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利用OTC236设计的机车制动故障感测单元

发布时间:2020-07-21 18:09:44 阅读: 来源:雕刻刀厂家

1 关于机车制动故障机车制动过程中可能存在着以下两个方面的故障[1]。(1)无操作制动时,发生了制动。机车车轮制动结构如图1所示,车轮是由轮毂和轮箍组成。当出现无制动死闸现象时,高强度的摩擦作用在轮箍与闸瓦间,摩擦导致大量发热,温度持续升高,导致轮箍与轮毂发生相对位移,即弛缓发生。(2)有操作制动时,制动作用失效。刹车片材质不均,致使其局部在相同制动力下磨损程度不同;传动装置的磨耗、卡死等机械故障以及气压回路故障等引起制动失效情况。以致引起诸如冒进信号、冲突、追尾、放扬等机车运行事故。

2 确定测量方法引发制动故障的原因是多方面的。选用哪项指标作为判断故障的依据就显得十分重要。机车实际运行时,机车不定期处于惯性(惰性)运行状态,此时机车电动机无驱动电流,现场情况表明测量电流的方法不能用于表征机车制动故障发生与否。当机车载荷量大时、惯性就会很大,即使出现个别轮对抱闸现象,对机车轮对的转动速度几乎不影响。现场情况表明测量速度的方案也不能用于表征机车制动故障发生与否。测量间隙和测量闸缸压力的想法也因为现场情况的不许可,而不能实行,对检测装置的基本要求就是在不影响机车自身的安全运行的前提下在合理、安全的位置上安装。最终确定测量温度的方法来判断是否发生机车制动故障。当机车发生制动故障时,闸瓦与轮对之间的摩擦会产生大量热量并向外界散发。在轮对外缘踏面形成相对于周围环境的高温热源。因此可以采用非接触式温度传感器来检测轮对外缘踏面温度来判定机车是否发生制动故障。

3 检测装置的实现

3.1 传感器测量单元外观出于机车安全运行的需要和现场安装位置与尺寸的限制,通过模拟试验和实地情况勘查,设计了如图2所示含有otc236红外温度传感器的测量单元,安装在闸瓦气动机构的外部倾斜面上,红外感受窗正对轮对外缘踏面。经过现场试验,证明该检测点能准确感受轮箍表面的温度变化。现场实验如图3所示。

3.2 传感器测量单元电路传感器测量电路如图4所示,以oct236为核心构成检测运算单元[1],输出为电压信号,后续电桥电路会平衡如此12个同样的测量单元的输出信号,为a/d转换提供输入信号。

3.3 系统硬件利用otc236温度传感器测量单元来判断机车是否发生了制动故障.借助微处理器系统,构成如图5所示的以51系列处理器为核心的检测系统[3]。在这一款检测系统中,对机车轮对的温度检测经过电桥转换和数/模转换后,得到与被测量踏面温度相对应的数字信号[4]。经过软件对被测温度、温度变化、温度设定阈值的综合分析[5],就可以判断出故障所在的位置,并及时显示并提供语音报警[6]。

3.4 抗干扰措施机车野外运行气象、气候条件复杂多变,长期出于动态运行过程中,诸如载荷变化、隧道和路桥、升弓降弓引起的强烈拉弧等情况直接影响系统能否正常工作。电力机车在行进过程中自身会产生大量的强电磁干扰。因此,系统必须采取有力的抗干扰措施才能保证系统的正常工作[7]:(1)传感器检测单元使用2 mm钢板制作,外层防锈漆喷涂。(2)传感器检测单元使用环氧树脂作为填充料,防水、绝缘、隔绝空气。(3)电缆使用svt双重绝缘带铜网屏蔽的户外专用电缆,连接处使用防水橡胶塞。(4)主控制器机箱采用5 mm钢板制作,连接端子一律专用航空插头。(5)在软件上选用滤波、指令冗余、看门狗等措施[8]。有一种情况需要特别提醒,这就是1 khz以下的磁场波。这种磁场波一般由大电流辐射射源产生,机车在启动和停机时都会产生这类干扰。对于这种频率很低的磁场,可以采用高导磁率的材料进行屏蔽,例如含镍80%左右的坡莫合金。

4 结 语该机车制动故障报警装置在勉西机务段的ss3型机车上安装并试运行近半年时间,表明该装置具有测量故障轮对号准确、安装、使用方便等特点。

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