新型自动化风挡气密淋雨试验台的设计及应用

汪明

青岛宏达青田交通设备有限公司 山东青岛 266000

风挡作为轨道交通行业的重要零部件，是两节车厢的中间连接部分，主要作用是车厢的连接通道，本身对气密性和水密性要求较高，需对每一个成品的气密性和水密性进行检查。

1 现有技术的不足之处

气密和淋雨试验在一个试验台中，试验工装与风挡连接后成为一个密闭的腔体，向腔体中充气或者做外部淋雨试验时，都是手工进行，需2-3人配合方能试验，其中包括开启和关闭电源开关、开启和关闭气源开关、观察气压值的变化、计时、临时连接试验电气和气动管路等。这种方法占用人员数量，相对人力成本较高，且受人为因素影响，试验数据缺乏准确性，不直观。同时水流量是通过水表读数及时间等参数进行计算获得，人为进行读数准确性低，致使最终得到的每小时水流量数值误差较大[1]。

2 设计数据概况

2.1 技术条件

水压：0-0.35MPa

气压：4bar-7bar

篷布试验测量正压力：1000Pa-6000Pa

篷布试验测量真空压力：-1000Pa-（-6000Pa）

水箱容积：2立方米（实际为大约1.8立方米）

水泵流量：12.5立方米/小时

流量计量程：0-40立方米/小时

2.2 原理说明

控制原理图

2.3 详细功能

（1）淋雨试验。液位计2检测水箱的液位，液位计2为数字量检测，可实时显示水箱水位的高低，在程序中设定上限和下限，当液位超过上限时，停止供水，当液位低于下限时，水泵停止喷淋，通过此功能实现对水进行自动控制。据不同产品的需要在触摸屏上设定水的流量、压力及喷淋时间，水的流量是通过流量计及电磁调节阀进行信号的反馈及调节，水的流量及压力只能设定一个，另一个随着改变，当液位高于下限时，允许开启水泵，进行喷淋。水压力计只是一个外部显示，作为参考。

（2）正压试验。通过电子压力表5判断系统压力，需达到5bar，才能开始进行试验，电磁阀6得电，气源经过气源处理单元向测试体充气加压，当测试体内压力达到预定值时，电磁阀6失电，停止向测试体内充气，当测试体内的压力减小到一定值时，电磁阀6得电，继续向测试体内进行充气加压，通过电磁阀6重复得电失电，实现对测试体的保压功能。当加压到试验规定的数值时，电磁阀6失电，自动开始计时，当降低到试验规定数值时，计时停止，反复三次，取平均值作为最终数据结果[2]。

（3）负压试验。原理同上面的正压试验，主要对试验风挡进行抽真空试验。由于真空泵采用的是水环式真空泵，需通过介质水的循环才能产生真空度，因此只有在电磁阀3得电后，通过电磁阀3控制的水管路才能与真空泵相通，水箱里的水才会通过电磁阀3进入真空泵，真空泵才能开启，电磁阀4得电，开始对测试体进行抽真空，当达到试验规定的数值时，电磁阀4断电，同时开始计时，当真空度下降到试验规定的数值时，计时停止，反复三次，取平均值作为最终的数据结果。

（4）结构说明。该试验台机械布置结构较紧凑，控制起来较方便，实现了易于操作，易于维护的特点。水管路全部采用不锈钢管，与固定在试验台上的喷头进行连接，实现试验供水及喷淋功能；气管路及抽真空管路采用PU管，连接在试验台上，接通气源或真空泵后，对试验台和试验风挡组成的封闭腔体进行充气或抽真空，以完成正压试验或负压试验[3]。

3 软件保护：程序的设计及界面布局

（1）程序主界面。

（2）规格选择界面：实现分规格选择的全自动控制。

（3）手动操作界面：实现各个单元的单独动作。

（4）手动充气界面：对充气和抽真空实现了半自动，实现自动计时及自动计算平均值的功能。

（5）校准界面：对各项检测数据进行校准，去除误差。

（6）采集数据的模拟回归。机械压力表安装在试验台上，和试验风挡连在一起，数值非常准确，但新试验台由于条件所限，将压力开关放在了气控箱处，通过PU管与检测体相连，由于有一定距离，检测的压力会有一些不同，需与真实的数据进行比对。经过试验，得出了12组数据，对比数据发现，并不是完全的线性关系，因此拟对上面数据进行模拟回归处理，具体采用IBMSPSSStatistics20软件进行分析。

从分析得知Durbin-Watson值为2.185，sig值为0.000，均符合要求，因此得出的近似直线结果是非常理想的，符合我们的要求，如果用Y代表机械压力表检测值，X代表压力开关检测值，最终经过模拟计算得出Y与X的关系如下：

Y=45.556+1.005X

将此运算方法在PLC程序中进行处理，对压力开关的检测值来进行修订，在触摸屏中将最终显示一个更接近检测体的数值。

4 结语

随着社会进步和科技发展，工厂自动化的要求会越来越高，工厂手工设备的自动化改造需求会逐步加大，节省人工成本，提高工作效率必然是今后企业的发展方向。