Устройство для автоматического управления тормозными пневмоаппаратами при испытаниях Советский патент 1987 года по МПК G01M17/00 B60T7/12 

1135

Изобретение относится к устройствам испытательной техники применительно к тормозным пневматическим, электропневматическим и механическим приборам тормозного оборудования железнодорожного подвижного состава. Цель изобретения - повышение эффективности устройства путем приближения испытаний к реальным условиям.

На фиг.1 приведена пневмомеханическая схема устройства; на фиг.2 - электронный блок управления устройством.

Устройство содержит соединенные воздухопроводами 1 источник 2 сжатого воздуха и тормозной кран 3 машиниста. Поворотная ручка 4 крана машиниста связана посредством стяжки 5 и шарнира 6 со штоком 7 силового цилиндра 8. Цилиндр 8 своим корпусом 9 шарнирно закреплен на основании 10. Шток 7 имеет возможность перемещаться в горизонтальном направлении посредством впуска сжатого воздуха в левую 11 или правую 12 полости цилиндра 8 электромагнитными клапанами 13 и 14 включения прямого и обратного хода поворотной ручки. Сжатый воздух воздействует в кажцой полос- ти на подвижную перегородку 15, жестко связанную со штоком.

На ручке 4 крана 3 закреплен подвижный элемент 16 слежения (например постоянный магнит). На корпусе крана 3 закреплена плата 17 с радиально размеш;енными неподвижными считывающими элементами 18 (например, герко- нами).

На рессорном подвешивании 19 емок тирована плита 20 с испытываемыми регуляторами 21 тормозных сил, резервуарами 22 и 23 и датчиком 24 давления. Подрессорная плита имеет возможность вертикальных и угловых переме- щений.

К пневматическому выходу крана 3 машиниста магистралью 25 подключен имитатор положения транспортного средства в составе поезда, представ- ляющий собой регулируемый дроссель, СОСТОЯШР1Й из электромагнитного вентиля 26 и клапана с конусным сердечником 27 и седлом 28. Пневматический выход 29 дросселя подключен к пнев- матическому входу регулятора 21 торможения силы, а обмотка вентиля 26 включается в цепь электропитания через регулирующий резистор 30.

Электронгшй блок управления (фиг.2) содержит три одинаковых (показан один задатчик 31) блока интервалов длительности торможений, один задатчик 32 временных интервалов длительности перекрьшги,

Необходимость трех задатчиков 31 обусловлена наличием у крана 3 машиниста трех тормозных позиций с различными темпами разрядки тормозной магистрали.

Кроме того, в состав блока управления входят распределитель ступеней торможения, имитатор скорости и схема контроля готовности устройства к работе.

В блок управления включены реле 33 с контактами 33,1-33.3, реле 34 с контактами 34.1 и 34.2, реле 35 с контактами 35.1-35,3, реле 36 с контактами 36.1 и 36.2 и реле 37 с код- тактами 37.1 и 37.2.

Распределитель ступеней торможения представляет собой ряд последовательно срабатывающих таймеров 38- 41 длительных вьщержек, нагруженных, обмотками дополнительного реле 42 с контактами 42.1 и 42.2, дополнительного реле 43 с контактами 43.1 и 43,2, дополнительного реле 44 с контактом .1, дополнительного реле 45 с контактом 45.1.

Имитатор скорости представляет собой параллельные цепочки с параллельно включенньми таймерами 46-50 коротких выдержек, нагруженными обмотками дополнительного реле 51 с контактом 51.1, дополнительного реле 52 с контактом 52.1, дополнительного реле 53 с контактом 53.1, дополнительного реле 54 с контактом 54.1 и дополнительного реле 55 с контактом 55.1,

Считывающие элементы 18 в позиции ручки 4 Зарядка имеют замыкающий 56 и размыкаюш 1й 57 контакты, л позиции Торможение - замыкающий кон- такт 58, в позиции Перекрьшта - за- мыкакхций контакт 59.

В схему контроля последовательно включены замыкающий контакт 60 задат чика 24 давления, обмотка реле 33, размыкающий контакт 35.2 и паргшлель ные замыкающие контакты 56 и 33,2.

В цепь электромагнитного клапана 13 (прямого хода) включен замыкающий контакт 33.1, а в цепь электромагнитного клапана - размыкающий контакт 57 и замыкающие контакты .34.2 и 36.2.

