технологічний цикл ремонту рухомого складу. 4 UA 83738 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 35 1. Випробний стенд для перевірки пневматичних апаратів гальмової системи рейкового транспортного засобу, що включає корпус, у якому розміщені пневматичний блок, виконаний з можливістю реалізації заданого режиму випробувань, який містить вузол реалізації режимів випробувань, набір датчиків робочих параметрів, пневматичну магістраль і запірно-регулюючу арматуру, вузол з'єднання апарата, що перевіряється, і стенда, блок керування, виконаний з можливістю автоматичного керування роботою стенда по запрограмованому алгоритму і зв'язаний із пневматичним блоком за допомогою електричного зв'язку, який відрізняється тим, що блок керування виконаний з можливістю контролю роботи стенда в автоматичному режимі випробувань і в ручному і задання параметрів випробування в ручному режимі випробувань, при цьому блок керування містить перемикач режимів для переходу з автоматичного режиму випробувань на ручний режим і навпаки. 2. Випробний стенд за п. 1, який відрізняється тим, що вузол реалізації режимів випробувань пневматичного блока включає задавальний резервуар і систему робочих резервуарів, пневмоприводів, пристроїв пневмоавтоматики. 3. Випробний стенд за п. 1, який відрізняється тим, що блок керування включає ЕОМ із засобом візуалізації і вводу/виводу даних, виконану з можливістю збереження й обробки даних перевірки пневматичних апаратів, друкувальний пристрій і модуль зв'язку, що забезпечує можливість передачі даних перевірки пневматичних апаратів. 4. Випробний стенд за п. 3, який відрізняється тим, що ЕОМ обладнана спеціалізованим програмним забезпеченням, виконаним з можливістю забезпечення вибору і редагування алгоритму випробувань і організації інтерфейсу "оператор-стенд". 5. Випробний стенд за п. 3, який відрізняється тим, що засіб візуалізації і вводу/виводу інформації являє собою сенсорний екран. 6. Випробний стенд за п. 1, який відрізняється тим, що блок керування включає набір манометрів необхідного класу точності, щитові електровимірювальні прилади, вимірники часових інтервалів і комутувальні елементи для керування роботою стенда в ручному режимі. 7. Випробний стенд за п. 1, який відрізняється тим, що вузол з'єднання апарата, що перевіряється, і стенда виконаний з можливістю закріплення апарата, що перевіряється, на корпусі стенда і з'єднання його з пневматичною магістраллю. 8. Випробний стенд за п. 1, який відрізняється тим, що як датчики робочих параметрів використовують датчики, вибрані з групи, що включає датчики тиску, положення, переміщення, зусилля, температури, виміру часових інтервалів. 5 UA 83738 U 6 UA 83738 U 7 UA 83738 U 8 UA 83738 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9