В каждый задатчик 31 входят замыкающие контакты 58, 35,1,. 34.1, обмотки реле 34 и 35, размьткающий контакт 37.2 RC-цепочки из конденсатора 61 и резисторов 62-65, подключаемых замыкающими контактами 42.1-45.1 в базовую цепь транзисторного ключа 66.

Включение каждого задатчика 31 осуществляется тумблерами 67.

В задатчик 32 входят замыкающие контакты 35.3, 59, 37.1, 36.1, обмотки реле 36 и 37, размыкающий контакт

и

,076CX0 034R + R-g 3)( 300)

7,1)0 - uf+ 150)

R С и„ к, где и - текущее значение напряжения генератора;

номинал включенного в RC- цепь генератора резистора; номинал включенного в RC- цепь генератора конденсатора;

заданное начальное значение напряжения генераторов в данном цикле испытаний; заданное конечное значение напряжения генератора в данном цикле испытаний; коэффициент, постоянный для данного цикла испытаний, характеризующий грузоподъемность имитируемого на стенде транспортного средства. Генератор-формирователь 76 вьшол- нен, например, в виде составного транзистора, в базовую цепь которого могут быть подключены со стороны плюса источника питания посредством контактов реле 51-55 емкости определенного номинала, а посредством контактов реле 42-45 со стороны минуса источника питания - резисторы опреде-. ленного номинала.

Выход генератора-формирователя 76 через усилитель 77 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя

78и далее к цифровым индикаторам

79и 80. - Устройство работает следующим образом.

Ручка 4 крана 3 машиниста устанавливается перед включением стенда в пневматическую и электрическую цепи во второе положение (Зарядка). При включении питания происходит

.

.

350526

33.3 RC-цепочки из конденсатора 68 и резисторов 69, 70, 71-73 (не показаны) и 74, подключаемых замыкающими g контактами 51.1-55.1 в базовую цепь транзисторного ключа 75.

Пареллельные цепочки имитатора скорости подключаются замыкающими контактами 42.2 и 43.3.

10

В схему имитатора скорости движения транспортного средства может быть включен генератор-формирователь 76 напряжения с реализуемой им функциональной зависимостью

0

5

0

5

0

5

0

5

зарядка сжатым воздухом полостей регулятора 21 тормозных сил (фиг.1) и запасного резервуара 22. Электрокон-. тактный датчик давления в резервуаре 22, настроенный перед испытаниями на определенное предельное давление, замыкает свои контакты 60 (фиг.1) при достижении этого давления. В цепь электрического питания включается обмотка реле 33 через замкнутый контакт 56, так как ручка 4 крана находится во втором положении и подвижный элемент 16 слежения (фиг.1) расположен над неподвижным элементом 18. Вследствие этого- замыкается контакт 33.2 реле 33, цепь схемы контроля срабатывания на самоподхват питания, замыкается контакт 33.1 .и возбуждается обмотка электромагнитного клапана 13. Сжатый воздух через открывшийся клапан 13:-поступает в левую полость II (фиг.1) цилиндра 8. Ручка 4 крана машиниста под действием усилия пневмопривода перемещается против часовой стрелки в направлении тормозных позиций крана.

Перемещаясь, ручка 4 посредством элемента 16 слежения воздействует на считывающие элементы 18, вйзывая срабатывания внач-але контакта 59, затем контакта 48 (фиг.2). Электрическая схема блока управления стендом выполнена таким образом, что срабатывание контакта 59 (позиция Перекрыша) при движении ручки крана к тормозным позициям не вызывает срабатывания клапанов 13 и 14.

Это условие обеспечено тем, что питание на схему временных интервалов перекрьшзи подается только после

прихода ручки 4 в од1-гу из тормозных позиций, посредством замыкания вначале контактов 35.3, затем 59 и 37.1.

Таким образом, обмотка клапана 13 возбуждена (т.е. ручка перемещается) до тех пор, пока подвижный элемент 16 слежения не замкнет контакт 58 - считывающий элемент, расположенный над позицией служебных торможений ручки крана (включен тумблер 67).

Остановка ручки крана в тормозной позиции обеспечивается замыканием контактов 58, 35.1, срабатыванием реле 35, размыканием контакта 35.2, обесточиванием реле 33 и размыканием контакта 33.1. Сжатый воздух из левой полости 11 (фиг.1) цилиндра 8 открывшимся при обесточивании клапаном 13 выбрасывается в атмосферу. Вьщержка ручки крана в тормозной позиции определяется номиналом включенного в базовую цепь транзисторного ключа 66 резисторов 62-65.

Выполняет это включение распределитель ступеней торможения последовательной в процессе испытаний работой таймеров 38-41, т.е. вначале таймер 38 (реле времени на интегральной микросхеме) в течение первого этапа полного цикла держит включенным контактом 42.1 резистор 62, После истечения установлейного оператором стенда в таймере 38 времени срабатывает второй таймер 39, отключается резистор 62,.включается резистор 63 контактом 43.1 и т.п.

Таким образом обеспечивается дискретное Изменение номиналов сопротивлений времязадающей ячейки задатчи- ка 3, что и определяет необходимую последовательность изменений времени торможеш я и тем самым величины давления сжатого воздуха в резервуаре 23 (фзгИ).

После заданной ступени торможения

ручка 4 крана приводится

ir

В движение .

в направлении позиции перекрьши Это осуществляется включением после зад,анной вьщержки време ш реле 34, задатчика 31. Контакт 34.2 замыкается , возбуяэдается обмотка клапана 14. Сжатый воздух от источника -питания через О1;крывшийся клапан 14 подается в правую полость 12 цRпиндpa 8, вследствие чего ручка 4 крана перемещается по часовой стрелке. Остановка ручки крана в позиции Пере- крьша обеспечивается воздействием элемента 16 слежения на считывающий.

5

0

элемент 18 и замыканием контакта 59. Срабатывает реле 37, контакт которого 37.2 размыкает цепь электропитания схемы 31. Реле 34 обесточивается, его. контакт 34.2 размыкается, обмотка питания клапана 14 обесточивается. Сжатый воздух из правой полости 12 цклинДра 8 через открывшийся клапан 14 выбрасывается в атмосферу (Атм. на фиг.). Необходимую скорость перемещения ручки крана регулируют установкой дроссельных шайб на пневматических входах в полости цилиндра 8. Длительность нахождения ручки 4 крана в позиции Перекрыша определяют номиналы резисторов 69-74, вклю- чае№)х в цепь составного транзистора 75 задатчика 32 одним из таймеров 46, 47 и 48-50, имитатором скорости движения транспортного средства посредством контактов 51.1-55.Ь. Времена вьщержки этих таймеров устанавливаются оператором.перед испытаниями согласно гфинятой методике испытаний.

5 После определенной зьщержки ручки 4 крана в позиции перекрьши происходит перемещение ручки 4 в исходное положение. Это обеспечивается срабатыва- ;нием реле 36 и возбуждением обмотки клапана 14 посредством контакта 36.2 Контакт 57 замкнут, так как элемент слежения еще не возвратился во вторую позицию.

Сжатый воздух через открывшийся клапан 14 поступает правую полость 12 цилиндра 8, вызывая перемещение ручки 4 в исходную позицию. Остановка ручки 4 крана в исходной позиции обеспечивается размгзшанием контакта 57 при воздействии элемента слежения на считывающий элемент, замыкающий контакт 56 исходной позиции крана 3 машиниста. В этой позиции происходит процесс отпуска тормоза с послел; дующей зарядкой резервуара 22. При повышении давления в резервуаре 22 до заданного (зарядного) контакт 60 замыкается, подается питание в цепь блока схемы контроля, возбужда0 ется реле 33 и цикл работы устройства повторяется вновь.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического управления тормозными пневмоаппарата- ми при испытаниях, содержащее силовой цилиндр двухстороннего действия, шток которого тарнирко связан с пово0

.5

0

ротной ручкой тормозного крана, сообщенного входом с источником сжатого воздуха, а выходом - с магистралью для подключения к испытываемому пнев моаппарату, электромагнитные клапаны включения прямого и обратного хода поворотной ручки, сообщающие полости силового цилиндра с источником сжатого воздуха и атмосферой, и блок управления электрическими цепями f включения электромагнитных клапанов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем приближения испытаний к реальным условиям, оно снабжено датчиком давления в запасном резервуаре испытываемого пневмоапп арата и дискретным датчиком положения ручки тормозного крана, состоящим из элемента слеже- ния на ручке тормозного крана и неподвижно закрепленных под ней считывающих элементов, разнесенных по позициям, соответствующим зарядке и отпуску, торможению, перекрыше, при этом блок управления выполнен состоящим из схемы контроля готовности устройства к работе, задатчиков временных интервалов дпительности торможения и перекрьши, распределителя ступеней торможения и имитатора скорости, причем в схему контроля включена обмотка первого реле, в задат- чик временных интервалов длительности торможений включены обмотки вто- рого и третьего реле, а в задатчик временных интервалов перекрьши - обмотки четвертого и пятого реле, в цепь электромагнитного клапана прямого хода включен замыкающий контакт первого реле, в цепь электромагнитного клапана обратного хода последова тельно включены замыкающий контакт четвертого реле и размыкающий контакт считывающего элемента на пози- ции зарядки и отпуска и параллельно указанным контактам замыкающий контакт второго реле, в схеме контроля последовательно с обмоткой первого

реле включены замыкающий контакт дат- ggторможений по числу дополнительных

чика давления, размыкающий контакттормозных позиций ручки тормозного

третьего реле и другой замыкающий скрана.

контакт первого реле, параллельно ко-5. Устройство по п.1, о т л и торому включен замыкающий контактчающееся тем, что оно снабсчитывающего элемента на позиции за- регулируемым дросселем в магистрядки и отпуска, в задатчик времен-рали для подключения испытьшаемого

ных интервалов длительности торможе-пневмоаппарата.

НИН через параллельные замыкающий контакт считывающего элемента на позиции торможения и другой замыкающий контакт третьего реле подключены две электрические цепи, в одной из которых последовательно соединены обмотка .третьего реле и размыкающий контакт пятого реле, а в другой - обмотка второго репе и транзисторный ключ, управляемый распределителем

. ступеней торможения, в задатчике.вре менны с интервалов длительности перекрыши через последовательно соединенные замыкающий контакт третьего реле замыкающий контакт считывающего элемента на позиции перекрыши и параллельный им замыкающий- контакт пятого реле подключены две электрические цепи, в одной из которых последовательно соединены обмотка пятого реле и размыкающий контакт первого реле, а в другой обмотка четвертого реле и транзисторный ключ, управляемый имитатором скорости.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что распредели- тель ступеней торможения представляет собой ряд последовательно срабатывающих таймеров, нагруженных обмотками дополнительных реле управления параллельными КС-цепями, питающими базовую цепь транзисторного ключа задатчика временных интервалов длительности торможений.

3.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что имитатор скорости представляет собой параллельные цепочки с параллельно включенными таймерами нагруженными.обмотками дополнительных реле управления RC-цепями, питающими базовую цепь транзисторного ключа задатчика временных интервалов длительности перекрыши.

4.Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными задат 1иками временных интервалов длительности

L.

S 2S .

И

.

:

;чн d

(J

hQH

}о fi

гСН-5Ч |

iS

о

f

tr

«4J

Изобретение относится к области испытательной техники. Цель изобретения - повышение эффективности устрой fff s . / jLS- 3-rp3 ства путем приближения испытаний к реальным условиям. Шток 7 цилиндра 8 связан с поворотной ручкой 4 тормозного крана 3, сообщающе- ,го источник сжатого воздуха 2 с испытываемым регулятором 21 тормозных сил. В магистрали 25 установлен регулируемый дроссель в виде электромагнитного -вентиля 26. На ручке 4 закреплен элемент слежения 16 датчика положения ручки 4, считывакнцие элементы 18 которого закреплены на плате 17. Электромагнитные клапаны 13, 14 сообщают полости 11,12 цилиндра 8 с источником 2 по сигналам блока управления, к которому подключены датчик положения ручки 4 и датчик дав- ления в запасном резервуаре регулятора 21. 4 з.п. ф-лы. 2 ил. G & ,,« ff а M-f Од ел о ел N9 Од 29 . ; 4 4444444 444 f 2f я

Редактор С.Патрушева

Составитель С.Макаров

Техред Л.Олийнык / Корректор С.Шекмар

Заказ 5277/45Тираж 776Подписное

ВНИИШ- Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий 113035,, Москва, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4